浅论粉土和粉砂的动力特性及地震液化研究

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1、浙江大学博士学位论文粉土和粉砂的动力特性及地震液化研究姓名：黄博申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：吴世明;殷建华2000.9.1浙江大学博士学位论文摘要2000年9月摘要一f人们对于饱和砂土的动力特性和液化势研究已经进行得很多，但实际工程中的土常含有一定粘粒成分，这些含有少量粘粒的粉土或粉砂在地震中也有液化的危险，因此研究粉土、粉砂的动力特性，评估它们在地震作用下的液化可能性，具有重要意义。通过共振柱试验和不排水动三轴试验，本文分析研究了应变幅、有效围压、土颗粒组成和结构性对动荷载下钱塘

2、江粉土和粉砂的剪切模量、阻尼比和应力一应变关系的影响，得到较为完整的粉土和粉砂的动力变形曲线，并用Hardin．Dmevich的修正双曲线模型拟合了土体的动应力应变关系了本文结合现场跨孔法与共振柱试验进行比较，分析了室内试验的剪切波速小于现场测试值的原因，认为重塑试样若是仅采用密度为控制指标不足以再现土体的动力特性和抗液化强度。在前人对剪切波速和土体液化势关系的研究基础上，提出采用剪切波速作为试样制备的另一个控制指标，将室内试验和现场资料有机地联系起来，在试样的剪切波速和密度与现场土体一致的条件

3、下，研究±体的液化势。一l利用新研制的弯曲元测试系统，对士样的剪切波速进行监控，通过小应变幅的排水振动提高试样的剪切波速至预定值，实现对土样剪切波速的控制。在此基础上，通过不排水应变控制循环三轴试验结果研究了饱和粉土和粉砂的液化性质。本文对比了未振样和预振样的试验结果，讨论了预振对土样的剪切模量G⋯、孔压发展和液化临界剪应变的影响，认为预振使重塑样结构更接近于现场天然沉积土，采用同时控制土样的密度和剪切弹模的方法，能使重塑土样更真实地反映土的抗液化性质。本文还提出液化临界剪应变垴是随着液化振动次

4、数M变化的，是地震震级和烈度的函数，不应是一个常数，文中给出了相应于不同地震烈度的液化临界剪应变的变化范围和均值，并用参考剪应变消除围压的影响，得到了粉土和粉砂的液化振动次数Ⅳ，和∥x之间的关系式。本文在Dobry和汪闻韶的临界剪切波速液化判别法的基础上，根据试验结果，提出了一种新的利用剪切波速进行液化判别的方法，利用该新方法和其它一些常用的判别方法对钱塘江地区饱和粉土、粉砂地基的液化可能性进行了评估。’J／j、／＼j、／关键词：压电陶瓷，弯曲元，粉土，粉砂，剪切波速，动剪弹模，修正双曲线模型，

5、应变控制动三轴试验，液化势j临界剪应变⋯IV浙江大学博士学位论文ABSTRACT2000年9月ABSTRACTThestudies01"1dynamicbehaviorandliquefactionresistanceofsaturatedsandshavebeenconductedextensivelyinlaboratory．MostofthestudiesonthisSUbiect．however,havebeen1imitedtocleansands．Ontheotherhand，soi

6、lscontainingsomefinesarefarmorefrequentlyencounteredthancleansandsinsitu．Moreover,therearemanycaseswheremesoilsknownhavingliquefiedweresiltysandsorsandysiltscontainingacertainpercentoffines．ItiSofcriticalimportancetostudydynamicpropertiesofsiltysoils

7、andtheirliquefactionpotentialduringearthquakes．Inthedissertation．resonantcolumntestsandundrainedcyclictriaxialtestsareperformedonlaboratory-preparedreconstitutedspecimensofsiltandsiltysandfromQianTangPdverarea．Combinedwit}ltheresultsofthetwoseriesoft

8、ests．thewholecurvesofnormalizedshearmodulus，G／GⅢ倒andthedampingratio，DVS．shearstrain，yareobtained．ThemodifiedhyperbolicmodelpresentedbyHardinandDmevichisusedtoevaluatethestress—strainrelationshipofthestudiedsoils．Furthermore，theinfluenceofstrainamplit