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1、 岩土工程师专业辅导知识讲解：室内土动力学试验地基根底抗震讨论有时需要测定土的动力学指标，如动强度、模量、阻尼等。测定方法不同，所得结果有时会相差很大，因此，有必要对试验中的关键条件或步骤提出规定或要求，以保证获得比拟牢靠的、根本全都的试验结果。1 仪器和试样制备进展土动力学试验的设备主要有：动三轴仪、动剪切仪、共振（自振）柱仪等。动三轴仪可用以测量土的动强度、动压缩模量和阻尼比、抗液化强度以及震陷参数等；可以采纳电磁激振式、油压式或气压式振动三轴仪，一般状况下，只需单向振动即可；固结围压力宜大于500kPa，固结偏压力宜大于1500kPa；动荷载范围宜为10200kPa；动应变范围宜为104
2、101；静应变超过20%；振动波形通常采纳正弦波，但也应具备产生三角波、矩形波等的力量；振动频率范围为0100Hz；具有完善的使试件饱和的管路系统，允许最大反压力不宜低于300kPa，且能制备脱气水和配有CO2气罐；应采纳自动记录系统，若配有微机掌握则更为抱负，自动记录内容应有动应力、动应变和孔隙水压力随时间（或振动次数）的变化过程等。动剪切仪可用以测定动剪变模量、阻尼比和动强度等动力指标，有振动台、电磁激振、油压式等各种加动荷方式；法向固结压力宜大于500kPa；固结围压力宜大于300kPa；初始剪应力宜大于100kPa；动剪应力范围宜为200kPa；动应变范围宜为1062102；振动波形为
3、正弦波；振动频率范围0100Hz；应特殊留意试件与底座和上加压盖之间的密封，严防由于超孔隙水压力增加，致使密封失效的现象消失。共振（自振）柱仪可用以测定土的动剪切模量和阻尼比，目前多为电磁激振式，固结围压力宜大于500kPa；剪应变测量范围宜为106103；振动频率测量宜为0100Hz。加偏压和施加反压等技术，在共振柱仪上至今尚未获得完全胜利，使用时需加当心。原状土试样在试验室内的制备与静力试验时一样，利用削土器当心切削成给定尺寸的试样，应尽可能地削减扰动，特殊是对原状粉土和淤泥质软土。通常用饱和器对试样进展饱和。砂性土的制备比拟简单，且目前尚无公认的好方法，现在暂有两个方法可供选用。第一种方
4、法可简称为相对密度法。与此同时，在试验室测定该种砂的、最小孔隙比，并计算与上述相对密度相应的孔隙比和干重度值，试件即在该干容重值下进展制备。其次种方法可简称为剪切波速法，需用共振柱仪来确定试件容重。首先以取样深度处的实测剪切波速值作为依据，其次用给定的方法制备几个不同密度的试件，在与上掩盖压力相应的围压力下进展固结，分别测定剪应变小于106时的剪变模量值并换算成剪切波速。把实测和试验的剪切波速进展比拟，通过内插和外延即可求得与现场剪切波速全都的试件密度，以后的各个试样即可按此密度按给定的方法进展制备。试验讨论结果说明，用剪切波速法确定试样的密度，结果也令人满足。用相对密度法只能掌握试件的密度，
5、其构造等特性仍无法模拟，即在制备试件时对制备方法和过程并无特别要求。但是目前认为，用剪切波速法时，不仅是密度，土壤的构造等特性也应得到模拟，因此，有必要对制备方法作一个规定，以便获得一个匀称的，有时是饱和的，性状根本与现场一样的砂试样。已有的阅历说明，采纳分层压实，通CO2气体和循环脱气水的方法能够制备出这样的砂试件。需要指出，在用共振柱确定相应的容重值时，也应采纳分层压实的方法，且砂料的成型含水量应愈低愈好，一般不宜大于5%，由于试验结果说明，干砂和饱和砂的剪切模量根本全都，此时不存在毛细管张力作用，而当含水量增大时，这种作用就不得不考虑，且变化不定。【例题23】进展土动力学试验的设备主要包
6、括（）。A、动三轴仪； B、动剪切仪； C、共振柱仪；D、标准贯入仪；答案：A、B、C2 动模量和阻尼比的测定动压缩模量（也有人称之为动弹性模量）和阻尼比，通常用应力应变法在动三轴仪上进展测定。试验过程中应留意以下各点：（1）动应力（或动应变）应由小到大逐级增加。（2）每级动应力（或动应变）下的振动次数与被模拟地震的震级大小有关，7级左右的地震通常取20次。（3）在用滞回圈计算阻尼比时需考虑计算精度，应变小于104时的计算误差过大，实际上不行用，但应变过大（大于103）时，滞回圈外形与椭圆相差甚远，计算其阻尼比也有困难。动剪变模量和阻尼比通常在共振（自振）柱仪上进展，按波动理论由共振（自振）频
7、率计算剪变模量，由共振振幅值计算剪应变。从试验原理上讲，这种方法只适用于测量小应变（106105）时的模量和阻尼值，但在实际操作中往往把试验连续到剪应变约为103，此时应留意试验结果的适用范围。依据地震震级大小和土层可能产生的剪应变大小来选用试验仪器是比拟相宜的，当地震较大和土层变形可能较大时宜用动三轴仪、小地震和小应变状况宜用共振柱仪。3 抗液化强度测定相对而言，国内已有比拟丰富的液化试验阅历，但比拟试验结果说明，有时仍旧可相差一倍以上。在目前无法作统一规定之前，提出下述有重要意义的几点说明：（1）饱和粉砂应尽量做到循环脱气水和施加反压，孔压系数B097。（2）扰动砂试件应尽量匀称和饱和，保
8、证B097；阅历说明，前面提出的分层压实，通CO2气体和施加反压的方法是比拟抱负的。（3）振动波形宜用正弦波，振动频率宜用12Hz。（4）初始固结围压力宜与取土处土层压力相适应。（5）液化标准有两种：一是超孔隙水压力等于初始固结围压力，二是轴向动应变双振幅等于5%，视详细状况选用，粉土通常取后者。（6）液化试验的通常结果为液化时应力比与振动次数的关系，该振动次数的范围宜为5 100次。4 土的动强度测定国内对土的动强度的试验方法讨论较少，也无统一的方法，先后采纳过的方法至今约有5种之多。比拟起来，三试样逐级加荷法好像能得到较好的结果，其特点是试件少，只需3个；离散性小；动强度的定义合理，着眼于
9、土性本身；不管从试验方法或资料整理上都与静三轴相像，便利易行。三试样逐级加荷法的简洁过程如下：取3个土样分别在不同的压力下固结（等向或非等向）。在不排水条件下对每试样均分为68级由小到大逐级施加动荷，测记动应力、动应变、孔隙水压力和振动次数的变化，此时每级的动力幅值、频率和振动次数都保持一样，但总的振动次数应掌握在200次左右，大体与一次主震时大小脉冲数的总和一样，频率取12Hz。掌握在57级荷载时到达破坏，最终一级宜超过破坏值（应变大于15%）。5 土的震陷参数的测定到目前为止，国内外对土的震陷的试验讨论都极少，更无统一的试验方法可言。故这里只能介绍一种与本章中软土震陷分析相应的试验方法。该试验方法的特点是在给定条件下，按固定模式进展试验，一组试验至少有12个状况相近的试样。试验条件和方法大体如下：（1）初始有效固结侧压力只取一级，取为l00kPa，固结比有三级，Kc1113，1518，23
