季節(jié)凍土動(dòng)剪切模量阻尼比試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)程度的提高，“一帶一路”戰(zhàn)略的布局，寒區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)與房屋建筑工程日益增多，建設(shè)中面臨著很多季節(jié)凍土相關(guān)的地基振動(dòng)分析以及地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等問(wèn)題，以往關(guān)注較少的凍土動(dòng)力學(xué)性能逐漸受到重視；由于受研究條件的限制，以往通過(guò)低溫動(dòng)三軸試驗(yàn)獲得的凍土動(dòng)剪切模量阻尼比參數(shù)，其可靠性有待提高。
　　本文以國(guó)內(nèi)首臺(tái)低溫共振柱儀為試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)低溫共振柱試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了摸索；對(duì)粘土、粉土及砂土三種典型土類(lèi)進(jìn)行了一系列不同溫度、含水率及凍融

2、循環(huán)次數(shù)的共振柱試驗(yàn)，并總結(jié)其動(dòng)剪切模量阻尼比參數(shù)的變化模式及規(guī)律；初步研究了Ⅰ、Ⅱ類(lèi)理想含季節(jié)凍土場(chǎng)地工況中的地震反應(yīng)。
　　試驗(yàn)技術(shù)從圍壓介質(zhì)入手，經(jīng)過(guò)方案比較，將氯丁橡膠膜與硅油作為圍壓介質(zhì)；通過(guò)實(shí)測(cè)結(jié)果與前人成果，選擇凍結(jié)時(shí)長(zhǎng)為24h，而凍結(jié)溫度則按照不同土類(lèi)進(jìn)行選擇。按這套技術(shù)進(jìn)行低溫共振柱試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果離散性小且可靠性高。
　　使用先進(jìn)可靠的低溫共振柱試驗(yàn)技術(shù)，研究負(fù)溫下三種典型土類(lèi)動(dòng)剪切模量阻尼比變化的基本模式

3、，并提出溫度修正系數(shù)及其計(jì)算方法。結(jié)果表明，無(wú)論何種土類(lèi)，負(fù)溫對(duì)其初始剪切模量、剪切模量比和阻尼比都有重要影響，相應(yīng)的溫度修正系數(shù)按Boltzmann與指數(shù)函數(shù)變化，均在0℃到-6.0℃快速變化之后趨于平緩，但變化程度和修正公式中的參數(shù)均與土類(lèi)有關(guān)。
　　開(kāi)展對(duì)不同含水率、負(fù)溫的三種典型土類(lèi)試樣的低溫共振柱試驗(yàn)，研究了負(fù)溫及含水率對(duì)修正系數(shù)的影響，給出了考慮含水率修正系數(shù)及計(jì)算方法。結(jié)果表明，對(duì)某一種土，雙因素（含水率和負(fù)溫）的修

4、正系數(shù)曲面形態(tài)主要受負(fù)溫項(xiàng)控制，含水率項(xiàng)影響較??；而對(duì)不同土類(lèi)，曲面形態(tài)相近但數(shù)值不同。
　　在含圍壓環(huán)境下對(duì)三種土類(lèi)試樣進(jìn)行凍融循環(huán)，測(cè)試它們的低溫動(dòng)剪切模量和阻尼比，研究其凍融循環(huán)修正系數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，修正系數(shù)變化規(guī)律與土類(lèi)有關(guān)；不論哪一種土，凍融循環(huán)對(duì)其剪切模量阻尼比均有弱化作用，工程上需要采取措施減輕這種弱化作用。
　　建立Ⅰ、Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地含凍土層理想土層模型，使用國(guó)內(nèi)廣泛使用的等效線性化程序進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明，