土动力学-土的动力指标及其测定--110页

自动触发式声波仪
2021/3/1
土动力学
跨孔法
L vs t
2021/3/1
(5- 3)
土动力学
跨孔试验的四要素
钻孔：钻孔必须垂直，10m深度以上的钻孔必 须测斜确定垂直度
振源：主要采用脉冲振源。必须具有产生一种 波为主的能力，必须具有在预定的能量水平上 重复所需要的特性的能力
地震接收器：适用于接收剪切波的速度传感器 （自振频率为4～15Hz）
试验目的
场地地层分类和场地类别划分 提供地基土的动力参数 为场地地震反应分析提供依据 探测地质异常体
2021/3/1
土动力学
弹性波在土中的传播速度反映了土的弹性性 质
土只有在小应变的情况下才被视为弹性体
对于饱和土，充满在孔隙中的水可以传递压 缩波，水的压缩波波速为1300～1500m/s，远 大于土的骨架传递的波速（300m/s左右）。 因此，饱和土中的压缩波波速不反映土的骨 架的弹性性质，而是水的性质，并且为一常 数
1 ln Ar r
r r0 A0 r0
式中
r0
F
(5- 4) (5- 5)
(5- 6)
2021/3/1
土动力学
2021/3/1
土动力学
2021/3/1
土动力学
2021/3/1
土动力学
地脉动测试仪器
2021/3/1
土动力学
波速法在工程中的应用
岩土动力参数计算
Ed
vs2
3v
2 p
单孔波速法
2021/3/1
土动力学
测试原理 利用直达波的原理。测出激发震源与 信号接收点之间的距离以及剪切波的 传播时间，即可由下式求剪切波速
vs ＝ ΔL /Δt
（5－1）
2021/3/1
土动力学
震源设备
击板法 弹簧激振法 定向爆破法
测试设备
孔内三分量检波器（震动接受器） 地震仪（包括波记录器和计时器）
室内试验方法
动单剪试验 共振柱试验 动三轴试验
2021/3/1
土动力学
不同试验方法的测量应变范围
2021/3/1
土动力学
第二节 现场试验
在现场激振，产生动荷载作用，测定土 的实际性状（应力、应变、孔隙水压力、 速度、加速度）
进行原型观测和实录分析
2021/3/1
土动力学
一、波速试验
2021/3/1
土动力学
主要动力参数
土的抗剪强度参数（c、φ） 动模量（E、G） 泊松比μ 阻尼比λ 液化参数：循环剪应力比、循环变形和
孔隙水压力反应
由于动力试验条件的复杂性，一项动力参数可 以通过多种试验方法测求
2021/3/1
土动力学
现场测定方法
波速法 荷载板震动法 动力旁压试验
第五章 土的动力指标及其测定
2021/3/1
土动力学
第一节 概述
动力计算方法大致可分为两大类
拟静力法（c、φ） 动力反应分析方法（G、λ） 试验目的分为三个方面 测定土的基本动力参数 土体的动力反应试验 土体结构在受振条件下的原型观测
2021/3/1
土动力学
试验条件分类 原位试验 室内试验 现场模拟试验 原型观测
土动力学
地基刚度系数计算
地基抗压刚度系数 地基抗弯刚度系数 地基抗剪刚度系数
Cz
z
Ed
1 d2
1 F
C
Ed
1
2 d
1 F
Cx
x
Ed
1 d2
1 F
(5 -11) (5 -12) (5 -13)
2021/3/1
土动力学
计算场地的卓越周期
T n 4Hi
v i1 si
(5 -14)
2021/3/1
2021/3/1
土动力学
2021/3/1
土动力学
孔上法：将传感器放在地表，在钻孔中 的不同深度激发剪切波
孔下法：在地表激振，在钻孔中的不同 深度处检测剪切波
2021/3/1
土动力学
成果整理与应用
vs
L t
G vs2 ; E 2vs2 1
(5 -1) (5- 2)
2021/3/1
土动力学
成果分析
提出场地内各类土层的波速范围 按波速分层 对波速低的土层分析液化的可能性 估计场地的卓越周期 分析场地稳定性和边坡稳定性 为划分场地土的类别提供依据
2021/3/1
土动力学
2021/3/1
土动力学
2021/3/1
土动力学
自 动 触 发 式 声 波 仪
2021/3/1
土动力学
记录仪：常用示波器。精度0.2mm或传播时间 的5%
2021/3/1
土动力学
表面振动法
2021/3/1
土动力学
试验原理
在地面施加一定频率的稳态振动，振 动能量以面波的形式向四周传播
面波的波速 vR = f L 土层的面波波速是一定的，面波波长
随波动频率的不同而变化
测试时，人为控制频率，只要测出面 波波长，就可以求得面波波速
2021/3/1
土动力学
震源采用机械式或电磁式激振器。前者 振动能力较大，频率较低；后者频率高， 衰减较快，传输距离短。
拾振器必须是宽频带的，并与激振器的 频率范围一致
2021/3/1
土动力学
资料分析与成果整理
求得在各个频率下的面波波速值，取平均值， 即为场地的面波波速
剪切波波速略大于面波波速
2021/3/1
土动力学
对于非饱和土，随着含水量的变化，压 缩波速具有不确定性，因此也不用
岩体除外，压缩波速远大于水（3500m/s 以上）。
2021/3/1
土动力学
土中的孔隙水不能传递剪切波。
剪切波在土中只受土的骨架的剪切变形 所控制
土的波速测试，主要是测剪切波波速
2021/3/1
土动力学
随泊松比（0～0.5）增高，面波波速接近剪切 波速
土层的泊松比一般为0.3～0.5
饱和软粘土的泊松比为0.45～0.5，因此 vs/vR=0.98左右
面波测试的有效深度为半波长，即H=L/2
2021/3/1
土动力学
震源常采用偏心质量块产生不平衡扰力
p me e 2
vR f LR
4vs2
v
2 p
vs2
Gd vs2
d
v
2 p
Biblioteka Baidu
2vs2
2
v
2 p
vs2
2021/3/1
土动力学
(5 - 8) (5- 9) (5 -10)
划分场地土的抗震类别
类别
坚硬场地土 中硬场地土 中软场地土 软弱场地土
平均剪切波速 （m/s) >500
250~500
140~250
≤140
2021/3/1
土动力学
波速法的室内应用
土样直径76.2mm，长度为L。 通过一个铝质活塞施加竖向荷载。 脉冲波从一端的压电晶体发送，在另一
端接受。 接受到的信号通过示波器显示，示波器