《土动力学5讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土动力学5讲解（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第五章 土的动力指标及其测定 *土动力学 第一节 概述 n动力计算方法大致可分为两大类 u拟静力法（c、） u动力反应分析方法（G、） n试验目的分为三个方面 u测定土的基本动力参数 u土体的动力反应试验 u土体结构在受振条件下的原型观测 Date土动力学 n试验条件分类 u原位试验 u室内试验 u现场模拟试验 u原型观测 Date土动力学 主要动力参数 n土的抗剪强度参数（c、） n动模量（E、G） n泊松比 n阻尼比 n液化参数：循环剪应力比、循环变形和 孔隙水压力反应 n由于动力试验条件的复杂性，一项动力参数可 以通过多种试验方法测求 Date土动力学 n现场测定方法 u波速法 u荷载
2、板震动法 u动力旁压试验 n室内试验方法 u动单剪试验 u动三轴试验 u共振柱试验 Date土动力学 不同试验方法的测量应变范围 Date土动力学 第二节 现场试验 n在现场激振，产生动荷载作用，测定土 的实际性状（应力、应变、孔隙水压力 、速度、加速度） n进行原型观测和实录分析 Date土动力学 一、波速试验 n试验目的 u场地地层分类和场地类别划分 u提供地基土的动力参数 u为场地地震反应分析提供依据 u探测地质异常体 Date土动力学 n弹性波在土中的传播速度反映了土的弹性性 质 n土只有在小应变的情况下才被视为弹性体 n对于饱和土，充满在孔隙中的水可以传递压 缩波，水的压缩波波速为1
3、3001500m/s，远 大于土的骨架传递的波速（300m/s左右）。 因此，饱和土中的压缩波波速不反映土的骨 架的弹性性质，而是水的性质，并且为一常 数 Date土动力学 n对于非饱和土，随着含水量的变化，压 缩波速具有不确定性，因此也不用 n岩体除外，压缩波速远大于水（3500m/s 以上）。 Date土动力学 n土中的孔隙水不能传递剪切波。 n剪切波在土中只受土的骨架的剪切变形 所控制 n土的波速测试，主要是测剪切波波速 Date土动力学 单孔波速法 Date土动力学 n测试原理 u利用直达波的原理。测出激发震源与 信号接收点之间的距离以及剪切波的 传播时间，即可由下式求剪切波速 u v
4、s L /t （51） Date土动力学 n震源设备 u击板法 u弹簧激振法 u定向爆破法 n测试设备 u孔内三分量检波器（震动接受器） u地震仪（包括波记录器和计时器） Date土动力学 Date土动力学 成果整理与应用 Date土动力学 成果分析 n提出场地内各类土层的波速范围 n按波速分层 n对波速低的土层分析液化的可能性 n估计场地的卓越周期 n分析场地稳定性和边坡稳定性 n为划分场地土的类别提供依据 Date土动力学 Date土动力学 Date土动力学 自 动 触 发 式 声 波 仪 Date土动力学 跨孔法 Date土动力学 表面振动法 Date土动力学 n试验原理 u在地面施加一
5、定频率的稳态振动，振 动能量以面波的形式向四周传播 u面波的波速 vR = f L u土层的面波波速是一定的，面波波长 随波动频率的不同而变化 u测试时，人为控制频率，只要测出面 波波长，就可以求得面波波速 Date土动力学 n震源采用机械式或电磁式激振器。前者 振动能力较大，频率较低；后者频率高 ，衰减较快，传输距离短。 n拾振器必须是宽频带的，并与激振器的 频率范围一致 Date土动力学 资料分析与成果整理 n求得在各个频率下的面波波速值，取平均值， 即为场地的面波波速 n剪切波波速略大于面波波速 n随泊松比（00.5）增高，面波波速接近剪切 波速 n土层的泊松比一般为0.30.5 n饱和
6、软粘土的泊松比为0.450.5，因此 vs/vR=0.98作用 n面波测试的有效深度为半波长，即H=L/2 Date土动力学 n震源常采用偏心质量块产生不平衡扰力 Date土动力学 Date土动力学 Date土动力学 Date土动力学 波速法在工程中的应用 n岩土动力参数计算 Date土动力学 划分场地土的抗震类别 类别平均剪切波速 （m/s) 坚硬场地土500 中硬场地土250500 中软场地土140250 软弱场地土140 Date土动力学 地基刚度系数计算 Date土动力学 计算场地的卓越周期 Date土动力学 二、荷载板振动试验 Date土动力学 三 、 动 力 旁 压 试 验 Dat
7、e土动力学 等效剪切模量和等效阻尼比 Date土动力学 第三节 室内试验 n土动力试验的物质基础包括成样设备、 激振设备和量测设备三大系统 Date土动力学 一、试验设备 n圆桶试验 n动力直剪仪 n动三轴仪 n震动单剪仪 n扭剪仪 Date土动力学 激振设备 n机械式激振、：偏心式、离心式、冲击式 n电磁式激振 n电动-液压式 n气动式激振 Date土动力学 量测设备系统 n传感器 n放大器 n记录仪 n数据处理系统 n量测的物理量 u动应力、动应变、围压、孔隙水压力、体积 应变 Date土动力学 Date土动力学 二、振动单剪试验 Dynamic simple shear Date土动力学
8、 刚性式单剪仪 Date土动力学 柔性式单剪仪 Date土动力学 Date土动力学 动单剪试验的观察结论 n对于给定的v和Dr，h减小，则引起液化 所需的N值增加 n对于给定的Dr和N值，v减小，则产生液 化所需的h也减小 n当Dr 1.0时 ，规定总应变（包括残留应变r和动应变d）达到5%或 10%作为破坏标准。 Date土动力学 四、动强度指标Cd和d n在某种静应力状态下,周期荷载使土试件在某一振次下 发生破坏,这时试件45面上的动剪应力d/2，即为土的 动强度。 n动强度曲线 Date土动力学 五、不规则荷载作用下的动强度 n工程上常把不规则荷载简化成等价的均匀周期荷载处 理。 n直接利用动强度曲线将不规则荷载等价转换成应力幅 值为eq，周数为Neq的均匀周期荷载。 n习惯上取eq=0.65max Date土动力学 不规则荷载的等效循环周数 Date土动力学 Date土动力学 震级等效循环周数 7.012 7.520 8.030 Date土动力学
