结构性土动剪切模量和阻尼比的试验研究

论文摘要

土的动力特性是影响地面运动特性的主要因素之一。岩土的动模量和阻尼比是岩土动力学特性的首要参数,是目前场地地震反应分析、土工构筑物地震稳定性评价中必备的动力参数,目前土体动剪切模量和阻尼比的研究主要集中于对不同地区土体动力特性的差异性的认识上,以及土体物理性质、静力学条件、加载方式和试验方法的不同对其的影响,而关于结构性对动剪切模量和阻尼比的影响的相关研究还较少,而这对于土体来说恰恰是及其重要的,因此开展相关试验研究是正确认识土体结构性对其动力学特性影响的有效途径。本文从土体的结构性入手,通过制备人工结构性砂土和粘土,开展了一系列共振柱试验,通过试验确定了动剪切模量和阻尼比,研究了结构性对两个参数的影响,分析了造成这种影响的原因,最后探讨初始孔隙比、固结压力、相对密实度和胶结程度等因素对最大动剪切模量、动剪切模量、动剪切模量比和阻尼比的影响规律,在此基础上给出考虑土体结构性动剪切模量比和阻尼比变化幅度的推荐值,本文的主要工作如下:1.结构性土的制备方法研究本研究采用向纯净砂和粘土中添加水泥和食糖来获得人工制备的结构性土试样,模拟土体的结构性和大孔隙特性,采用共振柱仪完成动剪切模量和阻尼比的试验,为使试验结果具有可对比性,本文还将结构性土与重塑土进行了对比。本试验所用土样全部是重塑样。2.人工制备结构性砂土动剪切模量、阻尼比试验研究采用逐级循环加载的共振柱试验开展结构性砂土动剪切模量、阻尼比试验研究,试验中通过改变水泥掺量、固结围压、相对密实度等条件,绘制不同影响因素下的Gd/Gdmax-γ、λ-γ曲线,考察结构性砂土动剪切模量比与剪应变、阻尼比与剪应变非线性关系的变化规律。3.人工制备结构性粘土动剪切模量、阻尼比试验研究采用逐级循环加载的共振柱试验开展结构性粘土动剪切模量、阻尼比试验研究,试验中通过改变固结围压、孔隙比等条件,绘制不同影响因素下的Gd/Gdmax-γ、λ-γ曲线,考察结构性粘土动剪切模量比与剪应变、阻尼比与剪应变非线性关系的变化规律。4.结构性土最大动剪切模量、动剪切模量、阻尼比的影响因素研究土的动剪切模量和阻尼比的影响因素较多,研究比较广泛的有围压、孔隙比、荷载循环次数等。本文构建不同围压、不同相对密实度、不同孔隙比、不同水泥掺量下的多种试验工况下的影响因素,研究结构性土的动力特性,探讨不同条件下结构性土的动剪切模量和阻尼比的影响规律。5.考虑土体结构性Gdmax、Gd/Gdmax、λ变化幅度的推荐值以结构性土最大动剪切模量、动剪切模量比、阻尼比与剪应变非线性关系为基础,并参考国内外已有的相关研究成果,给出有依据的能反映考虑土体结构性最大动剪切模量、动剪切模量比和阻尼比变化幅度的推荐值,为室内土动力特性试验提供参考,解决工程上的当务之急,供实际工程借鉴和参考。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵云辉

导师: 孟凡超,袁晓铭

关键词: 结构性土,动剪切模量,阻尼比,共振柱

来源: 防灾科技学院

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 防灾科技学院

分类号: TU435

总页数: 101

文件大小: 1475K

下载量: 235

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