压电陶瓷弯曲元剪切波速测试及饱和海洋软土动力特性研究

论文题目: 压电陶瓷弯曲元剪切波速测试及饱和海洋软土动力特性研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 岩土工程

作者: 姬美秀

导师: 陈云敏

关键词: 压电陶瓷弯曲元,波速测试,剪切波速,小应变剪切模量,原状海洋土塑性指数,弯曲元试验,不排水循环三轴试验,共振柱试验,孔压应变,动强度,动剪切模量,阻尼比,循环频率,液化

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 地震和波浪等动荷载作用下海洋软土的不排水特性是海洋结构设计和海床稳定分析时必须考虑的问题,为了保证海洋结构的安全与稳定,减少海洋工程事故的发生,研究饱和原状海洋土的小应变剪切模量和循环荷载作用下海洋土的不排水特性有重要意义。压电陶瓷弯曲元是一种多功能传感器,在国外已被应用于室内测试土的剪切波速和研究土的工程性质,但合理的安装方法和高精度波速测试方法尚未完全解决,需要进一步研究。本文在总结了目前关于弯曲元剪切波速测试方法和循环荷载作用下海洋土特性的有关研究成果之基础上,通过动力试验,进行了如下研究工作: （1）在HX-100型多功能三轴仪上开发了压电陶瓷弯曲元剪切波速测试装置,通过弯曲元试验和Drnevich Long-Tor型共振柱试验,研究了准确测试不同种类和刚度土样剪切波速的方法以及剪切波速弥散性问题。研究结果表明,对不同种类和刚度的土样,通过选用合理的激发波形和频率就可以消除接收波形的近场效应和过冲现象,准确确定土样剪切波波速和小应变剪切模量;在所使用的激发频率范围内,剪切波速不具弥散性。（2）通过弯曲元试验和共振柱试验,研究了原状海洋土的小应变剪切模量Gmax。研究结果表明,平均有效固结应力σ0、土的初始孔隙比e和塑性指数IP是影响海洋土Gmax的主要因素;海洋土的Gmax与σ0成正比,与e或Ip成反比;对于所研究的低塑性海洋土,可根据土的初始孔隙比e、塑性指数Ip、密度ρ和埋深d等基本物性指标,采用Gmax=（1437-234e-26Ip）σ0可以快速方便地估算海洋土的Gmax。（3）通过循环三轴试验和弯曲元试验,研究了海洋土动剪切模量和阻尼特性。研究表明,杭州湾海洋土动剪切模量随剪应变衰减曲线低于其它海洋土的衰减曲线,在整个应变范围内,双曲线模型和Ramberg-Osgood模型均可较好地拟合杭州湾海洋土的动剪切模量随剪应变的衰减,对于给定的剪应变水平,G/Gmax

论文目录:

第1章绪论

1.1 前言

1.2 研究现状

1.2.1 压电陶瓷弯曲元剪切波速测试研究现状

1.2.2 循环荷载作用下海洋土性状研究现状

1.3 主要研究内容

参考文献

第2章三轴室内弯曲元剪切波速测试装置研制和测试方法研究

2.1 前言

2.2 测试原理

2.3 弯曲元测试装置的发展历史

2.4 三轴室内弯曲元测试装置的研制

2.4.1 弯曲元测试装置的主要仪器和元件

2.4.2 弯曲元装置的安装

2.4.3 测试方法

2.5 剪切波传播时间的确定方法和存在的问题

2.5.1 剪切波传播时间的确定方法

2.5.2 弯曲元测试存在的主要问题

2.6 影响测试精度的因素分析和高精度测试方法研究

2.6.1 试验土样

2.6.2 试验方法

2.6.3 试验设备

2.6.4 影响剪切波速测试精度的因素研究

2.6.5 准确测试剪切波波速的方法

2.6.6 弯曲元测试装置在室内试验中的应用

2.7 本章小结

参考文献

第3章原状海洋软土小应变剪切模量试验研究

3.1 前言

3.2 研究综述

3.2.1 影响因素分析

3.2.2 计算粘性土小应变剪切模量G_(max)的经验公式

3.3 原状饱和海洋土小应变剪切模量G_(max)试验研究

3.3.1 试验仪器

3.3.2 试验土样

3.3.3 试验方法

3.4 试验结果分析

3.5 原状海洋土G_(max)的计算方法

3.6 本章小结

参考文献

第4章海洋软土的动剪切模量和阻尼特性研究

4.1 前言

4.2 研究综述

4.2.1 影响因素分析

4.2.2 土的动剪切模量和阻尼比随动应变的变化规律

4.2.3 动剪切模量和阻尼比模型

4.3 海洋土的动剪切模量和阻尼特性试验研究

4.3.1 试验仪器

4.3.2 试验土样

4.3.3 试验方法

4.4 试验结果分析

4.4.1 动剪切模量和阻尼比随剪应变的变化

4.4.2 动剪切模量和阻尼比模型

4.4.3 剪切模量随振次的衰减

4.4.4 剪切模量随孔压的衰减

4.5 本章小结

参考文献

第5章不排水循环荷载作用过程中饱和海洋软土的小应变剪切模量

5.1 前言

5.2 研究综述

5.2.1 静力状态时土体的小应变剪切模量G_(max)

5.2.2 动力状态时土体的小应变剪切模量G_(max)

5.3 小应变剪切模量变化规律的试验研究

5.3.1 试验仪器

5.3.2 试验土样

5.3.3 试验方法

5.4 静力状态下土的小应变剪切模量G_(max)

5.4.1 砂土

5.4.2 原状粉土

5.4.3 原状海洋软土

5.5 循环荷载作用过程中土小应变剪切模量G_(max)的变化规律

5.5.1 砂土

5.5.2 原状粉土

5.5.3 海洋软土

5.6 本章小结

参考文献

第6章循环频率对原状饱和海洋软土不排水特性的影响

6.1 前言

6.2 研究综述

6.3 循环频率影响的试验研究

6.3.1 试验仪器

6.3.2 试验土样

6.3.3 试验方法

6.4 试验结果分析

6.4.1 循环频率对孔压的影响

6.4.2 循环频率对动应变的影响

6.4.3 循环频率对动强度的影响

6.5 循环频率的影响机理分析

6.5.1 试验结果对比

6.5.2 频率影响机理分析

6.6 工程实例分析

6.7 本章小结

参考文献

第7章结论与展望

7.1 主要结论

7.2 进一步研究的建议及展望

致谢

附录：作者简历及发表论文

发布时间: 2006-01-19

参考文献

[1].现场剪切波速测试误差及其对地震动影响研究[D]. 陈卓识.中国地震局工程力学研究所2015
[2].饱和砂土剪切波速与抗液化强度相关性的研究[D]. 程国勇.天津大学2003
[3].土结构性的剪切波速表征及对动力特性的影响[D]. 周燕国.浙江大学2007
[4].基于球形颗粒接触理论考虑频率影响的砂土剪切波速研究[D]. 黄博.浙江大学2017
[5].区域性场地地震动放大研究及应用[D]. 史大成.中国地震局工程力学研究所2013
[6].基于颗粒接触模型的砂土剪切波速研究[D]. 刘瑜.浙江大学2010
[7].基于物理性质的土体强度和变形特性研究[D]. 王兴陈.浙江大学2014
[8].黄土及一般含细粒土体液化判别方法研究[D]. 董林.中国地震局工程力学研究所2016
[9].离心机振动台试验验证基于剪切波速的碎石桩抗液化技术[D]. 孙政波.浙江大学2016
[10].强震动台站的场地VS30估计及场地放大系数模型研究[D]. 姜治军.中国地震局工程力学研究所2017

压电陶瓷弯曲元剪切波速测试及饱和海洋软土动力特性研究

猜你喜欢