非均等固结下土的动剪切模量及其对地震动的影响

采用共振柱试验方法，研究非均等固结下固结比对土最大动剪切模量和对动剪切模量比与剪应变非线性关系的影响，并通过土层地震反应计算给出这种影响对地震动加速度峰值和地表反应谱影响的定量评价。通过对砂土和原状粘土进行非均等固结试验，建立非均等固结下土最大动剪切模量的增长模式，提出计算不同固结比下土最大动剪切模量的建议公式，并探求实验室与现场测定土最大动剪切模量差别的原因。同时，探索固结比对土动剪切模量比与剪应变非线性关系的影响规律，提出不同固结比下土的动剪切模量比与剪应变非线性关系模型。最后，在场地中取真实固结比下土的动剪切模量进行土层反应分析计算，研究非均等固结下土的最大动剪切模量和动剪切模量比与剪应变非线性关系对地震动的影响，与目前采用均等固结的结果进行对比，研究二者差异，回答实际应用中是否可以用均等固结的试验结果来进行土层反应分析计算的问题。

采用共振柱试验方法，研究非均等固结下固结比对土最大动剪切模量和对动剪切模量比与剪应变非线性关系的影响，通过土层地震反应计算给出这种影响对地震动加速度峰值和地表反应谱影响的定量评价，并探求了实验室与现场测定土最大动剪切模量差别的原因。.首先，通过对砂土和原状粘土进行非均等固结试验，建立了非均等固结下土最大动剪切模量的增长模式并与Hardin公式进行了比较，提出计算不同固结比下土最大动剪切模量的建议公式，与砂土试验结果相比，固结比对粘性土最大动剪切模量影响程度更大。同时，提出不同固结比下土的动剪切模量比与剪应变非线性关系模型。随固结比增加，动剪切模量比与剪应变非线性关系曲线有一定提高，动剪切模量比值增大。 .其次，通过一维等效线性化方法，研究非均等固结下土的最大动剪切模量和动剪切模量比与剪应变非线性关系对地震动的影响规律。结果表明，对于小震和中震，土的最大动剪切模量和动剪切模量比与剪应变的关系曲线对地表加速度峰值影响不大，对反应谱特征周期略有影响；但对于大震，会使地表加速度峰值增大，反应谱特征周期减小，土层越厚其影响越大。二者对比结果表明，强震下土的动剪切模量比与剪应变的关系曲线对土层地震反应的影响程度要比最大动剪切模量对土层地震反应的影响程度大得多，说明土的动剪切模量比与剪应变的非线性关系曲线对土层地震反应会产生更显著影响。.最后，采用共振柱试验法和现场波速法，研究了室内和现场测试最大动剪切模量差别的原因。选取三个典型的场地现场测试剪切波速并钻孔取样，对土样分别进行室内均等固结试验和非均等固结试验，并把室内试验结果与现场波速测试得到的最大动剪切模量进行对比分析。结果表明，固结比对土的最大动剪切模量有很大的影响，与室内均等固结试验结果相比，考虑实际固结比的非均等固结试验结果和现场波速法得到的最大动剪切模量更为接近。因此，固结比也是造成实验室和现场测试土最大动剪切模量之间明显差异的重要原因之一。