季節(jié)凍土動剪切模量阻尼比試驗研究.pdf

1、隨著國家經濟建設程度的提高，“一帶一路”戰(zhàn)略的布局，寒區(qū)交通網絡與房屋建筑工程日益增多，建設中面臨著很多季節(jié)凍土相關的地基振動分析以及地震災害風險評價等問題，以往關注較少的凍土動力學性能逐漸受到重視；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。
　　本文以國內首臺低溫共振柱儀為試驗平臺，對低溫共振柱試驗技術進行了摸索；對粘土、粉土及砂土三種典型土類進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。
　　試驗技術從圍壓介質入手，經過方案比較，將氯丁橡膠膜與硅油作為圍壓介質；通過實測結果與前人成果，選擇凍結時長為24h，而凍結溫度則按照不同土類進行選擇。按這套技術進行低溫共振柱試驗，測試結果離散性小且可靠性高。
　　使用先進可靠的低溫共振柱試驗技術，研究負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。結果表明，無論何種土類，負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。
　　開展對不同含水率、負溫的三種典型土類試樣的低溫共振柱試驗，研究了負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。結果表明，對某一種土，雙因素（含水率和負溫）的修

4、正系數(shù)曲面形態(tài)主要受負溫項控制，含水率項影響較?。欢鴮Σ煌令?，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。結果表明，修正系數(shù)變化規(guī)律與土類有關；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，使用國內廣泛使用的等效線性化程序進行計算。結果表明，