南京及邻近地区新近沉积土的动剪切模量和阻尼比的试验研究

新近沉积土的动剪切模量和阻尼比试验分析作者：杨沧生来源：《科技创新导报》 2014年第34期杨沧生(云南省地震工程研究院云南昆明 650041)摘要：在重大工程进行抗震设计的过程中，土的动剪切模量与阻尼比是最为基础性的数据。

该文以昆明滇池湖盆地区的重大工程为例，对该地区的多种新近沉积土进行了动剪切模量和阻尼比试验，为该地区经济在经济快速发展的过程中新建重大工程提供抗震设计数据。

关键词：盆地沉积土动剪切模量比阻尼比中图分类号：TU411 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)12（a）-0077-01在土动力特征中，动剪切模量和阻尼比是参数中较为重要的，是重大工程在抗震设计中必需的基础性资料。

该文以昆明滇池湖盆地区的官渡区、西山区、海口镇、昆阳县、呈贡县为例，对该地区的新近沉积土进行了动剪切模量和阻尼比试验分析。

云南省的防震减灾工作已经从局部重点防御转变为有重点的全面防御。

与云南省昆明滇池湖盆地区抗震工作的开展相结合，对云南昆明滇池湖盆地区的动剪切模量和阻尼比试验有着非常重要的现实意义。

1 动剪切模量和阻尼比试验的必要性云南昆明滇池湖盆地区具有非常优越的地理位置，旅游、磷矿、水资源等资源非常丰富。

随着经济的发展，旅游交通、水资源与磷矿开发在该地区得到快速的发展。

在基础设施进行建设过程中，对抗震有着非常高的要求。

除了这三类工程之外，该地区其他具有抗震要求的重大工程也在不断新建。

因此，对该地区的新近沉积湖相土进行动剪切模量和阻尼比试验，对于该地区重大工程的抗震设计有着非常重要的意义。

选取的土样的工程背景如表1所示，土样沉积环境如表2所示。

2 动剪切模量和阻尼比试验的仪器与方法动剪切模量和阻尼比试验采用的仪器为北京新技术研究所DDS-70动三轴试验系统，对试验进行过程控制与数据采集，能够确保试验的精度。

试验时先按规定制备土试样，其高80mm，直径39.1mm，而后进行浸水饱和，在一定的固结比应力下固结，待固结完成后，在不排水的条件下施加动应力进行动弹模试验。

土的动剪切模量、阻尼比和泊松比研究进展贺为民;李德庆;杨杰;李怡青【摘要】介绍了现场测试与实验室测试土的最大动剪切模量的差别、动剪切模量和阻尼比与剪应变关系的表达式及其地区经验成果、固结比对最大动剪切模量影响、动泊松比研究、实验误差及其对地震动的影响等方面的主要成果。

提出应加强动泊松比研究，加强共振柱和动三轴试验土动力学参数统一的数学模型研究，加强土动力学参数在均等固结与非均等固结条件下关系研究，加强土动力学参数与土的常规物理力学性质指标关系研究和土动力学参数实验误差研究。

【期刊名称】《地震工程学报》【年(卷),期】2016(038)002【总页数】9页(P309-317)【关键词】动剪切模量;阻尼比;泊松比;土动力学;地震安全性评价【作者】贺为民;李德庆;杨杰;李怡青【作者单位】中国地震局地球物理勘探中心,河南郑州450002【正文语种】中文【中图分类】P315.9报道综述目前在工程场地土层地震反应分析和土工构筑物的地震稳定性评价中，常常采用等效线性化方法。

该方法考虑土的非线性时必须用到的土动力学参数有：最大动剪切模量、动剪切模量比与剪应变关系曲线、阻尼比与剪应变关系曲线。

陈国兴等[1]、孙静等[2]曾对土的动模量、阻尼比的研究成果进行了总结或述评。

《工程场地地震安全性评价GB17741-2005》[3]的颁布和实施，促进了土动力学参数相关测试、试验和研究工作，取得了一批新的成果。

本文主要对近年来土的动剪切模量、阻尼比、泊松比的研究成果进行梳理和总结，从地震反应分析应用角度提出今后的工作建议。

1 现场测试与实验室测试比较土动力学参数的现场测试(原位测试)方法主要是波速测试法，即通过测试(钻孔内)土层剪切波速、P波波速和取土原状样测试土的密度，利用弹性波理论公式计算获得不同深度处的土层动剪切模量、动弹性模量以及动泊松比。

该方法主要适用于小应变的情况，获得的动剪切模量、动弹性模量分别为土的初始动剪切模量(最大动剪切模量)、初始动弹性模量(最大动弹性模量)。

等幅循环荷载作用下土的动剪模量和阻尼土壤中存在更多的动力剪切模量及其阻尼特性，是构成土壤力学特性的重要内容。

然而，由于许多因素的影响，传统的剪切试验方法只能提供有限的信息，研究土壤动力剪切模量及其阻尼特性仍存在挑战。

为了解决这一难题，等幅循环荷载作用下的剪切实验被开发，它对土壤的动力剪切模量及其阻尼特性的研究具有重要的意义。

因此，本文将介绍等幅循环荷载作用下土的动剪模量及其阻尼特性。

首先，文章介绍了等幅循环荷载实验原理及其结构特性；其次，文章介绍了实验中使用的材料、仪器及其设备；最后，文章分析了实验结果，结果表明，土壤的动力剪切模量及其阻尼特性在给定的荷载和应变水平下具有一定的可预测性，可以作为土壤力学性质的重要参考。

等幅循环荷载作用下的剪切实验，主要由三种不同的荷载模式组成：均布荷载、差动荷载和等幅变幅荷载。

因此，此类实验可以有效地评价土壤的动力剪切模量和阻尼特性，而实验数据也可以作为有效的参考。

等幅循环荷载作用下土的动剪模量和阻尼特性研究，可以从以下三个方面进行：首先，建立力学模型，尤其是考虑土壤的分层结构及其对力学性质的影响；其次，实施实验，观察不同的应变和荷载水平下土壤的动力剪切模量和阻尼特性；最后，使用实验结果建立动力剪切模量和阻尼特性的统计关系，以评估土壤力学行为。

综上所述，等幅循环荷载作用下土的动剪模量及其阻尼特性研究
具有重要的意义，可以有效地识别土壤动力剪切模量与其阻尼特性的关系，为研究土壤力学性质提供重要的参考。

常规土类动剪切模量阻尼比超越概率计算方法
孙锐;袁晓铭;陈红娟
【期刊名称】《地震工程学报》
【年(卷),期】2010(032)003
【摘要】土的动剪切模量比和阻尼比是土层地震反应分析、工程场地地震安全性评价和地震小区划工作中的必备参数,但其不确定性显著,对地震动和抗震设计影响很大.本文以我国常规土类动剪切模量比和阻尼比与剪应变非线性关系试验为基础,研究考虑这两个动力参数变异性下其超越概率的计算方法.方法包括了试验数据的整理、超越概率的计算以及两个动力参数和超越概率关系模拟等几个步骤,最后给出了我国常规土类动剪切模量比和阻尼比超越概率的计算公式,为我国基于概率和可靠度思想的工程地震安全风险评估提供了一定基础.
【总页数】6页(P209-214)
【作者】孙锐;袁晓铭;陈红娟
【作者单位】哈尔滨工程大学,黑龙江,哈尔滨,150001;中国地震局工程力学研究所,黑龙江,哈尔滨,150080;中国地震局工程力学研究所,黑龙江,哈尔滨,150080;北京工业大学建筑工程学院,北京,100124
【正文语种】中文
【中图分类】P315.9
【相关文献】
1.常州地区典型土动剪切模量比和阻尼比的统计研究 [J], 叶迎晨
2.非饱和混合土动剪切模量与阻尼比试验研究 [J], 崔凯;林维康
3.土的动剪切模量、阻尼比和泊松比研究进展 [J], 贺为民;李德庆;杨杰;李怡青
4.土的动剪切模量、阻尼比和泊松比研究进展 [J], 贺为民;李德庆;杨杰;李怡青;
5.常规土类动剪切模量比和阻尼比试验研究 [J], 袁晓铭;孙锐;孙静;孟上九;石兆吉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

结构性土动剪切模量和阻尼比的试验研究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G_d/G_dmax-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G_d/G_dmax-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。

岩土动剪切模量阻尼试验及应用研究一、本文概述《岩土动剪切模量阻尼试验及应用研究》一文主要围绕岩土的动剪切模量和阻尼特性展开深入研究，探讨了岩土材料在动荷载作用下的力学行为及其工程应用。

文章首先介绍了岩土动剪切模量和阻尼的基本概念，阐述了其在岩土工程中的重要性，并指出了当前研究中存在的问题和挑战。

接着，文章详细介绍了岩土动剪切模量阻尼试验的原理、方法和设备，包括试验材料的选择、试验条件的控制、数据采集和处理等方面。

通过对试验数据的分析和处理，文章得出了岩土动剪切模量和阻尼与加载频率、应变幅值等因素的关系，揭示了岩土材料在动荷载作用下的力学特性。

文章还进一步探讨了岩土动剪切模量和阻尼在工程中的应用，如地震工程、岩土工程稳定性分析、岩土工程数值模拟等方面。

通过实际工程案例的分析，文章验证了岩土动剪切模量和阻尼在工程应用中的重要性和实用性。

文章总结了岩土动剪切模量阻尼试验及应用研究的成果和进展，并展望了未来的研究方向和应用前景。

本文旨在为岩土工程的理论研究和实践应用提供有益的参考和借鉴。

二、岩土动剪切模量阻尼理论基础岩土体的动力特性，尤其是动剪切模量和阻尼比，是评估其在地震或其他动力荷载作用下的响应和稳定性的关键参数。

动剪切模量描述了岩土体在剪切应力作用下的动态刚度，而阻尼比则反映了岩土体在振动过程中能量的耗散情况。

动剪切模量通常定义为在动态剪切应力作用下，岩土体所能承受的剪切应力与应变之比。

其大小受到岩土体自身性质（如密度、颗粒大小、含水率等）和外部动荷载特性（如频率、振幅等）的共同影响。

岩土体的阻尼比则与其内部微观结构的摩擦、粘性以及能量耗散机制有关。

在理论上，动剪切模量和阻尼比可以通过对岩土体进行室内或现场试验来测量。

其中，共振柱试验和循环剪切试验是两种常用的方法。

通过这些试验，可以获取不同应力水平、应变幅值和振动频率下的动剪切模量和阻尼比数据，进而建立相应的经验公式或本构模型来描述岩土体的动力特性。