季節(jié)凍土動剪切模量阻尼比試驗研究.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)程度的提高，“一帶一路”戰(zhàn)略的布局，寒區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)與房屋建筑工程日益增多，建設(shè)中面臨著很多季節(jié)凍土相關(guān)的地基振動分析以及地震災(zāi)害風(fēng)險評價等問題，以往關(guān)注較少的凍土動力學(xué)性能逐漸受到重視；由于受研究條件的限制，以往通過低溫動三軸試驗獲得的凍土動剪切模量阻尼比參數(shù)，其可靠性有待提高。
　　本文以國內(nèi)首臺低溫共振柱儀為試驗平臺，對低溫共振柱試驗技術(shù)進(jìn)行了摸索；對粘土、粉土及砂土三種典型土類進(jìn)行了一系列不同溫度、含水率及凍融

2、循環(huán)次數(shù)的共振柱試驗，并總結(jié)其動剪切模量阻尼比參數(shù)的變化模式及規(guī)律；初步研究了Ⅰ、Ⅱ類理想含季節(jié)凍土場地工況中的地震反應(yīng)。
　　試驗技術(shù)從圍壓介質(zhì)入手，經(jīng)過方案比較，將氯丁橡膠膜與硅油作為圍壓介質(zhì)；通過實測結(jié)果與前人成果，選擇凍結(jié)時長為24h，而凍結(jié)溫度則按照不同土類進(jìn)行選擇。按這套技術(shù)進(jìn)行低溫共振柱試驗，測試結(jié)果離散性小且可靠性高。
　　使用先進(jìn)可靠的低溫共振柱試驗技術(shù)，研究負(fù)溫下三種典型土類動剪切模量阻尼比變化的基本模式

3、，并提出溫度修正系數(shù)及其計算方法。結(jié)果表明，無論何種土類，負(fù)溫對其初始剪切模量、剪切模量比和阻尼比都有重要影響，相應(yīng)的溫度修正系數(shù)按Boltzmann與指數(shù)函數(shù)變化，均在0℃到-6.0℃快速變化之后趨于平緩，但變化程度和修正公式中的參數(shù)均與土類有關(guān)。
　　開展對不同含水率、負(fù)溫的三種典型土類試樣的低溫共振柱試驗，研究了負(fù)溫及含水率對修正系數(shù)的影響，給出了考慮含水率修正系數(shù)及計算方法。結(jié)果表明，對某一種土，雙因素（含水率和負(fù)溫）的修

4、正系數(shù)曲面形態(tài)主要受負(fù)溫項控制，含水率項影響較小；而對不同土類，曲面形態(tài)相近但數(shù)值不同。
　　在含圍壓環(huán)境下對三種土類試樣進(jìn)行凍融循環(huán)，測試它們的低溫動剪切模量和阻尼比，研究其凍融循環(huán)修正系數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，修正系數(shù)變化規(guī)律與土類有關(guān)；不論哪一種土，凍融循環(huán)對其剪切模量阻尼比均有弱化作用，工程上需要采取措施減輕這種弱化作用。
　　建立Ⅰ、Ⅱ類場地含凍土層理想土層模型，使用國內(nèi)廣泛使用的等效線性化程序進(jìn)行計算。結(jié)果表明，