浅谈土结构性的剪切波速表征及对动力特性的影响

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1、浙江大学建筑工程学院博士学位论文土结构性的剪切波速表征及对动力特性的影响姓名：周燕国申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：陈云敏;丁皓江20070701酝汪太擘博士掌僚论文±臻榴佳翦剪彰涟速表桎爱瓣魂力簿栏瓣影喃土结构性的剪切波速表征及对动力特性的影响摘要璐遣±髂在缝震雩笤蔫下静凌力豌残j整薇撂壤律是努辑各静Z程动力灾交熬熬要基础，土体结构在动力荷载下的损伤演变过程及其评价怒研究场地土体地麓灾变的关键闷题。天然±都其霄结梅毪，苓霹缭稳主俸懿力学行笼套异。哭有深入理解结{鸯性对土体动力特性的影响，才能揭示地震作用下场地土体破坏机瑷，为土工抗震设计提供科学依疆。剪切波速表征了小应变下土体

2、的剪切剐度，是一个既能全面反映土体结构特链又易于：

3、蚵!『量的羹要指标。本文基予多学科爱叉背景，全面研究了压电弯蓝嚣波速铡试技术的慕本理论和关键翘题，并通过结合弯曲元测试的系列试验，包括固绩试验、幼三轴试黢和土工离心机振动台试验，揭示了砂土和粘土的结构性与剪切波速的关系，进嚣以势切波速兔势力秘动力馋惩下±续枣鼋损伤演纯戆主要撬标，揭示结构性对砂土捷液化强度、粘土动变形和强度的影响规律。具体内容包括：l。镑对援毫建瓷窍夔元藏动响应翘题，建忘了基乎～酚剪甥变形瑷论的压电漂合梁解析模烈，分析了弯曲元结构在机电信号激励下的响应，成功解释了弯曲元的促磅秘蕊慧臻栽。骚究袭羽，霹辩叛证势联琵耋程反蠢掇

4、纯率联繇鬟嚣类弯夔元拳疆稷同，区别只在机电能激转换能力上，因此前者适合作为激发元、后者适裔作为接受元使蘑。这些笈瑗为弯鞠盂波速测试懿搬动信号分拆提供了建谂袄撵。2．深入研究弯曲冗波速测试技术，在参与研发多套弯曲元波速测量系统基础上，首次提出并磷割了可掰于现场势切波遥测试静德携式弯蘸元系统。遥过大藿酶室缒实验和理论分析总结了阿靠的弯曲元波遥测试方法，并参颜了ISSMGE组织的弯曲，t国际平行试验，验证了所提出铡试技术和分析方法盼存效往和可靠性。3。利用弯曲元剪切波速测试技术，开展饱和掭准砂不{{F水循环三张试验，深入研究了地震循环应力历史对各种饱和砂土小应变剪切模蹩的影响，发现张相同有效应

5、力下邈震禧强应力历囊会使小皮变势甥摸量降低6-9％，并指数寝力历史影响的实覆是改变了土体结构状懑。该研究对地震响应有辙应力分析法中土体小应变模量的取值有垂簧参考徐篷。摘要4．通过理论推导和大量测量剪切波速的动三轴液化试验，揭示了砂土抗液化强度(caR)与其剪切波速(以)的4次方成正比的相关关系，并建立了基于室内caR-v,相关关系的砂土液化剪切波速判别法。与基于现场液化调查的方法和数据进行详细比较，证实了本研究结论的可靠性。5．针对8号硅砂进行土工离心机振动台液化试验，利用弯曲元检测模型地基内部剪切波速的变化，验证了基于室内CRR-V,相关关系的液化判别方法的可靠性。6．针对结构性软粘土

6、，利用弯曲元测得的剪切波速成功监测了土体结构的损伤过程，并通过动三轴试验考察了结构破坏水平对循环荷载下变形和强度特性的影响；进行了测量剪切波速的土工离心机振动台试验，验证了软粘土地基震后变形行为与土体结构演化之间的良好关联。上述研究显示了利用压电弯曲元技术测试土体剪切波速的巨大优势，也表明利用剪切波速表征土体结构状态和变化过程的合理性，为揭示地震作用下场地液化、大变形等动力灾变机理提供科学依据和定量参数，对土动力学与地震工程研究和实践具有重要的理论和应用价值。关键词：土体结构性；剪切波速；小应变剪切模量；液化；变形；应力历史；地震响应；砂土；软粘土；压电弯曲元；平行试验；现场调查；动三轴

7、试验：土工离心机试验；振动台；解析模型；层合梁浙江大学博士学位论文土结构性的剪切波速袁征及对动力特性的影响ShearWaveVelocity7-BasedCharacterizationofSoilStructureandItsEffectsonDynamicBehaviorAbstractTheseismicrcspongeandfailuremechanismofsoildepositsduringearthquakesa∞responsibleforthefailureofmanygeoteohnioalstructures011it．Thedamageevolutionofsoi

8、ls觚otureplaysaveryimportantroleinanalyzinggeotechnioalseismiohazards．Naturalsoilsarealwayshighlyg协Id慨dwithmechanicalpropertiesdi蜀orcntfromeaohothoraccordingly．Thecomprehensiveunderstandingofstructureeffectsondynamicbeh