動強度試驗

土的動力特性主要是指變形特性和強度特性，強度問題一般屬于大變形范圍的問題，, 包括一般土的動力強度問題和特殊條件下土的振動液化問題。

室內(nèi)動力測試儀器主要有動三軸儀 、動剪切儀、共振柱、振動臺、離心機等，并對各測試儀器的特點作了簡單綜述，指出動三軸試驗的數(shù)據(jù)精度高、可靠性強。從隨機地震荷載作用下原狀黃土動強度的試驗中，出現(xiàn)了大量原狀黃土的室內(nèi)動三軸試驗，有原狀黃土的動變形強度特性、黃土動力參數(shù)的測定、土的動強度與靜強度關(guān)系，國內(nèi)外學者的研究成果不盡一致。通過工程實踐及試驗，土的動強度與土體的原位應(yīng)力狀態(tài)直接相關(guān)，當土的固結(jié)主應(yīng)力比Kc =σ1 / σ3 =1. 0 時，土的動強度最低，不論 Kc >1.0 或Kc<1.0 時，其強度均增大，即土體存在偏應(yīng)力時，土的動強度都隨之增長，Kc又隨土的固結(jié)狀態(tài)不同而不同；在飽和擊實黃土的動模量、阻尼比、動強度、動孔壓及抗液化特性試驗中，指出飽和擊實黃土的動應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系符合雙曲線模型，模型中參數(shù)起始動剪切模量和最大動應(yīng)力與軸向固結(jié)應(yīng)力間均有良好的冪函數(shù)關(guān)系，且可以對不同固結(jié)應(yīng)力狀態(tài)歸一，固結(jié)圍壓和固結(jié)比對阻尼比的影響較小，而動強度隨固結(jié)圍壓的增大而減小，隨Kc的增大而增大; 在原狀黃土的動強度和震陷隨含水量的變化規(guī)律中，塑限含水量可作為黃土動強度和震陷的界限含水量，小于塑限的含水量變化對震陷臨界動應(yīng)力和動粘聚力的影響非常顯著，大于塑限的含水量變化對其影響微弱，指出動強度隨含水量增加而減小，隨固結(jié)壓力的增大而增大，震陷則與之相反，動摩擦角不受含水量的影響。室內(nèi)土動力測試儀器及其特點，指出室內(nèi)土動力測試的研究方向與重點是：試驗研究材料的擴大與延伸、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下土動力學特性研究、小應(yīng)變下土動力參數(shù)的求取、土的動強度和液化及動力參數(shù)影響因素對動強度與液化基本概念作了較深入的探討；進一步從實用出發(fā)探討黃土的動、靜力學特性參數(shù)之間的聯(lián)系，以便用常規(guī)靜力特性參數(shù)評估動力特性的可能性，對于不同區(qū)域的原狀黃土在不同濕度狀態(tài)下進行了動三軸震陷資料與常規(guī)壓縮、濕陷試驗資料的分析，指出在某一地區(qū)黃土動力特性研究中，重視干密度，尤其是含水量的變化是正確的，但對于不同地區(qū)的黃土，除考慮干密度和含水量的影響外，還必須考慮各地黃土不同結(jié)構(gòu)性所構(gòu)成的影響。隨著土工試驗儀器的改進，對非飽和原狀黃土在動扭剪三軸儀上試驗，初步反映了非飽和黃土在動荷載作用下孔隙壓力的變化情況，非飽和黃土在常規(guī)動三軸試驗中一般難以得到較為準確和具有較好規(guī)律性的試驗結(jié)果；用 GDS 動三軸儀，在兩種控制方式( 應(yīng)力和應(yīng)變) 下， 對壓實黃土的動力特性和動力作用下的應(yīng)力松弛特性進行了試驗研究， 給出壓實黃土在動下的應(yīng)力應(yīng)變隨時間變化的表達式。 綜上所述實現(xiàn)了動三軸試驗由單向振動到雙向振動的發(fā)展，使室內(nèi)試驗更近似地模擬現(xiàn)場狀況 。

動三軸儀是專門用于動三軸實驗的儀器。動三軸試驗屬于土的動態(tài)測試內(nèi)容，是室內(nèi)進行土的動態(tài)特性時較普遍采用的一種方法。傳統(tǒng)的振動三軸儀一般包括壓力室、激振設(shè)備和量測設(shè)備三個系統(tǒng)。振動三軸儀的壓力室與靜三軸儀的壓力室基本相同，結(jié)構(gòu)材料、密封形式也大體一樣。在量測設(shè)備方面，振動三軸儀要比靜三軸儀復(fù)雜一些。振動三軸儀的量測記錄，一般采用電測設(shè)備，即將動力作用下的動孔隙水壓力、動變形和動應(yīng)力的變化，通過傳感器轉(zhuǎn)換成電量或電參數(shù)的變化，再經(jīng)過放大，推動光電示波器的振子偏轉(zhuǎn)，引起光點移動，并在紫外線感光紙帶上分別記錄下來。振動三軸儀的激振設(shè)備，根據(jù)產(chǎn)生激振力方式的不同，可以分為電-磁激振式、慣性力振動式和電-氣激振式等類型。每種類型又分為單向激振和雙向激振兩種。2100433B

土的動強度是土力學研究尚不深入的一個領(lǐng)域。國內(nèi)外學者對此問題的論述分歧較大，特別是對飽和軟粘土的動強度。相當一些研究資料認為動強度不低于靜強度，而且認為當振次<50時，土的動強度均大于靜強度；當應(yīng)變不超過1. 5%時，即使是中等靈敏的軟粘土，在200次循環(huán)荷載振動下，其強度也幾乎沒有變化。在建筑工程中，動強度試驗是指通過動三軸試驗或其他動荷載試驗測定土體或地基承載力或抗液化能力。這里動荷載一般多指地震 。在室內(nèi)進行土的動力特性試驗，主要包括兩方面的內(nèi)容：（1）確定土的動強度，用以分析在大變形條件下地基和結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性，特別是沙土的振動液化問題；（2）確定剪切模量和阻尼比，用以計算在小變形條件下土體在一定范圍內(nèi)所引起的位移、速度、加速度或應(yīng)力隨時間的變化。

動強度試驗通過試驗測量材料或結(jié)構(gòu)承受動荷載的能力。動荷載主要包括按一定規(guī)律重復(fù)變化的周期性荷載、瞬時以較大幅值變化的沖擊載荷、形式上雜亂但有統(tǒng)計規(guī)律的隨機荷載。加載設(shè)備有激振器、振動臺、沖擊擺、落錘、沖擊炮、爆炸裝置、可控火箭等設(shè)備；測量裝置有位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、激光測振儀、動態(tài)應(yīng)變儀、高速攝影和錄像等設(shè)備；另外還需要綜合數(shù)據(jù)采集、分析、處理和控制系統(tǒng)等設(shè)備。

1998年，經(jīng)全國科學技術(shù)名詞審定委員會審定發(fā)布。

《電氣工程名詞》第一版。 2100433B

用于模擬動態(tài)路基動強度試驗。 2100433B