基于剪切波速与振动三轴液化联合试验装置的研究及应用

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1、天津大学硕士学位论文剪切波速与振动三轴液化联合试验装置的研究及应用姓名：张立申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王建华20031201摘要针对目前饱和砂土剪切波速与抗液化强度的相关性研究中，缺乏有效的试验设备和方法的问题，本文开发了一种新型的剪切波速与振动三轴联合试验装置。首先，探讨了通过扭转振动测试三轴试样剪切波速的原理，提出了具体技术实施方案，讨论了研制过程中一系列的关键问题，如传感器材料的声阻抗匹配、频率设计、可靠性检测等，并通过与弯曲单元和共振柱试验结果的对比，证明了该装置的准确可靠性。利用该联合试验装置，研究了控制三轴压力室内土样初始剪切波速的方法；在此基础上，进行了控制土

2、样初始剪切波速的振动三轴液化试验，研究了饱和砂土剪切波速与抗液化强度的相关关系。结果表明，在给定的应变破坏标准下，饱和砂土剪切波速与抗液化强度具有良好的相关性。利用该装置，结合现场单孔法和静力触探试验，分析了室内剪切波速测试结果与土层原位剪切波速之间的关系，结果表明，取样扰动对土体结构性的影响是有限的，且与土层的埋深和土性有着直接关系；室内测试结果基本上可以反映土层的剪切波速随深度的变化趋势。关键词：饱和砂土液化，土的剪切波速，振动三轴液化试验，抗液化强度ABSTRACTBecauseoftheshortageofeffectivetestingmethodsandtestingdevic

3、etostudythecorrelationbetweenliquefactionresistanceandtheshear-wavevelocityofsaturatedsandatpresent,anewkindofcombinedtestapparatusisdevelopedthroughwhichshear-wavevelocitymeasurementofsoilsamplesandcyclictriaxialtestcarlbecarriedoutsimultaneously．ThemainWOrkiSdescribedasfollows．First，theprinciple

4、ofsampleshear—wavemeasurementbymeansoftorsionvibrationisstudiedandthetechnicalprogramstorealizetorsionvibrationarepresented．Inthedesignprocessofsuchcombinedtestapparatus，aseriesofimportantproblemisdiscussed，suchastheacousticimpedancematchofmaterial，行equencydesignandreliabilitydetermination，etc．Fur

5、thermore，theaccuracyofdevicehasbeenverifiedbythecontrasttestwithbend-elementtestsandresonantcolumntests．Usingthenewapparatus，aninitialshear-wavevelocitycontroltechniqueofsaturatedsandsampleinthetriaxialloadcellWasdeveloped．Then，cyclictriaxialliquefactiontestswereconductedbycontrollingtheshear—wave

6、velocitytostudythecorrelationbetweentheliquefactionresistanceandshear-wavevelocityofsaturatedsand．Theresultshowsthattheshear—wavevelocityofsaturatedsandcouldbestronglyrelatedtotheliquefactionresistanceunderacertainliquefactioncriterion．Finally,thedifferenceofsoilstratumshear-wavevelocitysurveyedin

7、-situbysingle—holemethodorconepenetrationtestandthoseobtainedinlaboratorytestarediscussed，whichprovestobelimitedcausedbysamplingdisturbanceariddirectlyrelatedtotheembeddeddepthandthesoilindicatorofsoillayer．Theva