(二)室內(nèi)土動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)
地基基礎(chǔ)抗震研究有時(shí)需要測(cè)定土的動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，如動(dòng)強(qiáng)度、模量、阻尼等。測(cè)定方法不 同，所得結(jié)果有時(shí)會(huì)相差很大，因此，有必要對(duì)試驗(yàn)中的關(guān)鍵條件或步驟提出規(guī)定或要求，以保證獲得比較可靠的、基本一致的試驗(yàn)結(jié)果。
1 儀器和試樣制備
進(jìn)行土動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)的設(shè)備主要有：動(dòng)三軸儀、動(dòng)剪切儀、共振(自振)柱儀等。
動(dòng)三軸儀可用以測(cè)量土的動(dòng)強(qiáng)度、動(dòng)壓縮模量和阻尼比、抗液化強(qiáng)度以及震陷參數(shù)等；可 以采用電磁激振式、油壓式或氣壓式振動(dòng)三軸儀，一般情況下，只需單向振動(dòng)即可；固結(jié)圍壓力宜大于500kPa，固結(jié)偏壓力宜大于1500kPa；動(dòng)荷載范圍宜為1.0～200kPa；動(dòng)應(yīng)變范圍宜為10-4～10-1；靜應(yīng)變超過20％；振動(dòng)波形通常采用正弦波，但也應(yīng)具備產(chǎn)生三角 波、矩形波等的能力；振動(dòng)頻率范圍為0～100Hz；具有完善的使試件飽和的管路系統(tǒng)，允許最 大反壓力不宜低于300kPa，且能制備脫氣水和配有CO2氣罐；應(yīng)采用自動(dòng)記錄系統(tǒng)，若配有微 機(jī)控制則更為理想，自動(dòng)記錄內(nèi)容應(yīng)有動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)變和孔隙水壓力隨時(shí)間(或振動(dòng)次數(shù))的變 化過程等。
動(dòng)剪切儀可用以測(cè)定動(dòng)剪變模量、阻尼比和動(dòng)強(qiáng)度等動(dòng)力指標(biāo)，有振動(dòng)臺(tái)、電磁激振、油壓式等各種加動(dòng)荷方式；法向固結(jié)壓力宜大于500kPa；固結(jié)圍壓力宜大于300kPa；初始剪應(yīng)力宜大于100kPa；動(dòng)剪應(yīng)力范圍宜為200kPa；動(dòng)應(yīng)變范圍宜為10-6～2×10-2；振動(dòng)波形為正弦波；振動(dòng)頻率范圍0～100Hz；應(yīng)特別注意試件與底座和上加壓蓋之間的密封，嚴(yán)防由于超孔隙水壓力增加，致使密封失效的現(xiàn)象出現(xiàn)。
共振(自振)柱儀可用以測(cè)定土的動(dòng)剪切模量和阻尼比，目前多為電磁激振式，固結(jié)圍 壓力宜大于500kPa；剪應(yīng)變測(cè)量范圍宜為10-6～10-3；振動(dòng)頻率測(cè)量宜為0～100Hz。加偏壓和施加反壓等技術(shù)，在共振柱儀上至今尚未獲得完全成功，使用時(shí)需加小心。
原狀土試樣在試驗(yàn)室內(nèi)的制備與靜力試驗(yàn)時(shí)相同，利用削土器小心切削成給定尺寸的試 樣，應(yīng)盡可能地減少擾動(dòng)，特別是對(duì)原狀粉土和淤泥質(zhì)軟土。通常用飽和器對(duì)試樣進(jìn)行飽和。 砂性土的制備比較復(fù)雜，且目前尚無公認(rèn)的好方法，現(xiàn)在暫有兩個(gè)方法可供選用。第一種方法可簡(jiǎn)稱為相對(duì)密度法。與此同時(shí)，在試驗(yàn)室測(cè)定該種砂的、最小孔隙比，并計(jì)算與上述相對(duì)密度相應(yīng)的孔隙比和干重度值，試件即在該干容重值下進(jìn)行制備。第二種方法可簡(jiǎn)稱為剪切波速法，需用共振柱儀來確定試件容重。首先以取樣深度處的實(shí)測(cè)剪切波速值作為依據(jù)，其次用給定的方法制備幾個(gè)不同密度的試件，在與上覆蓋壓力相應(yīng)的圍壓力下進(jìn)行固結(jié)，分別測(cè)定剪應(yīng)變小于10-6時(shí)的剪變模量值并換算成剪切波速。把實(shí)測(cè)和試驗(yàn)的剪切波速進(jìn)行比較，通過內(nèi)插和外延即可求得與現(xiàn)場(chǎng)剪切波速一致的試件密度，以后的各個(gè)試樣即可按此密度按給定的方法進(jìn)行制備。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，用剪切波速法確定試樣的密度，結(jié)果也令人滿意。
用相對(duì)密度法只能控制試件的密度，其結(jié)構(gòu)等特性仍無法模擬，即在制備試件時(shí)對(duì)制備方 法和過程并無特殊要求。但是目前認(rèn)為，用剪切波速法時(shí)，不僅是密度，土壤的結(jié)構(gòu)等特性也應(yīng)得到模擬，因此，有必要對(duì)制備方法作一個(gè)規(guī)定，以便獲得一個(gè)均勻的，有時(shí)是飽和的，性狀基本與現(xiàn)場(chǎng)相同的砂試樣。已有的經(jīng)驗(yàn)表明，采用分層壓實(shí)，通CO2氣體和循環(huán)脫氣水的方法能夠制備出這樣的砂試件。需要指出，在用共振柱確定相應(yīng)的容重值時(shí)，也應(yīng)采用分層壓實(shí)的辦法，且砂料的成型含水量應(yīng)愈低愈好，一般不宜大于5％，因?yàn)樵囼?yàn)結(jié)果表明，干砂和飽和砂的剪切模量基本一致，此時(shí)不存在毛細(xì)管張力作用，而當(dāng)含水量增大時(shí)，這種作用就不得不考慮，且變化不定。
【例題23】進(jìn)行土動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)的設(shè)備主要包括( )。
A、動(dòng)三軸儀； B、動(dòng)剪切儀； C、共振柱儀； D、標(biāo)準(zhǔn)貫入儀；
答案：A、B、C
地基基礎(chǔ)抗震研究有時(shí)需要測(cè)定土的動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，如動(dòng)強(qiáng)度、模量、阻尼等。測(cè)定方法不 同，所得結(jié)果有時(shí)會(huì)相差很大，因此，有必要對(duì)試驗(yàn)中的關(guān)鍵條件或步驟提出規(guī)定或要求，以保證獲得比較可靠的、基本一致的試驗(yàn)結(jié)果。
1 儀器和試樣制備
進(jìn)行土動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)的設(shè)備主要有：動(dòng)三軸儀、動(dòng)剪切儀、共振(自振)柱儀等。
動(dòng)三軸儀可用以測(cè)量土的動(dòng)強(qiáng)度、動(dòng)壓縮模量和阻尼比、抗液化強(qiáng)度以及震陷參數(shù)等；可 以采用電磁激振式、油壓式或氣壓式振動(dòng)三軸儀，一般情況下，只需單向振動(dòng)即可；固結(jié)圍壓力宜大于500kPa，固結(jié)偏壓力宜大于1500kPa；動(dòng)荷載范圍宜為1.0～200kPa；動(dòng)應(yīng)變范圍宜為10-4～10-1；靜應(yīng)變超過20％；振動(dòng)波形通常采用正弦波，但也應(yīng)具備產(chǎn)生三角 波、矩形波等的能力；振動(dòng)頻率范圍為0～100Hz；具有完善的使試件飽和的管路系統(tǒng)，允許最 大反壓力不宜低于300kPa，且能制備脫氣水和配有CO2氣罐；應(yīng)采用自動(dòng)記錄系統(tǒng)，若配有微 機(jī)控制則更為理想，自動(dòng)記錄內(nèi)容應(yīng)有動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)變和孔隙水壓力隨時(shí)間(或振動(dòng)次數(shù))的變 化過程等。
動(dòng)剪切儀可用以測(cè)定動(dòng)剪變模量、阻尼比和動(dòng)強(qiáng)度等動(dòng)力指標(biāo)，有振動(dòng)臺(tái)、電磁激振、油壓式等各種加動(dòng)荷方式；法向固結(jié)壓力宜大于500kPa；固結(jié)圍壓力宜大于300kPa；初始剪應(yīng)力宜大于100kPa；動(dòng)剪應(yīng)力范圍宜為200kPa；動(dòng)應(yīng)變范圍宜為10-6～2×10-2；振動(dòng)波形為正弦波；振動(dòng)頻率范圍0～100Hz；應(yīng)特別注意試件與底座和上加壓蓋之間的密封，嚴(yán)防由于超孔隙水壓力增加，致使密封失效的現(xiàn)象出現(xiàn)。
共振(自振)柱儀可用以測(cè)定土的動(dòng)剪切模量和阻尼比，目前多為電磁激振式，固結(jié)圍 壓力宜大于500kPa；剪應(yīng)變測(cè)量范圍宜為10-6～10-3；振動(dòng)頻率測(cè)量宜為0～100Hz。加偏壓和施加反壓等技術(shù)，在共振柱儀上至今尚未獲得完全成功，使用時(shí)需加小心。
原狀土試樣在試驗(yàn)室內(nèi)的制備與靜力試驗(yàn)時(shí)相同，利用削土器小心切削成給定尺寸的試 樣，應(yīng)盡可能地減少擾動(dòng)，特別是對(duì)原狀粉土和淤泥質(zhì)軟土。通常用飽和器對(duì)試樣進(jìn)行飽和。 砂性土的制備比較復(fù)雜，且目前尚無公認(rèn)的好方法，現(xiàn)在暫有兩個(gè)方法可供選用。第一種方法可簡(jiǎn)稱為相對(duì)密度法。與此同時(shí)，在試驗(yàn)室測(cè)定該種砂的、最小孔隙比，并計(jì)算與上述相對(duì)密度相應(yīng)的孔隙比和干重度值，試件即在該干容重值下進(jìn)行制備。第二種方法可簡(jiǎn)稱為剪切波速法，需用共振柱儀來確定試件容重。首先以取樣深度處的實(shí)測(cè)剪切波速值作為依據(jù)，其次用給定的方法制備幾個(gè)不同密度的試件，在與上覆蓋壓力相應(yīng)的圍壓力下進(jìn)行固結(jié)，分別測(cè)定剪應(yīng)變小于10-6時(shí)的剪變模量值并換算成剪切波速。把實(shí)測(cè)和試驗(yàn)的剪切波速進(jìn)行比較，通過內(nèi)插和外延即可求得與現(xiàn)場(chǎng)剪切波速一致的試件密度，以后的各個(gè)試樣即可按此密度按給定的方法進(jìn)行制備。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，用剪切波速法確定試樣的密度，結(jié)果也令人滿意。
用相對(duì)密度法只能控制試件的密度，其結(jié)構(gòu)等特性仍無法模擬，即在制備試件時(shí)對(duì)制備方 法和過程并無特殊要求。但是目前認(rèn)為，用剪切波速法時(shí)，不僅是密度，土壤的結(jié)構(gòu)等特性也應(yīng)得到模擬，因此，有必要對(duì)制備方法作一個(gè)規(guī)定，以便獲得一個(gè)均勻的，有時(shí)是飽和的，性狀基本與現(xiàn)場(chǎng)相同的砂試樣。已有的經(jīng)驗(yàn)表明，采用分層壓實(shí)，通CO2氣體和循環(huán)脫氣水的方法能夠制備出這樣的砂試件。需要指出，在用共振柱確定相應(yīng)的容重值時(shí)，也應(yīng)采用分層壓實(shí)的辦法，且砂料的成型含水量應(yīng)愈低愈好，一般不宜大于5％，因?yàn)樵囼?yàn)結(jié)果表明，干砂和飽和砂的剪切模量基本一致，此時(shí)不存在毛細(xì)管張力作用，而當(dāng)含水量增大時(shí)，這種作用就不得不考慮，且變化不定。
【例題23】進(jìn)行土動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)的設(shè)備主要包括( )。
A、動(dòng)三軸儀； B、動(dòng)剪切儀； C、共振柱儀； D、標(biāo)準(zhǔn)貫入儀；
答案：A、B、C