盆地沉积土的动参数试验分析

杨沧生

摘 要：在重大工程进行抗震设计的过程中，土的动剪切模量与阻尼比是最为基础性的数据。该文以昆明滇池湖盆地区的重大工程为例，对该地区的多种新近沉积土进行了动剪切模量和阻尼比试验，为该地区经济在经济快速发展的过程中新建重大工程提供抗震设计数据。

关键词：盆地沉积土 动剪切模量比 阻尼比

中图分类号：TU411 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（a）-0077-01

在土动力特征中，动剪切模量和阻尼比是参数中较为重要的，是重大工程在抗震设计中必需的基础性资料。该文以昆明滇池湖盆地区的官渡区、西山区、海口镇、昆阳县、呈贡县为例，对该地区的新近沉积土进行了动剪切模量和阻尼比试验分析。云南省的防震减灾工作已经从局部重点防御转变为有重点的全面防御。与云南省昆明滇池湖盆地区抗震工作的开展相结合，对云南昆明滇池湖盆地区的动剪切模量和阻尼比试验有着非常重要的现实意义。

1 动剪切模量和阻尼比试验的必要性

云南昆明滇池湖盆地区具有非常优越的地理位置，旅游、磷矿、水资源等资源非常丰富。随着经济的发展，旅游交通、水资源与磷矿开发在该地区得到快速的发展。在基础设施进行建设过程中，对抗震有着非常高的要求。除了这三类工程之外，该地区其他具有抗震要求的重大工程也在不断新建。因此，对该地区的新近沉积湖相土进行动剪切模量和阻尼比试验，对于该地区重大工程的抗震设计有着非常重要的意义。选取的土样的工程背景如表1所示，土样沉积环境如表2所示。

2 动剪切模量和阻尼比试验的仪器与方法

动剪切模量和阻尼比试验采用的仪器为北京新技术研究所DDS-70动三轴试验系统，对试验进行过程控制与数据采集，能够确保试验的精度。

试验时先按规定制备土试样，其高80 mm，直径39.1 mm，而后进行浸水饱和，在一定的固结比应力下固结，待固结完成后，在不排水的条件下施加动应力进行动弹模试验。试验时将试件放置于充无气水的三轴室内上下活塞之间，通过气体压力对试样施加轴、侧向静压力。施压2～4 h之后，激振器和功率放大器将微机系统提供的一定频率、幅值的电讯号转换为轴向激振力，经下活塞施加至土试样上对试验土样进行测试。在测试的过程中要将振动过程中的力、位移、孔隙水压力值记录下来，微机系统对试验进行控制和对试验数据进行处理并输出成果。

3 动剪切模量和阻尼比试验的结果与分析

在昆明滇池湖盆分别取不区分陆、湖相沉积的粉质粘土、粘土、粉土、细沙与湖相沉积的粉质粘土、粘土、粉土、细沙等不同的试样土体，在完成动剪切模量和阻尼比试验之后，利用计算所得的动剪切模量利用最大剪切模量实现标准化，最后得到动剪切模量比G/Gmin、阻尼比α与剪应变幅值βa之间的试验数据点，从而对各种试验土样的动剪切模量比G/Gmin、阻尼比α与剪应变幅值βa之间的实验数据点进行整理，得到关系曲线图。

在完成试验数据点整理之后，利用Martin-Davidenkov模型（1）与阻尼比经验公式（2）分别对G/Gman与βa、α与βa之间的关系试验点数据进行拟合。

在本次试验的过程中，所采用的原状土的组成都为陆相沉积土与湖相沉积土。在对不区分陆、湖相沉积与湖相沉积的粉土、细沙、粉质粘土的动剪切模量和阻尼比的计算与对比之后发现：对于粉质粘土来讲，不区分陆、湖相沉积与湖相沉积的动剪切模量和阻尼比之间的差别并不大；对于细沙与粉土来讲，不区分陆、湖相沉积与湖相沉积的动剪切模量和阻尼比之间的差别较大，不区分陆、湖相沉积细沙与粉土要大于湖相沉积细沙与粉土的动剪切模量和阻尼比。在对不区分陆、湖相沉积细沙、粉土与湖相沉积细沙、粉土的动剪切模量和阻尼比存在的差异进行理解的过程中，需要注意的问题包括：第一，两者之间存在的差异指的是通过大量的试验点而得到的总体平均意义上的差异，并不是针对某一个湖相与陆相的土样来讲的；第二，自振柱在测试的过程中存在自身不可消除的局限性，对于剪切应变幅值βa>1.0×10-3的范围，是不能够对动剪切模量和阻尼比进行测量的，此外，针对剪切应变幅值1.0×10-4<βa<1.0×10-3的范围测量得到的动剪切模量和阻尼比，其可信度也并不高。因此，通过自振柱测量所得的在βa=1.0×10-3的范围内的动剪切模量和阻尼比的准确度还需要进行进一步的验证。

经过对不区分陆、湖相沉积土动剪切模量和阻尼比进行对比之后可知，淤泥质土与粘土相比，动剪切模量和阻尼比要低；粉质粘土、沙土、细沙之间的动剪切模量和阻尼比差异不大，粉质粘土最大，粉土居中，细沙最小；也就是说粉质粘土、沙土、细沙随着土颗粒粒径的减小而动剪切模量和阻尼比不断增大。经过对湖相沉积土动剪切模量和阻尼比进行对比之后可知，粉质粘土、沙土、细沙之间的动剪切模量和阻尼比差异也很小，也是随着土颗粒粒径的减小而动剪切模量和阻尼比不断增大。

4 结语

该文结合云南昆明滇池湖盆地区的数字地震台与重大工程，对区内的新近沉积土的动剪切模量和阻尼比进行了试验。试验的内容包括不区分陆、湖相沉积土与湖相沉积土的动剪切模量和阻尼比进行了测量与对比。通过对比可知：湖相沉积土与陆相沉积土的粉质粘土在动剪切模量和阻尼比方面差距很小，而粉土、细沙却存在较大差异。证明该地区沉积环境对粉土与细沙的动力特性影响较大。通过该文的研究对云南昆明滇池湖盆地区的土动力特性进行了认识，为当地的防震减灾工作及重大工程的抗震设计提供了基础性的数据。

参考文献

[1] 战吉艳.苏州第四纪沉积土动剪切模量比和阻尼比试验研究[J].岩土工程学报，2012，3（28）：59-60.

[2] 孙田.深层海床粉质黏土动剪切模量和阻尼比试验研究[J].土木工程学报，2012（S1）：9-14.endprint

摘 要：在重大工程进行抗震设计的过程中，土的动剪切模量与阻尼比是最为基础性的数据。该文以昆明滇池湖盆地区的重大工程为例，对该地区的多种新近沉积土进行了动剪切模量和阻尼比试验，为该地区经济在经济快速发展的过程中新建重大工程提供抗震设计数据。

关键词：盆地沉积土 动剪切模量比 阻尼比

中图分类号：TU411 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（a）-0077-01

在土动力特征中，动剪切模量和阻尼比是参数中较为重要的，是重大工程在抗震设计中必需的基础性资料。该文以昆明滇池湖盆地区的官渡区、西山区、海口镇、昆阳县、呈贡县为例，对该地区的新近沉积土进行了动剪切模量和阻尼比试验分析。云南省的防震减灾工作已经从局部重点防御转变为有重点的全面防御。与云南省昆明滇池湖盆地区抗震工作的开展相结合，对云南昆明滇池湖盆地区的动剪切模量和阻尼比试验有着非常重要的现实意义。

1 动剪切模量和阻尼比试验的必要性

云南昆明滇池湖盆地区具有非常优越的地理位置，旅游、磷矿、水资源等资源非常丰富。随着经济的发展，旅游交通、水资源与磷矿开发在该地区得到快速的发展。在基础设施进行建设过程中，对抗震有着非常高的要求。除了这三类工程之外，该地区其他具有抗震要求的重大工程也在不断新建。因此，对该地区的新近沉积湖相土进行动剪切模量和阻尼比试验，对于该地区重大工程的抗震设计有着非常重要的意义。选取的土样的工程背景如表1所示，土样沉积环境如表2所示。

2 动剪切模量和阻尼比试验的仪器与方法

动剪切模量和阻尼比试验采用的仪器为北京新技术研究所DDS-70动三轴试验系统，对试验进行过程控制与数据采集，能够确保试验的精度。

试验时先按规定制备土试样，其高80 mm，直径39.1 mm，而后进行浸水饱和，在一定的固结比应力下固结，待固结完成后，在不排水的条件下施加动应力进行动弹模试验。试验时将试件放置于充无气水的三轴室内上下活塞之间，通过气体压力对试样施加轴、侧向静压力。施压2～4 h之后，激振器和功率放大器将微机系统提供的一定频率、幅值的电讯号转换为轴向激振力，经下活塞施加至土试样上对试验土样进行测试。在测试的过程中要将振动过程中的力、位移、孔隙水压力值记录下来，微机系统对试验进行控制和对试验数据进行处理并输出成果。

3 动剪切模量和阻尼比试验的结果与分析

在昆明滇池湖盆分别取不区分陆、湖相沉积的粉质粘土、粘土、粉土、细沙与湖相沉积的粉质粘土、粘土、粉土、细沙等不同的试样土体，在完成动剪切模量和阻尼比试验之后，利用计算所得的动剪切模量利用最大剪切模量实现标准化，最后得到动剪切模量比G/Gmin、阻尼比α与剪应变幅值βa之间的试验数据点，从而对各种试验土样的动剪切模量比G/Gmin、阻尼比α与剪应变幅值βa之间的实验数据点进行整理，得到关系曲线图。

在完成试验数据点整理之后，利用Martin-Davidenkov模型（1）与阻尼比经验公式（2）分别对G/Gman与βa、α与βa之间的关系试验点数据进行拟合。

在本次试验的过程中，所采用的原状土的组成都为陆相沉积土与湖相沉积土。在对不区分陆、湖相沉积与湖相沉积的粉土、细沙、粉质粘土的动剪切模量和阻尼比的计算与对比之后发现：对于粉质粘土来讲，不区分陆、湖相沉积与湖相沉积的动剪切模量和阻尼比之间的差别并不大；对于细沙与粉土来讲，不区分陆、湖相沉积与湖相沉积的动剪切模量和阻尼比之间的差别较大，不区分陆、湖相沉积细沙与粉土要大于湖相沉积细沙与粉土的动剪切模量和阻尼比。在对不区分陆、湖相沉积细沙、粉土与湖相沉积细沙、粉土的动剪切模量和阻尼比存在的差异进行理解的过程中，需要注意的问题包括：第一，两者之间存在的差异指的是通过大量的试验点而得到的总体平均意义上的差异，并不是针对某一个湖相与陆相的土样来讲的；第二，自振柱在测试的过程中存在自身不可消除的局限性，对于剪切应变幅值βa>1.0×10-3的范围，是不能够对动剪切模量和阻尼比进行测量的，此外，针对剪切应变幅值1.0×10-4<βa<1.0×10-3的范围测量得到的动剪切模量和阻尼比，其可信度也并不高。因此，通过自振柱测量所得的在βa=1.0×10-3的范围内的动剪切模量和阻尼比的准确度还需要进行进一步的验证。

经过对不区分陆、湖相沉积土动剪切模量和阻尼比进行对比之后可知，淤泥质土与粘土相比，动剪切模量和阻尼比要低；粉质粘土、沙土、细沙之间的动剪切模量和阻尼比差异不大，粉质粘土最大，粉土居中，细沙最小；也就是说粉质粘土、沙土、细沙随着土颗粒粒径的减小而动剪切模量和阻尼比不断增大。经过对湖相沉积土动剪切模量和阻尼比进行对比之后可知，粉质粘土、沙土、细沙之间的动剪切模量和阻尼比差异也很小，也是随着土颗粒粒径的减小而动剪切模量和阻尼比不断增大。

4 结语

该文结合云南昆明滇池湖盆地区的数字地震台与重大工程，对区内的新近沉积土的动剪切模量和阻尼比进行了试验。试验的内容包括不区分陆、湖相沉积土与湖相沉积土的动剪切模量和阻尼比进行了测量与对比。通过对比可知：湖相沉积土与陆相沉积土的粉质粘土在动剪切模量和阻尼比方面差距很小，而粉土、细沙却存在较大差异。证明该地区沉积环境对粉土与细沙的动力特性影响较大。通过该文的研究对云南昆明滇池湖盆地区的土动力特性进行了认识，为当地的防震减灾工作及重大工程的抗震设计提供了基础性的数据。

参考文献

[1] 战吉艳.苏州第四纪沉积土动剪切模量比和阻尼比试验研究[J].岩土工程学报，2012，3（28）：59-60.

[2] 孙田.深层海床粉质黏土动剪切模量和阻尼比试验研究[J].土木工程学报，2012（S1）：9-14.endprint

摘 要：在重大工程进行抗震设计的过程中，土的动剪切模量与阻尼比是最为基础性的数据。该文以昆明滇池湖盆地区的重大工程为例，对该地区的多种新近沉积土进行了动剪切模量和阻尼比试验，为该地区经济在经济快速发展的过程中新建重大工程提供抗震设计数据。

关键词：盆地沉积土 动剪切模量比 阻尼比

中图分类号：TU411 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（a）-0077-01

在土动力特征中，动剪切模量和阻尼比是参数中较为重要的，是重大工程在抗震设计中必需的基础性资料。该文以昆明滇池湖盆地区的官渡区、西山区、海口镇、昆阳县、呈贡县为例，对该地区的新近沉积土进行了动剪切模量和阻尼比试验分析。云南省的防震减灾工作已经从局部重点防御转变为有重点的全面防御。与云南省昆明滇池湖盆地区抗震工作的开展相结合，对云南昆明滇池湖盆地区的动剪切模量和阻尼比试验有着非常重要的现实意义。

1 动剪切模量和阻尼比试验的必要性

云南昆明滇池湖盆地区具有非常优越的地理位置，旅游、磷矿、水资源等资源非常丰富。随着经济的发展，旅游交通、水资源与磷矿开发在该地区得到快速的发展。在基础设施进行建设过程中，对抗震有着非常高的要求。除了这三类工程之外，该地区其他具有抗震要求的重大工程也在不断新建。因此，对该地区的新近沉积湖相土进行动剪切模量和阻尼比试验，对于该地区重大工程的抗震设计有着非常重要的意义。选取的土样的工程背景如表1所示，土样沉积环境如表2所示。

2 动剪切模量和阻尼比试验的仪器与方法

动剪切模量和阻尼比试验采用的仪器为北京新技术研究所DDS-70动三轴试验系统，对试验进行过程控制与数据采集，能够确保试验的精度。

试验时先按规定制备土试样，其高80 mm，直径39.1 mm，而后进行浸水饱和，在一定的固结比应力下固结，待固结完成后，在不排水的条件下施加动应力进行动弹模试验。试验时将试件放置于充无气水的三轴室内上下活塞之间，通过气体压力对试样施加轴、侧向静压力。施压2～4 h之后，激振器和功率放大器将微机系统提供的一定频率、幅值的电讯号转换为轴向激振力，经下活塞施加至土试样上对试验土样进行测试。在测试的过程中要将振动过程中的力、位移、孔隙水压力值记录下来，微机系统对试验进行控制和对试验数据进行处理并输出成果。

3 动剪切模量和阻尼比试验的结果与分析

在昆明滇池湖盆分别取不区分陆、湖相沉积的粉质粘土、粘土、粉土、细沙与湖相沉积的粉质粘土、粘土、粉土、细沙等不同的试样土体，在完成动剪切模量和阻尼比试验之后，利用计算所得的动剪切模量利用最大剪切模量实现标准化，最后得到动剪切模量比G/Gmin、阻尼比α与剪应变幅值βa之间的试验数据点，从而对各种试验土样的动剪切模量比G/Gmin、阻尼比α与剪应变幅值βa之间的实验数据点进行整理，得到关系曲线图。

在完成试验数据点整理之后，利用Martin-Davidenkov模型（1）与阻尼比经验公式（2）分别对G/Gman与βa、α与βa之间的关系试验点数据进行拟合。

在本次试验的过程中，所采用的原状土的组成都为陆相沉积土与湖相沉积土。在对不区分陆、湖相沉积与湖相沉积的粉土、细沙、粉质粘土的动剪切模量和阻尼比的计算与对比之后发现：对于粉质粘土来讲，不区分陆、湖相沉积与湖相沉积的动剪切模量和阻尼比之间的差别并不大；对于细沙与粉土来讲，不区分陆、湖相沉积与湖相沉积的动剪切模量和阻尼比之间的差别较大，不区分陆、湖相沉积细沙与粉土要大于湖相沉积细沙与粉土的动剪切模量和阻尼比。在对不区分陆、湖相沉积细沙、粉土与湖相沉积细沙、粉土的动剪切模量和阻尼比存在的差异进行理解的过程中，需要注意的问题包括：第一，两者之间存在的差异指的是通过大量的试验点而得到的总体平均意义上的差异，并不是针对某一个湖相与陆相的土样来讲的；第二，自振柱在测试的过程中存在自身不可消除的局限性，对于剪切应变幅值βa>1.0×10-3的范围，是不能够对动剪切模量和阻尼比进行测量的，此外，针对剪切应变幅值1.0×10-4<βa<1.0×10-3的范围测量得到的动剪切模量和阻尼比，其可信度也并不高。因此，通过自振柱测量所得的在βa=1.0×10-3的范围内的动剪切模量和阻尼比的准确度还需要进行进一步的验证。

经过对不区分陆、湖相沉积土动剪切模量和阻尼比进行对比之后可知，淤泥质土与粘土相比，动剪切模量和阻尼比要低；粉质粘土、沙土、细沙之间的动剪切模量和阻尼比差异不大，粉质粘土最大，粉土居中，细沙最小；也就是说粉质粘土、沙土、细沙随着土颗粒粒径的减小而动剪切模量和阻尼比不断增大。经过对湖相沉积土动剪切模量和阻尼比进行对比之后可知，粉质粘土、沙土、细沙之间的动剪切模量和阻尼比差异也很小，也是随着土颗粒粒径的减小而动剪切模量和阻尼比不断增大。

4 结语

该文结合云南昆明滇池湖盆地区的数字地震台与重大工程，对区内的新近沉积土的动剪切模量和阻尼比进行了试验。试验的内容包括不区分陆、湖相沉积土与湖相沉积土的动剪切模量和阻尼比进行了测量与对比。通过对比可知：湖相沉积土与陆相沉积土的粉质粘土在动剪切模量和阻尼比方面差距很小，而粉土、细沙却存在较大差异。证明该地区沉积环境对粉土与细沙的动力特性影响较大。通过该文的研究对云南昆明滇池湖盆地区的土动力特性进行了认识，为当地的防震减灾工作及重大工程的抗震设计提供了基础性的数据。

参考文献

[1] 战吉艳.苏州第四纪沉积土动剪切模量比和阻尼比试验研究[J].岩土工程学报，2012，3（28）：59-60.

[2] 孙田.深层海床粉质黏土动剪切模量和阻尼比试验研究[J].土木工程学报，2012（S1）：9-14.endprint