巖土動剪切模量阻尼試驗及應用研究.pdf

1、該文著重研究固結(jié)比對土動剪切模量的影響這一非常重要但爭論較大的問題.利用新共振柱試驗機和動三軸儀進行了大量系統(tǒng)試驗,該文提出了一個非均等固結(jié)下土最大動剪切模量新的增長模式和新的公式,并對Hardin公式進行了修正.結(jié)果表明,描述非均等固結(jié)對最大動剪切模量影響較為合適的方式是以冪函數(shù)模式建立非均等固結(jié)下最大動剪切模量相對于均等固結(jié)下最大動剪切模量的增量△ G<,m>/G<,0m>和固結(jié)比的增量k<,c>-1之間的關系,即△G<,m>/G<

2、,0m>=C·(k<,c>-1)<'B>.新公式中最大動剪切模量是k<,c>-1冪函數(shù)形式,不同于Hardin公式中△ G<,m>/G<,0m>~k<,c>近似直線的增長關系,k<,c>>1最大動剪切模量較k<,c>=1時增長的程度明顯比Hardin公式要大.同時通過新共振柱試驗機大量系統(tǒng)的試驗,得到了不同固結(jié)比對土動剪切模量與剪應變非線性關系的影響規(guī)律.在土動剪切模量阻尼應用方面,該文主要研究三個重要問題:一是對以往規(guī)范中不合理的土動

3、剪切模量阻尼值進行糾正;二是研究考慮實際非均等固結(jié)下土的動剪切模量對土層地震反應的影響;三是建立一種考慮豎向地震動與土動力特性變化之間的簡化關系,供抗震規(guī)范和工程上簡化分析使用.針對以往規(guī)范中土動剪切模量和阻尼比參考值的不合理性和產(chǎn)生的誤導作用,該文通過與國內(nèi)外土動力學參數(shù)的對比研究以及土層地震反應的對比計算,說明了近來給出的新推薦值的合理性和適用性,糾正以往的偏差,以用在規(guī)范修訂上.綜合分析結(jié)果表明,與原規(guī)范值相比,新推薦值與國內(nèi)外結(jié)

4、果接近許多,特別是與國內(nèi)結(jié)果相差不大,且避免了土層地震反應中地表反應譜"矮、粗、胖"現(xiàn)象,也可避免以往產(chǎn)生的誤導作用.目前,此成果已被接納到規(guī)范修訂的相應條文說明內(nèi)容中.在考慮實際非均等固結(jié)下土的動剪切模量對土層地震反應影響的研究上,該文分別計算了動剪切模量比和最大動剪切模量的作用.結(jié)果表明,對于小震和中震,是否取非均等固結(jié)下土的動剪切模量影響不大,基本可以忽略;但對于大震和深厚土層,在實際應用時應適當考慮實際非均等固結(jié)下土的動剪切模量

5、對土層地震反應的影響.另外,同比條件下,土的動剪切模量比對土層地震反應的影響程度要比最大動剪切模量影響程度大得多,說明土的非線性對土層地震反應會產(chǎn)生更顯著影響,在理論研究和實際工程應用中應引起更多的重視.在簡化分析豎向地震動對土動力性能影響上,該文通過計算建立了一種考慮豎向地震動與土動力特性變化之間的簡化關系,可供抗震規(guī)范和工程上使用.以土剪應變增量的變化作為反映豎向地震動對土動力特性影響的基本指標,提出一種簡化分析方法,建立了考慮豎向