不同地区原状黄土动剪切模量与阻尼比试验研究
新近沉积土的动剪切模量和阻尼比试验分析
新近沉积土的动剪切模量和阻尼比试验分析作者：杨沧生来源：《科技创新导报》 2014年第34期杨沧生(云南省地震工程研究院云南昆明 650041)摘要：在重大工程进行抗震设计的过程中，土的动剪切模量与阻尼比是最为基础性的数据。
该文以昆明滇池湖盆地区的重大工程为例，对该地区的多种新近沉积土进行了动剪切模量和阻尼比试验，为该地区经济在经济快速发展的过程中新建重大工程提供抗震设计数据。
关键词：盆地沉积土动剪切模量比阻尼比中图分类号：TU411 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)12（a）-0077-01在土动力特征中，动剪切模量和阻尼比是参数中较为重要的，是重大工程在抗震设计中必需的基础性资料。
该文以昆明滇池湖盆地区的官渡区、西山区、海口镇、昆阳县、呈贡县为例，对该地区的新近沉积土进行了动剪切模量和阻尼比试验分析。
云南省的防震减灾工作已经从局部重点防御转变为有重点的全面防御。
与云南省昆明滇池湖盆地区抗震工作的开展相结合，对云南昆明滇池湖盆地区的动剪切模量和阻尼比试验有着非常重要的现实意义。
1 动剪切模量和阻尼比试验的必要性云南昆明滇池湖盆地区具有非常优越的地理位置，旅游、磷矿、水资源等资源非常丰富。
随着经济的发展，旅游交通、水资源与磷矿开发在该地区得到快速的发展。
在基础设施进行建设过程中，对抗震有着非常高的要求。
除了这三类工程之外，该地区其他具有抗震要求的重大工程也在不断新建。
因此，对该地区的新近沉积湖相土进行动剪切模量和阻尼比试验，对于该地区重大工程的抗震设计有着非常重要的意义。
选取的土样的工程背景如表1所示，土样沉积环境如表2所示。
2 动剪切模量和阻尼比试验的仪器与方法动剪切模量和阻尼比试验采用的仪器为北京新技术研究所DDS-70动三轴试验系统，对试验进行过程控制与数据采集，能够确保试验的精度。
试验时先按规定制备土试样，其高80mm，直径39.1mm，而后进行浸水饱和，在一定的固结比应力下固结，待固结完成后，在不排水的条件下施加动应力进行动弹模试验。
黄土——泥岩滑坡滑带土剪切试验研究
黄土——泥岩滑坡滑带土剪切试验研究随着城市化进程的加快，建设用地随之越来越紧张，工、农业以及建筑用地不断向山坡、台塬等地质环境比较脆弱的地方扩展，因而导致滑坡灾害的不断加重，此外，不合理的选址、规划、设计，考虑因素不全面以及各种不可忽视的自然因素也成为滑坡灾害的触发因素。
滑坡灾害不仅制约当地经济发展，而且给人民群众带来巨大的经济损失，威胁人民群众生命财产安全。
甘肃滑坡异常发育，是我国滑坡灾害严重的省份之一，且滑坡类型多样、分布广泛、发生频繁、危害严重。
甘肃省天水市为山间河谷盆地型城市，位于泾河河谷地带，四周多被高陡的黄土斜坡环绕，滑坡灾害时有发生。
本文选取甘肃省天水市草湖黄土——泥岩滑坡为研究对象，取样于草湖滑坡滑带出露地段，在将滑带附近的黄土和泥岩经过烘干过筛等一系列处理之后，按照一定比例将两者掺拌混合，并通过控制设计干密度、含水量以及不同黄土与泥岩配比，得到不同重塑样并进行直剪实验，以期研究这三个因素对滑带土强度影响效果，试验结果表明：含水量和配比相同时，试样在较高干密度条件下会发生应力跌落现象，并在高含水量时消失；应力跌落的幅度在其他条件相同下随着黄土所占比例的降低而逐渐变小；黏聚力与内摩擦角随着含水量的增加而减小，且黏聚力下降的幅度较内摩擦角为大且泥岩与黄土的配比对抗剪强度参数影响作用规律并不明显;在剔除个别比较离散的实验数据后，在配比与含水量相同的条件下，干密度较大的试样抗剪参数相对要大。
实验结论为滑坡治理提供依据，为制定研究区域防灾减灾对策提供坚实的科学性建议和技术基础。
1.1选题背景及研究意义1.1.1选题背景地质灾害是指人类赖以生存的地质环境（如山脉、丘陵、平原、海洋、河流、湖泊、地下水、矿产、地形、地貌、地质构造等）由于遭受自然或人类活动的严重而恶化，造成了人畜的伤亡和物质财富的损毁的灾害现象[1]。
地质灾害就其成因而言，可以分为两类：一类是由于人类活动造成的，例如修建水库引发滑坡灾害，开挖坡脚导致已趋于稳定的边坡再次滑动；一类是由于自然因素作用导致的，例如强降雨导致大面积滑坡、塌方、泥石流等。
土的动剪切模量、阻尼比和泊松比研究进展
土的动剪切模量、阻尼比和泊松比研究进展贺为民;李德庆;杨杰;李怡青【摘要】介绍了现场测试与实验室测试土的最大动剪切模量的差别、动剪切模量和阻尼比与剪应变关系的表达式及其地区经验成果、固结比对最大动剪切模量影响、动泊松比研究、实验误差及其对地震动的影响等方面的主要成果。
提出应加强动泊松比研究，加强共振柱和动三轴试验土动力学参数统一的数学模型研究，加强土动力学参数在均等固结与非均等固结条件下关系研究，加强土动力学参数与土的常规物理力学性质指标关系研究和土动力学参数实验误差研究。
【期刊名称】《地震工程学报》【年(卷),期】2016(038)002【总页数】9页(P309-317)【关键词】动剪切模量;阻尼比;泊松比;土动力学;地震安全性评价【作者】贺为民;李德庆;杨杰;李怡青【作者单位】中国地震局地球物理勘探中心,河南郑州450002【正文语种】中文【中图分类】P315.9报道综述目前在工程场地土层地震反应分析和土工构筑物的地震稳定性评价中，常常采用等效线性化方法。
该方法考虑土的非线性时必须用到的土动力学参数有：最大动剪切模量、动剪切模量比与剪应变关系曲线、阻尼比与剪应变关系曲线。
陈国兴等[1]、孙静等[2]曾对土的动模量、阻尼比的研究成果进行了总结或述评。
《工程场地地震安全性评价GB17741-2005》[3]的颁布和实施，促进了土动力学参数相关测试、试验和研究工作，取得了一批新的成果。
本文主要对近年来土的动剪切模量、阻尼比、泊松比的研究成果进行梳理和总结，从地震反应分析应用角度提出今后的工作建议。
1 现场测试与实验室测试比较土动力学参数的现场测试(原位测试)方法主要是波速测试法，即通过测试(钻孔内)土层剪切波速、P波波速和取土原状样测试土的密度，利用弹性波理论公式计算获得不同深度处的土层动剪切模量、动弹性模量以及动泊松比。
该方法主要适用于小应变的情况，获得的动剪切模量、动弹性模量分别为土的初始动剪切模量(最大动剪切模量)、初始动弹性模量(最大动弹性模量)。
土体剪切模量和阻尼比的试验对比研究
１ 试 验土样 和试 验方 法
粉质粘土
１４ ．
粉土
０ ５ ２
细砂
０． １ ４
１ １ 试样 ．
试验所用土样 为原状 的粘性 土样 、 扰动 的粉 土和砂 样 ， 分别 对 以上 土样进行 了试验 ， 同种土样的含水 量和干 密度相 同。其 中 共振柱试验试样直径 为 ５ ｆ 高为 １ ０ｒｌ， ０ｍｒ， ｌ ０ Ｔ 在各 向等压力下 固 ｎｔ
尼 比的对 比试验研究较少 ， 而且在通过试 验研究土 的最大动 剪切
Ｇ＝Ｇ０ （ ＋７ Ｌ） ／１ ／ ， Ｄ／ Ｄ一 （ 一Ｇ／ ） １ Ｇｏ 。
量 由于试验仪器 、 样类 型 以及试验 方法 等 的不 同， 试 所得 到 的结 果存在一定差异 ， 一些学者发现并讨论 了这一现象 ＿ 。阮元成 ＿ ２ ｊ ３ ｊ 用 ＤＴ －５ Ｃ １ ８型共 振柱仪 研究 了原状 土和 重塑 土 的 Ｇ ； 存 森 一 徐 等 ｌ 用 Ｓｏ ｏ 型扭转单剪仪 和共振柱仪研究 了试 样直径不 同 、 ４ ］ ｔｋｅ 试 样类 型不 同（ 实心和空心 ） 时所 得动剪切模量 的差异 ； 蒋寿 田等ｌ ５ ｊ 应用共振柱 和动三轴 仪 比较分 析 了不 同仪器 和不 同方 法所 确定 的动剪切模量之 间的关系。但 到 目前为 止 ， 对共 振柱与动单 剪测
１２ 试 验 仪 器和 试 验 方 法 ．
如 ～图 ３所示 。从 图 中可 以看 出用修 正 的 Ｈ ｒｉ ａｄｎ － 本试验采用 Ｉｒ ５ ］ ｃ１ ８型共振 柱 仪 。 振柱 试验 是 在一 定湿 线对 比 ， 图 ｌ ｒ 共 Ｄ ｖｃ 模 型拟合后 的剪应 变大于 ｌ 时的 Ｇ一 ７曲线与 动单 ｍｅｉ ｈ ０ 度、 密度 和应力条 件下的土柱上 ， 加纵向振动 ， 逐级改变 驱动 施 并 拟 但 频率 ， 出土 柱的共振频 率 ， 测 再切 断动 力 。 记 出振 动衰减 曲线 。 剪试验 曲线拟合很好 ， 合后 的剪切 模量 比试验 值偏小 ； 差别 测 不大 ， ８ 在 ％左右 。Ｄ一 ７曲线 与动单剪试 验 曲线拟合 规律较好 ， 然后根据这个振 动频率以及试 样的几何尺寸 和端部限制 条件 ， 计 算出试样 的动模量 ， 据衰减 曲线计算 出阻尼 比。 根 不 同垂直压力下固结 ， 施加 水平 方 向的周期剪 应力 ， 接得 出试 直
土体剪切模量和阻尼比的试验对比研究
土体剪切模量和阻尼比的试验对比研究
张伟;余湘娟;孙爱华
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2008(034)006
【摘要】在不同固结压力下分别对原状粘性土样、扰动粉土样和砂样进行了共振柱和动单剪试验,用修正的HardinDrnevich模型对共振柱试验结果进行拟合,得出剪应变大于10-4时的剪切模量和阻尼,用此结果与振动单剪仪结果对比发现拟合较好.
【总页数】2页(P19-20)
【作者】张伟;余湘娟;孙爱华
【作者单位】河海大学岩土工程研究所,江苏南京,210098;河海大学岩土工程研究所,江苏南京,210098;山东省莱州市胶东地区引黄调水工程建设管理局,山东莱州,261400
【正文语种】中文
【中图分类】TU431
【相关文献】
1.土体动剪切模量和阻尼比工程试验及结果分析 [J], 李永杨
2.济南市区土体动剪切模量比和阻尼比的统计分析 [J], 商金华;徐西永;王国富;马险峰;杨林德
3.基于升温作用的冻土动剪切模量与阻尼比试验研究 [J], 温董瑶;蒋宁山
4.相对密实度对含黏粒砂土动剪切模量与阻尼比影响的试验研究 [J], 孟凡超;赵云
辉;郑志华
5.基于升温作用的冻土动剪切模量与阻尼比试验研究 [J], 温董瑶;蒋宁山
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结构性土动剪切模量和阻尼比的试验研究
结构性土动剪切模量和阻尼比的试验研究土的动力特性是影响地面运动特性的主要因素之一。
岩土的动模量和阻尼比是岩土动力学特性的首要参数,是目前场地地震反应分析、土工构筑物地震稳定性评价中必备的动力参数,目前土体动剪切模量和阻尼比的研究主要集中于对不同地区土体动力特性的差异性的认识上,以及土体物理性质、静力学条件、加载方式和试验方法的不同对其的影响,而关于结构性对动剪切模量和阻尼比的影响的相关研究还较少,而这对于土体来说恰恰是及其重要的,因此开展相关试验研究是正确认识土体结构性对其动力学特性影响的有效途径。
本文从土体的结构性入手,通过制备人工结构性砂土和粘土,开展了一系列共振柱试验,通过试验确定了动剪切模量和阻尼比,研究了结构性对两个参数的影响,分析了造成这种影响的原因,最后探讨初始孔隙比、固结压力、相对密实度和胶结程度等因素对最大动剪切模量、动剪切模量、动剪切模量比和阻尼比的影响规律,在此基础上给出考虑土体结构性动剪切模量比和阻尼比变化幅度的推荐值,本文的主要工作如下:1.结构性土的制备方法研究本研究采用向纯净砂和粘土中添加水泥和食糖来获得人工制备的结构性土试样,模拟土体的结构性和大孔隙特性,采用共振柱仪完成动剪切模量和阻尼比的试验,为使试验结果具有可对比性,本文还将结构性土与重塑土进行了对比。
本试验所用土样全部是重塑样。
2.人工制备结构性砂土动剪切模量、阻尼比试验研究采用逐级循环加载的共振柱试验开展结构性砂土动剪切模量、阻尼比试验研究,试验中通过改变水泥掺量、固结围压、相对密实度等条件,绘制不同影响因素下的G<sub>d</sub>/G<sub>dmax</sub>-γ、λ-γ曲线,考察结构性砂土动剪切模量比与剪应变、阻尼比与剪应变非线性关系的变化规律。
3.人工制备结构性粘土动剪切模量、阻尼比试验研究采用逐级循环加载的共振柱试验开展结构性粘土动剪切模量、阻尼比试验研究,试验中通过改变固结围压、孔隙比等条件,绘制不同影响因素下的G<sub>d</sub>/G<sub>dmax</sub>-γ、λ-γ曲线,考察结构性粘土动剪切模量比与剪应变、阻尼比与剪应变非线性关系的变化规律。
岩土动剪切模量阻尼试验及应用研究
岩土动剪切模量阻尼试验及应用研究一、本文概述《岩土动剪切模量阻尼试验及应用研究》一文主要围绕岩土的动剪切模量和阻尼特性展开深入研究，探讨了岩土材料在动荷载作用下的力学行为及其工程应用。
文章首先介绍了岩土动剪切模量和阻尼的基本概念，阐述了其在岩土工程中的重要性，并指出了当前研究中存在的问题和挑战。
接着，文章详细介绍了岩土动剪切模量阻尼试验的原理、方法和设备，包括试验材料的选择、试验条件的控制、数据采集和处理等方面。
通过对试验数据的分析和处理，文章得出了岩土动剪切模量和阻尼与加载频率、应变幅值等因素的关系，揭示了岩土材料在动荷载作用下的力学特性。
文章还进一步探讨了岩土动剪切模量和阻尼在工程中的应用，如地震工程、岩土工程稳定性分析、岩土工程数值模拟等方面。
通过实际工程案例的分析，文章验证了岩土动剪切模量和阻尼在工程应用中的重要性和实用性。
文章总结了岩土动剪切模量阻尼试验及应用研究的成果和进展，并展望了未来的研究方向和应用前景。
本文旨在为岩土工程的理论研究和实践应用提供有益的参考和借鉴。
二、岩土动剪切模量阻尼理论基础岩土体的动力特性，尤其是动剪切模量和阻尼比，是评估其在地震或其他动力荷载作用下的响应和稳定性的关键参数。
动剪切模量描述了岩土体在剪切应力作用下的动态刚度，而阻尼比则反映了岩土体在振动过程中能量的耗散情况。
动剪切模量通常定义为在动态剪切应力作用下，岩土体所能承受的剪切应力与应变之比。
其大小受到岩土体自身性质（如密度、颗粒大小、含水率等）和外部动荷载特性（如频率、振幅等）的共同影响。
岩土体的阻尼比则与其内部微观结构的摩擦、粘性以及能量耗散机制有关。
在理论上，动剪切模量和阻尼比可以通过对岩土体进行室内或现场试验来测量。
其中，共振柱试验和循环剪切试验是两种常用的方法。
通过这些试验，可以获取不同应力水平、应变幅值和振动频率下的动剪切模量和阻尼比数据，进而建立相应的经验公式或本构模型来描述岩土体的动力特性。
不同地区黄土动孔隙压力变化规律试验研究
不同地区黄土动孔隙压力变化规律试验研究摘要根据兰州、洛川、杨凌地区黄土动扭剪试验结果，对动荷作用下黄土动孔隙压力变化规律特性进行分析研究；得出黄土动孔隙压力变化的基本规律和敏感因素。
关键词：黄土；动力特性；动扭剪试验；动孔隙压力；试验分析Abstract：Lanzhou, Luochuan, Yangling loess dynamic torsional shear test results, analysis of loess under dynamic load the role of dynamic pore pressure variation characteristics; derived loess dynamic pore pressure changes in the basic law and sensitivity factors.Keywords: loess; dynamic characteristics; dynamic torsional shear tests; dynamic pore pressure; test analysis1.引言土动力学研究的基本课题是土的动力特性和土体的动力稳定性。
动力特性研究的核心内容是土的动强度、动变形及反映动应力、动应变的本构关系。
黄土的根本特点在于它的结构性、欠压密性和非饱和性以及由此而表现出的明显的各向异性、及对水作用的特殊敏感性即湿陷性。
黄土地区的地震灾害有自身的特殊机制和性质，主要的特点是场地震害重，震害范围大，震害受局部地形条件的影响重等。
因此，结合以往的防震经验深入研究黄土的动力特性显得尤为重要。
孔隙压力是反映土体特性最重要的物理量，也是土体区别于其它工程材料的重要因素，因此对黄土动孔隙压力的试验研究能够很好的揭示黄土在动荷载下的力学特性。
2.试验过程及结果试验时，按等效正弦波的形式，在试样顶部施加周期性水平剪应力，频率为1Hz。
非饱和黄土的动剪模量与阻尼比
2005年7月SHUILI XUEBAO第36卷第7期文章编号：0559-9350(2005)07-0830-05非饱和黄土的动剪模量与阻尼比骆亚生，田堪良(西北农林科技大学 水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100)摘要：本文对陕西杨凌地区的非饱和黄土在不同湿度条件下进行动扭剪试验，测定了非饱和黄土的动剪切模量和阻尼比。
结果表明，非饱和黄土的动剪切模量随动剪应变的增加而减小，但减小的幅度愈来愈小；在其它条件相同时，最大动剪切模量随含水率的减小而增大，随固结应力的增大而增大；非饱和黄土的动剪切模量与黄土的结构状态及密实状态有关。
在相同含水率、固结应力比和固结应力条件下，原状黄土的最大动剪切模量比重塑黄土的稍大，重塑黄土最大动剪切模量随试样干密度的增大而增大；非饱和黄土的阻尼比受含水率、固结应力比、周围压力、干密度等因素的影响，可以反映在其与动剪应变的关系上，在半对数坐标系中动剪切模量与动剪应变具有较为良好的线性关系。
关键词：非饱和黄土；动剪模量；阻尼比中图分类号：TU444 文献标识码：A我国黄土主要集中分布在干旱半干旱的中西部地区，这些地区为地震多发区且烈度较高，历史上黄土地区在地震作用下产生的滑坡、震陷和地裂曾经给当地人民的生命和财产造成巨大损失，使得人们不得不重视和关注动荷载作用下黄土地区工程问题[1～8]。
用土动力学的方法对非饱和黄土的动力特性进行深入的研究，既是黄土地区减灾防灾的需要，也是西部大开发的现实要求。
动剪模量和阻尼比是抗震分析和设计的重要依据。
由于非饱和黄土适应变形的能力较差，在常规动三轴试验中容易出现试样变形局部化以及试样与振动轴脱离的现象，从而使试样的轴向变形量难以精确测量，难于得到较为准确及具有较好规律性的动剪切模量和阻尼比值。
本文在动扭剪三轴仪上对杨凌非饱和黄土在不同湿度条件下进行动扭剪试验，可避免常规动三轴仪振动过程中的固有缺陷，以期更好地测定非饱和黄土的动剪模量和阻尼比。
砂土动剪切模量比和阻尼比共振柱试验误差研究
砂土动剪切模量比和阻尼比共振柱试验误差研究李晓飞;孙锐;袁晓铭【摘要】To acquaint the testing errors of nonlinear dynamic shear modulus ratio and damping ratio using the prevailing resonant column technique, two typically representative test groups, i. e., a general group and a professional group, are designated. The error distribution and the relevant statistic characteristics of dynamic shear modulus ratios and damping ratios of sand are systematically studied on a single resonant column apparatus. The testing results indicate:(1) the test data of nonlinear dynamic shear modulus ratio and damping ratio of the two groups are normally distributed at different characteristic shear strains, and the variability indices are closely consistent for the two groups;(2) the mean values of the two groups are similar while the confidence interval of the general group is particularly larger than that of the prefessional group with a coefficient of variance 5 times larger than that of the professional group;(3) the coefficient of variance of shear modulus ratio is remarkably smaller than that of damping ratio. On the current testing technique of resonant column apparatus, the test accuracy of shear modulus ratio and damping ratio on sandy samples by an experienced individual can be quite satisfactory but on the other cases the testing error cannot be neglected that parallel tests should be performed and the testing skill of the operators should be improved.%为掌握动剪切模量比和阻尼比非线性试验误差及现有共振柱试验水平，设计了普通与高级两组典型试验，采用单台共振柱仪研究了砂土动剪切模量比和阻尼比试验误差的分布特征和基本规律。
土的非线性动剪切模量比和阻尼比不确定性分析
0引 言
岩土工程的可靠性分析中，土性参数的概率统计 分析是基本内容之一，结果的可信性直接影响到可靠 度指标的求解结果[1]。
岩土材料最重要的特征是具有复杂的变异性和 参数的不确定性，从而使可靠度分析的精度在很大程 度上依赖于岩土参数统计的结果。同时，土性指标的
不确定性在概率设计方法中的影响远远超过计算方法 的不确定性影响[2]。因此，岩土参数不确定性的研究 具有重要的理论意义和工程应用价值。
University of Technology, Beijing 100124, China; 3. Harbin Engineering University, Harbin 150001, China)
Abstract: By using the test data, the uncertainty of the dynamic modular ratio G/Gmax and damping ratio λ versus dynamic shear strain γ for the conventional soils in China is studied. The characteristics of the uncertainty distribution, the probability indexes as well as the range of G/Gmax and λ for the typical strains under different probabilities are presented. Based on 588
G/Gmax and λ for all types of soils. The variation coefficients of G/Gmax increase with the increase of the shear strain, but the
不同试验方法下黄土抗剪强度以及参数差异分析r——以甘肃省黑方台黄土滑坡为例
不同试验方法下黄土抗剪强度以及参数差异分析r——以甘肃省黑方台黄土滑坡为例郭倩怡;谷天峰;谢婉丽;吴熠哲【摘要】黄土是一种典型的非饱和土,在总结前人试验研究的基础上,以甘肃省永靖县黑方台非饱和黄土为研究对象,进行两种不同的直剪试验,即:利用改进后的非饱和直剪仪对研究区不扰动黄土进行控制基质吸力和净竖向压力为常数的固结慢剪试验,依据研究区土水特征曲线配置不同含水率以控制不同的基质吸力的黄土快速直剪试验.得到两种试验方法下不同基质吸力或含水率和净竖向压力下的非饱和黄土抗剪强度及其参数,探讨非饱和黄土抗剪强度及其参数与基质吸力的关系,并分析两种试验方法所得非饱和黄土抗剪强度及其参数的差异.试验结果表明:两种不同的试验方法下净竖向压力及基质吸力对于研究区非饱和黄土抗剪强度均呈线性增长关系,而抗剪强度参数—黏聚力与基质吸力二者呈线性关系,内摩擦角—基质吸力关系曲线近似成水平直线,其中不同含水率黄土直剪试验在相同基质吸力和竖向压力的条件下,其抗剪强度及内摩擦角略高于非饱和固结排水直剪试验,而其黏聚力略低于非饱和固结排水直剪试验所得黏聚力.【期刊名称】《防灾科技学院学报》【年(卷),期】2018(020)001【总页数】7页(P25-31)【关键词】非饱和黄土;抗剪强度;基质吸力【作者】郭倩怡;谷天峰;谢婉丽;吴熠哲【作者单位】西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室,陕西西安 710069;西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室,陕西西安 710069;西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室,陕西西安 710069;西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室,陕西西安 710069【正文语种】中文【中图分类】TU441.70 引言中国西北地区当前正处于工程建设蓬勃发展的时期，而工程建设中所遇到的土多为非饱和土，其中黄土作为典型的非饱和土广泛分布于地表并与工程建设密切相关。
由于黄土的特殊成因使其具有显著的结构强度和高胶结强度，即在干燥条件下具有较高的强度不易被破坏［1］，而当含水率增大时，则表现出软化、强度降低、崩解、湿陷性等特征［2］。
原状黄土人工节理抗剪强度特性试验研究
原状黄土人工节理抗剪强度特性试验研究白冰;韩晓雷【摘要】应用直剪仪对原状黄土人工节理的抗剪强度进行试验研究,试验结果表明:原状黄土的节理形态特征对节理内聚力影响较大,而对节理内摩擦角影响较小；干密度对原状黄土节理内聚力的影响较大,而对内摩擦角的影响较小；黄土节理内摩擦角随含水量变化呈二次曲线规律变化,当大于界限含水量时,内摩擦角随含水量减小而增大；当小于界限含水量时,内摩擦角随含水量减小而减小；对于表面平整节理,内聚力随含水量变化而呈二次曲线规律变化,对于表面粗糙节理,内聚力随含水量变化呈指数规律变化.%Direct-shear apparatus was used on the test of loess artificial joint shear strength,and the results showed that: loess joints morphology of the joint cohesion while the effect on the joint internal friction angle are less affected;dry density are greater impacted,while the effect of internal friction angle has little effect;loess joints with internal friction angle quadratic curves for water content changes,when moisture content is greater than the limit, the internal friction angle with decreasing water content; when the water content of less than the limit,the internal friction angle decreases with decreasing water content;for the formation of the joint surface, with water content cohesion and quadratic curves for change, for joint surface roughness,cohesion changes exponentially with changes in moisture content.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2011(033)007【总页数】3页(P91-93)【关键词】原状黄土人工节理;抗剪强度;节理形态;含水量;密度【作者】白冰;韩晓雷【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055【正文语种】中文【中图分类】O319.56;TU444随着西部黄土地区工程实践活动大规模的开展，工程技术人员对黄土质边坡的稳定性问题越来越加以重视，特别是加强了对影响黄土稳定性至关重要的黄土节理研究。
不同年代黄土动剪切模量和阻尼比试验研究
不同年代黄土动剪切模量和阻尼比试验研究黄志全;张蒙飞;于怀昌;张振华;谭晔【摘要】In order to study the influence of the formation age on the dynamic characteristics of loess,the Q4 Holocene loess, the Q3 late Pleistocene loess and the Q2 Middle Pleistocene loess are studied by resonant column test. The result shows that un-der the same conditions,the dynamic shear modulus G increases with the formation age;the dynamic shear modulus fitting with two common empirical models shows that the Davidenkov model is more accurate than the Hardin-Drnevich model,and the fit-ting parameters of the models are obtained;the Davidenkov model is used to fit the relationship between the maximum dynamic shear modulus and the consolidation stress of loess of different ages and the fitting parameters are determined;the damping ratio D increases with the increasing of the formation time,and the damping ratiois approximately linear with the shear strain in the semi-logarithmic coordinate system.%为研究形成年代对黄土动力特性的影响,对Q4全新世黄土、Q3晚更新世黄土和Q2中更新世黄土试样进行共振柱试验研究.结果表明:在相同条件下,动剪切模量G随形成年代的增加而增加;对动剪切模量采用两种常见的经验模型进行拟合对比,结果发现Davidenkov模型要比Hardin—Drnevich模型更加精确,并给出了模型的拟合参数;采用经验公式对不同年代黄土的最大动剪切模量和固结应力之间的关系进行了拟合,并确定了拟合参数;阻尼比也随形成年代的增加而增加,在半对数坐标系中,阻尼比与剪应变呈近似线性关系.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2018(049)005【总页数】6页(P89-93,104)【关键词】黄土;形成年代;动剪切模量;阻尼比;共振柱试验【作者】黄志全;张蒙飞;于怀昌;张振华;谭晔【作者单位】新疆工程学院,新疆乌鲁木齐830023;华北水利水电大学资源与环境学院,河南郑州450011;华北水利水电大学资源与环境学院,河南郑州450011;华北水利水电大学资源与环境学院,河南郑州450011;华北水利水电大学资源与环境学院,河南郑州450011;华北水利水电大学资源与环境学院,河南郑州450011【正文语种】中文黄土作为干旱和半干旱地区一种特殊的沉积物，在我国分布较为广泛，主要集中在地震多发的中西部地区[1]。
原状黄土节理抗剪强度试验研究
原状黄土节理抗剪强度试验研究刘小军;王震;王铁行;鲁洁【摘要】黄土节理的剪切强度特性对于含节理黄土工程的稳定性有重要影响,为此在大量野外调研的基础上,采集典型黄土节理土样,首先对不同节理表面形态进行分类以制备试样,然后采用室内直剪试验研究了含水量对黄土节理剪切强度参数的影响规律,并与室内大型直剪试验对比,研究尺寸效应对剪切强度的影响,最后依据试验结果研究了节理剪切应力-位移规律.研究表明:黄土节理的抗剪强度关系符合摩尔-库伦准则,且黏聚力可忽略不计;随含水量的增加,黄土节理峰值内摩擦角最初的变化幅度较小,当大于某个含水量值时,峰值内摩擦角减小幅度变大,其变化规律可用指数形式进行描述;试样尺寸主要影响节理面起伏度对剪切强度的贡献,尺寸越大,其剪切强度也越大;其剪切应力-位移曲线属非线性屈服剪切型曲线,并构建了本构模型,对初始剪切刚度研究发现其随含水量增加减小,随正应力增加呈线性增加.%The shear strength characteristics of loess joints significantly affect the stability of project with joint loess.Based on a large number of field investigations,the suitable sites are selected to collect the loess vertical joints.The first is to classify different joint surface morphologies for sample preparation.Then,laboratory direct shear test is used to study the influence of water on loess joint shear strength parameters,and comparing with lab large-scale direct shear test to study the influence of the size effect on the shear strength.Finally,according to the results,the law of joint shear stress and displacement is studied.The results show that the loess joint shear stress-shear displacement relationship curve belongs to nonlinear yield shear type curve;loess joint shear strength is corresponded with MohrCoulomb criterion,and cohesion is so small that almost negligible;as the water content increases,loess joint peak friction angle initial tends to a lesser extent,when more than a moisture content value,the peak friction angle is reduced significantly.The loess joint strength with the variation of the amount of water available index form are described;the sample size mainly affects the joint surface's contribution to the shear strength,and the greater the size is,the greater shear strength is;the yield shear stress and displacement curve is nonlinear shear curve,and the constitutive model is built to study the initial shear stiffness.The results show that the initial shear stiffness decreases with the increase of water content,and increases linearly with the increase of normal stress.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2017(042)008【总页数】8页(P2003-2010)【关键词】黄土节理;剪切强度;含水量;本构模型;剪切初始刚度【作者】刘小军;王震;王铁行;鲁洁【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055【正文语种】中文【中图分类】TD315黄土地层中大量发育着各种类型的节理，它们是分割黄土的软弱结构面，是造成黄土地区滑坡、崩塌、隧道塌方、地面塌陷等地质灾害的构造基础。
三种原状土动力特性试验研究
三种原状土动力特性试验研究张雨廷;黄斌;张爽;傅旭东【摘要】动剪模量和阻尼比是土动力分析中最重要的参数,是土动力计算和场地地震安全性评价中不可或缺的内容,一般通过室内共振柱试验得到.影响原状土动剪模量和阻尼比的因素很多,土体的埋深是不可忽略的因素之一.采用GCTS共振柱仪器分别对不同深度下粉质黏土、强风化粉砂质泥岩、强风化砂岩3种原状土样进行试验,得到了不同埋深对土样动剪模量、阻尼比的影响关系.利用H-D模型对数据进行处理,得到土样的最大动剪切模量和最大阻尼比.并给出了最大剪切模量与埋深计算公式,得到不同埋深下G/Gmax～～γ、λ～G/Gmax的关系式,间接得到了阻尼比与剪应变的关系,并对不同埋深下的G/Gax～γ、λ～ G/Gmax进行归一化处理.结果表明,土体埋深对动剪模量比和阻尼比影响较小.研究成果对实际工程具有一定的参考价值.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2018(049)008【总页数】6页(P88-93)【关键词】共振柱;原状土;动剪模量;阻尼比;埋深【作者】张雨廷;黄斌;张爽;傅旭东【作者单位】武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072;武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072;武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072;武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072【正文语种】中文【中图分类】P6421 研究背景动剪模量G和阻尼比λ是土动力分析中最重要、最基本的两个参数，可通过现场试验和室内试验得到。
现场试验可以避免在取样和运输过程中对土样产生扰动从而影响试验结果，但现场试验操作复杂且费用成本高；室内试验测定土的动模量和阻尼比技术已经较成熟，主要试验方法有共振柱试验和动三轴试验。
两者区别在于测试土体动参数应变范围不同，共振柱的试验应变范围主要为10-5～10-3，动三轴的应变范围在10-4～10-2。
用动三轴测定动剪模量，必须假定泊松比不变，这与实际情况不符。
山东东营地区土的动剪切模量比和阻尼比试验研究
山东东营地区土的动剪切模量比和阻尼比试验研究王津津;张建民;郭婷婷;杨传成;蔡文霞【摘要】对山东东营地区埋深3.0～57.3 m的土层划分标准层,对采集的42组粘土、粉质粘土、粉土(中密)、粉质粘土与粉砂互层土样进行动三轴试验,通过统计分析给出了这些样品动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化试验结果,并与袁晓铭等(2000)给出推荐值进行了对比分析.结果表明,东营地区各类岩土的试验结果值在该地区具有一定的代表性和适用性,并在该地区地震安全性评价工作中得到了应用.【期刊名称】《地震研究》【年(卷),期】2014(037)002【总页数】5页(P263-267)【关键词】动剪切模量比;阻尼比;山东东营【作者】王津津;张建民;郭婷婷;杨传成;蔡文霞【作者单位】山东省地震工程研究院,山东济南250021;山东省地震工程研究院,山东济南250021;山东省地震工程研究院,山东济南250021;山东省地震工程研究院,山东济南250021;山东省地震工程研究院,山东济南250021【正文语种】中文【中图分类】TV411.80 前言动剪切模量和阻尼比作为土动力特性的重要参数，是土动力计算和场地地震安全性评价中不可或缺的内容(蔡辉腾等，2009)。
历次地震的震害调查表明，土的动力学特性对震害有明显的影响，土层的共振、滤波、放大效应已受到岩土工程界的普遍重视(孙静等，2004)。
这两个参数的选择是否合理，将直接影响到工程结构的安全性和经济性。
国内很多学者针对土的动剪切模量比和阻尼比进行了大量的试验研究，并取得了一些较为有价值的研究成果。
祝龙根和吴晓峰(1988)用Dmevich共振柱仪提出了低幅剪应变条件下福建饱和标准砂样的G/Gmax－γd和λ－γd经验公式;中国地震局1994年颁布的《中华人民共和国地震行业标准工程场地地震安全性评价工作规范》(DB001－94)也给出了砂土G/Gmax－γd和λ－γd关系的推荐值;袁晓铭等(2000)利用改造后的共振柱仪，对来自全国中东部十几个地区的常规土类进行了大量试验，给出2种固结压力下典型土类G/Gmax－γd和λ－γd关系的推荐值(本文简称“推荐值”，见表3)，分别适用于土体埋深小于10 m和10～20 m两种情况。
动三轴试验固结时间对动剪切模量比和阻尼比影响的初步分析_刘霞
1 70
90 -189 0 .594
1 00
80 -125 1 .584
1 00
80 -125 1 .501
1 10
80 -116 1 .039
1 10
80 -116 1 .006
G/ Gmax 1 ×1 0 -2
0 .331 0 .334
0 .392 0 .377
0 .315 0 .310
0 .315 0 .318
图 2 试 样 2 动剪 切模量比 、阻尼比与剪应变关系曲线图
图 3 试 样 3 动剪 切模量比 、阻尼比与剪应变学
28 卷
图 4 试 样 4 动剪 切模量比 、阻尼比与剪应变关系曲线图 图 5 试 样 5 动剪 切模量比 、阻尼比与剪应变关系曲线图 图 6 试 样 6 动剪 切模量比 、阻尼比与剪应变关系曲线图
立 , 并进行试算 , 从验证参数在现存差异情况下对土 层地震反应分析结果的影响 , 结果表明 , 50 年超越 概率 10 %的地表加速度峰值 Amax 的差别小于 5 %, 而同样条件下 , 用不同的随机相位人造地震波输入 , 可能对 Amax 形成 10 %左右的影响 。
图 1 试 样 1 动剪 切模量比 、阻尼比与剪应变关系曲线图
1 试验仪器及计算方法
1 .1 试验仪器 试验仪器采用了北 京市新技术研究所生产的
DDS-70 微机控制电磁式多功能静动三轴试验系统 ,
其工作原理是将圆柱形土试样置于充无气水的三轴
室内上下活塞之间 。 通过气体压力对试样施加轴 、
侧向静压力 。激振器和功率放大器将微机系统提供
的一定频率 、幅值的电讯号转换为轴向激振力 , 经下
反压 :
0 ～ 0 .3 MP a
不同地区黄土阻尼比变化特性试验研究
表1 Table 1
黄土 来源 兰州 洛川 杨凌
黄土土样的物理性质指标 Physical indexes of loess specimen
颗粒组成 / % 按塑性图 分类 低液限黏土 低液限黏土 低液限黏土 砂粒 > 0. 075 mm 0. 075 粉粒 黏粒 0. 005 mm < 0. 005 mm 84. 0 82. 0 62. 8 16. 0 18. 0 20. 7
第2 期
胡仲有等：不同地区黄土阻尼比变化特性试验研究
169
1. 3
阻尼比的计算方法
土的阻尼是土在周期性动荷载作用下 ， 动应力 － 应变关系滞回圈表现出的滞后性 ， 这是由于土体变形时 内摩擦作用消耗能量造成的， 反映动荷作用下能量因土的内部阻力而损失变化的性质 。 土在周期性动荷载 作用下的变形包括弹性变形和塑形变性两部分 ， 动应力较低时显示弹性， 随着动应力的增加塑性变形逐渐发 ［ 10 ］ 展， 动应力应变关系显示出非线性和应变滞后性的特点 。通常在动力试验中， 对试样逐级施加动荷载， 选 取有代表性的循环， 绘制该循环的应力应变关系曲线即滞回曲线 （ 圈） ， 如图 1 所示。 ［ 10 ］ 黏弹性体在一 个 周 期 内 的 能 量 损 耗 可 以 近 似 等 于 滞 回 圈 所 围 定 的 面 积 ； 可 将 黄 土 视 为 黏 弹 性 ， 根据其在周期性动荷载一次循环中消耗的能量与该循环中最大剪应变对应的能量之比 ， 可求得土 的阻尼比， 计算公式为： 体 λ = 1 △W 4π W （1）
第 30 卷 第 2 期 2010 年 4 月
地
震
工
程
与
工
程
振
动
JOURNAL OF EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION
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0引 言
黄土是我国分布较广的区域性特殊土，多集中分 布在地震多发且烈度较高的中西部地区[1-2]，加之黄土 所具有的大孔隙及柱状节理等独特结构，黄土地区在 地震作用下大量的滑坡、震陷和地裂等自然灾害给人 民的生命和财产造成巨大损失，这使得众多专家和学
者们关注于动荷载作用下黄土地区工程问题[3-8]。用土 动力学的方法对黄土的动力特性进行深入研究，对于 黄土地区工程建设和震害预测具有十分重要的现实意
但是，我国黄土分布广泛、成因类型复杂，现有 的这些研究成果也只是限制于某一特定的区域，研究 地点零散，研究成果不够系统。由于黄土地区自然地 理位置不同，气候特点和自然地理环境存在差别，所 以在黄土的力学特性等方面具有明显的区域特征。对 黄土进行区域间研究，分析比较黄土的动剪切模量和 阻尼比在不同区域间的联系规律等研究尚不多见。基 于这一前提条件，本文以兰州、洛川和杨凌地区原状 黄土为对象，研究其动剪切模量和阻尼比的变化规律， 力求从空间平面上把握其分布规律，有效地预测由于 所处地理位置和所受荷载条件的不同而给土体动力性 质带来的不确定性，为黄土地区的工程建设提供参考， 同时对于开展黄土地区地震小区划研究也具有一定的 实际意义。
─────── 基金项目：国家自然科学基金项目（50578134）；教育部新世纪优秀人 才支持计划项目（NECT-06-0864） 收稿日期：2010–04–07
第9期
王志杰，等. 不同地区原状黄土动剪切模量与阻尼比试验研究
1465
义。 土的动剪切模量和阻尼比是土动力学特性的首要
参数，是土层和地基地震反应分析中必备的两个重要 参数，也是场地地震安全性评价中必不可少的内容， 对其进行试验研究是土工建筑物抗震设计和动力计算 分析所必需的基本依据[9-11]。这两个参数的选择是否 合理，将直接影响到工程结构的安全性和经济性。
凌地区原状黄土的阻尼比总体上随动剪应变的增大呈现上升趋势，且三个地区原状黄土的阻尼比随动剪应变的增长速
率也存在区域性差异，兰州地区黄土最大，洛川地区黄土次之，杨凌地区黄土最小，即从西北向东南方向减小。 关键词：原状黄土；动扭剪试验；动剪切模量；阻尼比；区域间对比
中图分类号：TU444
文献标识码：A
文章编号：1000–4548(2010)09–1464–06
WANG Zhi-jie, LUO Ya-sheng, WANG Rui-rui, YANG Li-guo, TAN Dong-yue
(College of Water Resources and Architectural Engineering, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)
小，且减小的幅度越来越小；含水率与固结应力对兰州、洛川、杨凌地区原状黄土的动剪切模量与初始动剪切模量影
响显著；在相同含水率和固结应力下，兰州、洛川、杨凌地区原状黄土的初始动剪切模量在地理空间分布上具有一定
的规律性，兰州地区黄土最小，洛川地区黄土次之，杨凌地区黄土最大，即从西北向东南方向增大；兰州、洛川、杨
为了确定黄土的动剪切模量与阻尼比，众多学者 进行了大量的相关研究。李启鹞等[3]模拟地震荷载对 西安地区原状黄土动力特性的影响，得出影响黄土动 剪切模量和阻尼比的主要因素，除了剪应变幅值、孔 隙比和平均有效周围压力外，还必须考虑土的湿度和 结构性（包括地质成因等）。骆亚生等[6]研究了陕西杨 凌地区非饱和黄土的动剪切模量随动剪应变的变化规 律，并分析了含水率、固结应力、结构状态以及密实 状态对初始动剪切模量和阻尼比的影响。陈存礼等[7] 通过进行不同固结条件下饱和击实黄土的动三轴试 验，研究得出饱和击实黄土的起始动剪切模量和最大 动应力与轴向固结应力间均有良好的幂函数关系，且 固结围压和固结比对阻尼比的影响较小。
干密度 ρd /(g·cm-3)
1.40
1.32
1.28
比重 Gs 2.71
2.72
2.68
液限 wL/% 28.8
31.8
28.7
塑限 wP/% 18.0
19.4
17.5
塑性指数 IP/%
10.8
黏粒含量 /%
16.0
12.4
18.0
11.2
20.7
1.2 试验仪器及方法
试验在日本诚研株式会社生产的DTC-199型电液 伺服周期扭转荷载三轴仪上进行，仪器由主机、压力 系统、动力控制系统和测量系统组成，试验过程中试 样的各个静压力、动扭矩、动孔隙水压力、动转角及 轴向变形等均可由配套的电脑数据采集处理系统记 录。
1 试验方法
1.1 试验土料及试样制备 试验所用黄土土料分别取自兰州、洛川、杨凌地
区（试验取土点地理空间分布情况如图1所示），取土 深度均为3～5 m，属于Q3黄土。试验土样物理性质指 标见表1。
试验所用试样为空心圆柱形，外径为 70 mm、内 径为 30 mm，试样高 100 mm，均为原状样。试样由 天然黄土用特制削样器削制而成，然后分别用风干法 和水膜转移法（配水法）对试样进行含水率控制，然 后将不同含水率的试样用保鲜膜包裹，放入密闭养护
τd =
1
#43; bγ d
，
(1)
G0 τ dmax
1 Gd
= γd τd
=1 G0
+ γd τ dmax
试验参照《土工试验规程》SL237—1999中振动 三轴试验进行操作。试样采用排水排气固结，固结比 为1.5，固结围压选用100，200，300 kPa。固结过程 中测轴向变形量与孔隙水压力，以30 min轴向变形量 不大于0.01 mm且孔隙水压力变幅不超过2 kPa为稳定 标准。固结完成后，进行动扭剪三轴试验。试验时， 按等效正弦波的形式，在试样顶部施加周期性水平剪 应力，频率为1 Hz。试验采用同一固结状态下逐级加 荷的方法，即对一个固结变形稳定后的试样，在不排 水、不排气的条件下，逐级施加固定振次（10次）的 动荷载，直到试样破坏，并选取具有代表性的循环所 对应的动剪应力与动剪应变进行相关参数的求取。
Abstract: In China, loess has obvious regional distribution characteristics, and there is a certain practical significance to grasp the distribution laws of its dynamic characteristic parameters from the space plane. The dynamic torsional shear triaxial tests are carried out on undisturbed loess of Lanzhou, Luochuan and Yangling under different moisture contents and different stress states, and the variation laws of dynamic shear modulus and damping ratio of loess are obtained. The results show that the dynamic shear modulus of Lanzhou, Luochuan and Yangling loess decrease gradually with the increase of dynamic shear strain, and the decrease rate becomes smaller and smaller. The moisture content and consolidation stress have significant influences on the dynamic shear modulus and the initial dynamic shear modulus. Under the same moisture content and consolidation stress, the initial dynamic shear modulus of Lanzhou, Luochuan and Yangling loess conform to the law of increment from the northwest to the southeast in the geographical spatial distribution, the dynamic shear modulus of Lanzhou loess is the smallest, the following is that of Luochuan loess, and that of Yangling loess is the largest. As a whole, the damping ratios of Lanzhou, Luochuan and Yangling loess increase with the increase of dynamic shear strain. The increase rate of the damping ratios in the three regions conform to the law of decrement from the northwest to the southeast, the damping ratio of Lanzhou loess is the largest, the following is that of Luochuan loess, and that of Yangling loess is the smallest. Key words: undisturbed loess; dynamic torsional shear test; dynamic shear modulus; damping ratio; district comparison