黄泛区粉土动力特性及动本构模型适用性研究

黄泛区土质以粉土为主,对比黄泛区不同区域粉土动力特性差异,研究其动剪切模量和阻尼比的变化规律,探寻适合黄泛区粉土的动本构模型,可以为建筑基础、机器基础和土石坝的动力分析提供必要的依据.对开封、新乡和中牟三个区域粉土的动三轴实验,测得不同荷载下动剪应力、动剪应变以及应力-应变滞回曲线,并计算出动剪切模量及阻尼比.分析了三个区域粉土动力特性的差异,得出了固结围压、制样含水率对动剪切模量、阻尼比以及骨干曲线的影响规律,并通过Hardin-Drnevich等效线性模型拟合黄泛区粉土实测动本构数据,验证了实验数据的正确性和该模型对黄泛区粉土的适用性.     

各类土的动剪切模量和阻尼比的研究

土的动剪切模量和阻尼比是土动力学特性的重要参数,也是土层和地基地震反应分析中必备的动力参数。根据国内外土的动剪切模量和阻尼比的发展和研究现状,对比分析了确定土的动剪切模量和阻尼比的现场测试和实验室测试2种测试方法的优缺点,并分别对无黏性土、黏性土、其他类土以及重塑土的动剪切模量和阻尼比的国内外研究成果进行了总结和评述,指出了现有研究工作中有待解决和完善的问题,提出了今后的发展方向和研究设想。     

松原液化砂共振柱试验研究

为了探讨松原液化砂的动力特性,对9种工况下的3种液化砂进行共振柱试验,研究了3种砂在不同密度及固结压力条件下动剪切模量、阻尼比和剪应变的变化关系,通过标准差和变异系数柱状图分析了动剪切模量比和阻尼比的离散程度。结果表明：松原地区3种液化砂的动剪切模量比与阻尼比数值变化差异不大,且经统计分析得到的阻尼比离散程度比动剪切模量比高,误差大。通过共振柱试验测得松原液化砂的动参数,为东北地区液化场地抗震性能的研究提供参考。     

动三轴试验测试土阻尼的影响因素与不足

动三轴试验是实验室测试土阻尼的常用方法.动三轴被广泛应用于岩土工程中土的动力特性的研究.很多学者利用动三轴对不同地区的土样进行试验,得到了大量重要数据,得出了大量重要结论,为工程抗震起到了重要作用.对现有土阻尼比的动三轴试验研究成果进行分析和评述,在此基础上,总结出了一些因素对土阻尼比的影响规律,如土的阻尼比随着含水量的增加、频率的减少和应变的增大而增加,并且指出了现阶段研究成果的不足之处.     

福州市闽江下游防洪堤饱和地基土动力特性试验研究

结合动三轴和共振柱试验,对福州市闽江下游防洪堤饱和地基土的动模量和阻尼比的发展规律及其影响因素进行了研究.试验结果表明,地基土体的动剪切模量和阻尼比随动剪应变幅变化趋势相似,动剪切模量随动剪应变幅的增大而减小,阻尼比随动剪应变幅的增大而增大,变化过程大致可分为平缓—快速—平缓3个阶段.固结压力对归一化的动剪切模量比和阻尼比影响不大,阻尼比随土中粘粒含量的增多而增大.由动强度试验结果可知,固结应力比Kc对土的动强度影响较大,在初始应力水平相同时,动强度随Kc的增大而增大.     

孔隙比对土体动力特性参数的影响-以豫东平原粉土为例

孔隙比是粉土重要的物性参数,影响着粉土的动力特性参数,进而影响到粉土场地的动力稳定性评价.为分析豫东平原粉土孔隙比对动力特性参数的影响规律,利用固定自由型共振柱测试仪,对取自豫东平原地区的粉土进行重塑共振柱试验,研究不同固结压力下粉土孔隙比对动剪切模量和阻尼比的影响.研究发现:不同孔隙比粉土动剪切模量随动剪应变的增大存在相同的衰减趋势,不同孔隙比粉土阻尼比随动剪应变的增大存在相同的增长趋势;固结围压一定时,粉土动力特性参数随孔隙比的增大而降低;在相同试验条件下,小孔隙比粉土的最大动剪切模量大于大孔隙比粉土的最大动剪切模量;用线性函数能较好地拟合粉土最大动剪切模量与孔隙比之间的关系.研究提出了适用于豫东平原粉土的动剪切模量比和阻尼比拟合函数及参数值,为粉土场地动力稳定性评价提供依据.     

循环荷载作用下软土计算模型初探

根据循环三轴试验，得到了上海某地区粘土永久应变－有效应力－加荷周数的关系，对上海某地区三类软土的共振柱试验进行了分析研究。结果表明，三种土类的动剪切模量－剪应变，阻尼比－剪应变关系具有一定规律性。文章最后给出了上海某地区三类软土的动剪切模量比－剪应变，阻尼比－剪应变的数学表达式，并与实测值进行了对比，得到了满意的验证。     

复杂应力路径下粉土的动力特性研究

为了解复杂应力路径下粉土的动力特性,以江苏苏北某地区粉土为研究对象,通过空心圆柱扭剪仪研究复杂应力路径下粉土的动力特性,得到粉土动模量和阻尼比随含水率、干密度、围压等的变化规律。结果表明:在相同动剪应变的情况下,含水率越高,动剪切模量越小;干密度和围压越高,动剪切模量越大。通过对动剪切模量的处理得到残余动剪切模量约为0.2G_(max)。采用Hardin-Drnevich模型对轴向和剪切向骨干曲线进行拟合,得到了复杂应力路径下粉土的动力学参数,最大弹性模量、最大剪切模量和含水率、干密度、围压的线性关系,以及粉土动泊松比的变化范围。研究结果可为粉土地区的工程设计提供参考依据。     

基于共振柱的海砂动剪切模量和阻尼比探究

动剪切模量和阻尼比是砂土关键的非线性动力特性参数,对其合理的确定直接影响着相关工程的稳定性和安全性。基于共振柱实验设备,针对舟山某海域海砂分别开展了从干燥到饱和状态间3种不同饱和度时的动剪切模量和阻尼比特性的试验研究。同时,系统地研究了小应变加载工况下不同围压和不同饱和度对该海砂动剪切模量和阻尼比的影响,并且用Martin-Davidenkov模型以及阻尼比经验公式分别拟合给出了该海砂在小应变下的G/G_(max)-γ和D-G/G_(max)曲线的拟合方程参数值。研究表明:同一围压下,最大动剪切模量G_(max)随饱和度ω的增大而减小;动剪切模量比随剪应变的增大而减小;阻尼比随剪应变的增大而增大;给出Martin-Davidenkov模型以及阻尼比经验公式的拟合方程参数值。     

花岗岩风化残积粘性土动力特性的试验研究

模拟地震作用,对福建省泉州地区的原状花岗岩风化残积粘性土的动应力应变关系、动剪切模量和阻尼比进行了试验研究.研究结果表明:这种残积粘性土在地震荷载作用下的动应力应变关系也可以很好地用双曲线函数关系来表示.动剪切模量随周围有效压力的增加而增加,随孔隙比的增加而减小,可以用一个经验公式来表示.这种残积土的阻尼比较一般沉积粘性土为高,主要影响因素是土的颗粒形状、组成和动应变幅值.     

基于非对称滞回的不同细粒含量融化粉砂本构模型

利用GDS动态三轴试验系统研究不同细粒含量粉砂土经历多次冻融循环后的动应力、动剪切模量、动剪切模量比和阻尼比变化规律.考虑动态过程中滞回曲线的非对称性,采用分段方程求解动力参数.结果表明,反复冻融循环对降低动应力、动剪切模量和动剪切模量比有很大影响,并使阻尼比增大.对此,建立了描述动剪切模量比、阻尼比与动应变变化关系的归一化经验模型,该模型适用不同的细粒含量和冻融次数条件,能给出良好的预测结果.进一步分析模型参数随试验条件的演化过程,确定细粒含量界限值为10％,且反复冻融后,细粒含量变化对参数a、c的影响减弱.模型参数和试验条件之间的回归关系可通过二元二次方程进行描述.建议在粉砂土动力响应分析中采用冻融循环5次后的土体参数.     

基于升温作用的冻土动剪切模量与阻尼比试验研究

为了解升温冻土在动荷载作用下动力特性变化规律,探究Hardin-Dmevich双曲线模型对冻土动力特性的适用性,以青海省G101公路沿线冻土为研究对象,用GDS动三轴系统模拟土体在实际情况下的固结及不同初始负温度环境梯度升温的过程,研究冻土阻尼比和动剪切模量随温度的变化规律.结果 表明:负温对冻土阻尼比和动剪切模量影响...     

软土初始动剪切模量及函数计算分析

为了深入研究软土在移动地铁荷载作用下产生的软化现象,对南京软土进行室内GDS动三轴试验.采用初始动剪切模量计算公式对南京软土进行计算和比较分析,建立考虑频率影响因素的经验计算公式.同时提出考虑振动次数的动剪切模量函数计算公式,对南京软土进行计算和分析,并用不同地区的土验证公式适用性.结果表明:考虑频率影响因素的初始动剪切模量计算公式能更准确地计算初始动剪切模量,提出的考虑振动次数的动剪切模量函数计算公式对不同地区土的适用性较好.     

一种锯末-黏土混合地基土的动力特性试验研究

文章介绍了一种以锯末为主要成分,用于地基-基础-上部结构动力相互作用振动台模型试验的混合地基土。用循环单剪仪对混合地基土进行了动力特性试验,得出了动剪切模量比Gd/Gdmax和阻尼比λ随动剪应变γd变化的关系曲线,给出了该种混合地基土的动力特性参数。     

地下管线-土相互作用振动台试验相似律研究

模型相似比的研究是振动台模型试验的关键工作之一。文章依据量纲分析法求解了地下管线与土相互作用函数表达式中单值条件的相似常数,依据推导过程,指出了量纲分析法的不足之处;结合模型与原型之间的弹性力-重力相似关系、动力本构关系及单自由度质点的振动微分方程,阐述了利用控制方程法对不同相似指标之间的约束关系进行补充的必要性,完善了相似律的推导过程,得出了土-地下管线相互作用振动台试验的相似常数;同时提出了进行模型土设计时忽略弹性模量的影响,进而满足动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化的相似设计方法。     

干湿循环下红粘土动力特性试验研究

对贵阳红粘土进行了一系列动三轴试验,分析了干湿循环下红粘土动力特性试验参数变化规律、土体动强度衰减机理和动本构关系模型。结果表明,红粘土在干湿循环和周期振动荷载作用下的动应力—动应变关系具有明显的非线性关系,表现为强硬化型。同一动应变下,先湿后干比先干后湿的动弹性模量、动剪切模量要大,动阻尼比要小。常温(25℃)下干湿循环的动弹性模量、动剪切模量比高温(105℃)下干湿循环要大,动阻尼比要小。动弹性模量、动剪切模量随循环次数增加而降低,动阻尼比随循环次数的增加逐渐增大,且第1、2次循环降低幅度比较大;第3、4、5次降低幅度比较小。试验红粘土土体的最大动阻尼比在10%～20%之间。干湿循环下红粘土动应力与动应变关系可以用双曲线来拟合。     

花岗岩残积土的动剪切模量和阻尼比试验研究

以广东台山花岗岩残积土为研究所对象,采用共振柱试验方法对不同应力状态下花岗岩残积土的动剪切模量G和阻尼比D进行测试,并进行模型适用性分析.结果表明,动剪切模量G与应变γ的关系整体呈典型双曲线形态分布,围压σ_0~'对G-γ曲线的影响随γ增大逐渐减小;围压对D-γ关系的测试结果影响不明显;双对数模型能够反映最大剪切模量G_(max)随围压的非线性递增趋势,工程中可以采取该模型对G_(max)参数进行预测;小应变下,土体G-σ_0~'关系曲线较为接近,当γ>10~(-5)时,各围压下G值衰减较快,工程参数选取时,应注意小应变范围内剪切模量随应力状态(深度)的变化差异.根据Martin-Davidenkov模型及选用的阻尼比经验公式对动力参数G/G_(max)和D进行拟合分析,并给出了小应变下动力参数的推荐值,可为同类工程提供技术参考.     

原状花岗岩风化残积粘性土在地震荷载作用下的动弹性模量和阻尼比

本文用数理统计方法分析泉州地区花岗岩风化残积粘性土的动弹性模量和阻尼比试验成果。验证了土的动应力应变非线性关系,得到估算最大动弹性模量的经验公式及动弹性模量相对比值和阻尼比随动应变幅值的变化规律。     

考虑围压效应的高土石坝动力响应分析

试验结果表明土石材料的动力特性参数有很强的围压依赖性,所以在高土石坝动力计算分析中考虑围压效应是十分必要的.在广泛应用的Hardin-Drnevich本构模型的基础上,提出了改进动剪切模量与动剪应变关系式及阻尼比与动剪应变关系式的方法,得到一个可以考虑围压效应的改进模型,与实际工程试验曲线对比结果表明,新模型可以较好地模拟土石料在各个围压下的动力特性.根据新模型编制相应计算程序并应用于长河坝高土石坝地震动力反应分析中,得到了大坝整体动力反应规律与大坝地震永久变形,为工程设计提供参考.     

黄泛区粉砂土动剪切模量和阻尼比试验研究

为研究黄泛区粉砂土的动剪切模量和阻尼比,通过动三轴试验,分别选择3种不同的含水率、围压和固结比作为影响因素进行研究.选用Hardin-Drnevich、Ramberg-Osgood和Davidenkov 3种常用的动本构模型对黄泛区粉砂土的G_d/G_(max)-γ_d关系进行拟合,并将拟合结果与试验结果做对比分析.结果表明:粉砂土的动剪切模量比随动剪应变的增加而减小;阻尼比随动剪应变的增加整体上呈现上升的趋势;修正参数的Ramberg-Osgood动本构模型对粉砂土G_d/G_(max)-γ_d关系曲线拟合效果最好.