加筋土阻尼比的模拟试验研究

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1、试验研究文章编号：１００９－９４４１（２０１７）０３－０００１－０３加筋土阻尼比的模拟试验研究□□孙晋（山西建筑职业技术学院，山西太原０３０００６）摘要：土的阻尼比是衡量土体减振性能的重要指标，进行及其动力性能的研究相对欠缺，而阻尼比又是动力加筋土阻尼比研究对于施工中的结构与抗震分析意义重大。特性中对工程影响较大的参数。正是基于以上原对素土以及两种密度和两种加筋层数的加筋土样的阻尼比因，为了弥补加筋土阻尼比研究中存在的不足，笔者进行了动三轴试验研究，采用曲线拟合得到阻尼比与剪应变设计了本次模拟试验，以期通过试验对加筋土的阻的关系曲线，得出一层加筋阻尼比高于二层加筋等结论，可尼

2、比进行初步的研究和有益的探索，从而为岩土和供岩土和其他土木工程的地震安全性评价工作参考和借鉴。其他土木工程的地震安全性评价提供依据。关键词：加筋土；阻尼比；模拟试验中图分类号：ＴＵ４１１．３文献标识码：Ａ１试验仪器及试样引言（１）仪器：电磁式振动三轴仪、轻型击实仪、削土架、削土刀、电子秤、调土盘等。土在周期性动荷载作用下产生变形时，土内部（２）试样：本次试验中所使用的土样为太原粉的粘滞和滞后效应会产生摩擦作用，这种摩擦作用土（Ｉｐ＝７．８）。土样经风干过筛后，加入所需的水，所消耗的能量使得动应力－应变图形表现出滞后充分拌和并润湿２４ｈ，然后制作试样。所制试样为性，该滞后性即称

3、为土的阻尼比。土的阻尼比反映高８０ｍｍ、直径３９．１ｍｍ的圆柱体。制作试样时，动荷载作用下能量因土的内部阻力而损失的性质，将加筋材料放置于相应的位置，如图１所示。是衡量土体减振性能的重要指标。在建筑结构动力分析中，阻尼比的大小对动态响应有非常显著的影响。袁晓铭等［１］通过试验给出了常规土类在两种不同深度下的阻尼比的建议值来辅助施工中进行结构分析和抗震研究。加筋土技术是通过在土体中埋设抗拉强度比较高的柔性材料，从而提高原土体的抗拉性能和强度，进而达到改善土体工程性质的技术［２］。公元前图１加筋体布置方式２５００年古罗马的编芦苇铺路和中国汉武帝时代的（３）加筋材料：钢窗纱，其物理

4、性质见表１。土墙内加草［３］，事实上就是古代劳动人民对土体加表１加筋材料的物理性质筋技术的早期运用，在其后漫长的建筑历史中加筋检测项目钢窗纱测量仪器土技术被广泛运用，尤其是在挡土墙工程中应用较目数（网眼数）１７钢米尺（测３处取平均值）多。法国的ＨｅｎｒｉＶｉｄａｌ于２０世纪６０年代开始从理径向０．７弹性模量／ＭＰａＩｎｓｔｒｏｎ５５４４材料性能试验机论上研究加筋土技术［４］。该技术理论体系自构建纬向０．５以来已日臻完善，得到了迅速发展，其显著的经济性、广泛的适用性和技术上的优越性赋予了该技术２试验无可比拟的优点。为了方便比较，本次试验选取了两种密实度加筋土技术被称为自３３２０

5、世纪６０年代以来岩土（密实度１为１．７ｇ／ｃｍ，密实度２为１．６ｇ／ｃｍ）作工程中重要的新进展之一。无论是在国内还是国际为参照，且每种密实度分为两种加筋情况：一层加上，加筋土的研究一直有向纵深拓展的趋势，但是涉筋、两层加筋；同时作为对比，制作了两组同条件的建材技术与应用３／２０１７·１·素土试样。由于加筋垫层一般为浅层地基，所以试验时选择围压２００ｋＰａ进行操作与观察。将所制作的试样逐个用动三轴进行排水固结，再分级施加轴向荷载，荷载以正弦波形式作用于试样上，试样在每级荷载下均需振动若干个循环，直至应变图形出现明显不对称时试验终止。在整个过程中，电脑采集每一循环的数据并进行分析

6、。对电脑采集到的每一循环荷载的动应力－应变值进行分析，计算出各动应变时的阻尼比。整理出在一个周期内轴向动应力与动应变的关系曲线，称为滞回圈［５］，如图２所示。图２轴向动应力与动应变关系曲线［５］由图２可得等效阻尼比λ计算公式：ΔＡ（λ＝１）４πＡＴ式中：ΔＡ———滞回圈包围的面积，表示加荷与卸荷图３阻尼比随应变变化的归一化曲线损失的能量；土体密实度降低时，所对应的阻尼比也随之降低。ＡＴ———滞回圈顶点至原点连线与横轴形成直（２）根据本次试验结果，在加筋土试样中，应变角三角形的面积，表示加荷和卸荷的高于０．０１时，加筋土阻尼比随应变的逐渐增加而变总应变能。大。本次试验对素土试样

7、的数据分析，也验证了素在图２中，通过坐标原点和滞回圈的顶点做一土阻尼比与应变呈正相关的规律。条直线。通过观察可以看出，随着滞回圈顶点应变（３）一层加筋时加筋土的阻尼比高于两层加筋的增大，顶点与原点连线的斜率减小，但同时滞回圈时加筋土的阻尼比。的面积在增大，这表示消耗的能量在增加，土体相应的阻尼比在增大。４结论４．１通过对素土和土在一层加筋以及二层加筋之３试验成果后的阻尼比对比研究可见，阻尼比随动应变的增加对试样进行试验后得到阻尼比和剪应变的变化而上升。土体的密实度与阻尼比有密切关系，具体结果，根据λｄ／