粗粒土动弹性模量与阻尼比试验研究

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1、中图分类号UDCTU411624硕士学位论文学校代码密级10533粗粒土动弹-I生模量与阻尼比试验研究ExperimentalStudyonDynamicElasticityModulusandDampingRatioofCoarse-GrainedSoils作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩日期2Q!三1512鱼王佳土木工程岩土工程土木工程学院张家生教授答辩委员会主席二世中南大学2013年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰

2、写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：壬5兰，日期：盏马年』月三日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。粗粒土动弹性模量与阻尼比试验研究摘要：粗粒土具有结构稳定、强度

3、高、承载力高、变形小、动荷载作用下不易发生液化等优良的工程特性，作为良好的工程填料已被广泛应用于各类工程中。对粗粒土的静力特性研究己取得相对成熟的成果，但对地震、交通、爆破等动荷载作用下动力行为特性的研究还不够成熟，特别是在本构模型建立及动力计算时，其动力参数的选取及匹配缺乏必要的基础资料佐证。为防止各类以粗粒土填料为主体的土工构筑物在动荷载作用下出现变形失稳，揭示粗粒土在动荷载作用下的动力响应特征，有必要开展粗粒土填料动力特性的试验研究及动力分析。针对粗粒土填料的动力变形特性，本文采用TAJ一2000大型动静三轴试验仪，对典型粗粒土填料开展室内试验研究，分析了动应变、围压、频率和振动

4、周次等因素对粗粒土动弹性模量与阻尼比的影响规律。试验结果表明，粗粒土动应力．动应变关系具有明显的非线性特征和应变软化特征，对应的1／E．一s。曲线基本呈线性关系，即粗粒土的动本构关系可用Hardin双曲线模型进行描述，并给出了相应的模型参数；随围压的增大，相同动应力产生的动应变减小；随频率的增大，相同的动应力产生的动应变也越小，动应变越不能充分展开；随着动应变的增大，动弹性模量非线性减小，阻尼比则非线性增大，当动应变达到0．1％后，动弹性模量基本稳定，且不同围压和振动频率下的Ea—s。曲线基本重合；动弹性模量和阻尼比随着围压、频率的增大而增大；不同动应力水平下，动弹性模量随振动周次的增

5、加出现不同程度的衰减，振动频率越低，衰减现象越明显。由试验结果求出了该种粗粒土的最大动弹性模量和最大阻尼比，分析了围压、振动频率对最大动弹性模量的影响规律，给出了最大动弹性模量关于围压、频率的经验公式，并建立了动弹性模量和阻尼比随动应变衰减的经验公式。试验研究结果可为土工建、构筑物抗震设计、动力分析提供一定的依据，也可丰富粗粒土动力参数的研究，并为理论分析提供验证资料。关键词：粗粒土；动弹性模量；阻尼比；动本构关系；动三轴；滞回圈分类号：Tu411ExperimentalStudyonDynamicElasticityModulusand、DampingRatioofCoarse—Gr

6、ainedSoilsABSTRACT：Coarse—grainedsoilhavesomegoodengineeringproperties，suchasstablestructure，highstrength，highbearingcapacity,smalldeformationanddifficulttoliquefyunderdynamicloads．Theyhavebeenappliedwidelyasfillingsingeotechnicalstructures．Studyonstaticcharacteristicsofcoarse—grmnedsoilarerelat

7、ivelysufficientcomparedwiththeirdynamiccharacteristicsunderearthquake，trafficloadandblasting．Basicdataandparametersareverylimitedintheestablishmentofconstitutivemodelanddynamiccalculation．Inordertodecreasethedeformationandpr