土动力学试验平台
渤海土类动力非线性参数及合理性
关键词 ： 渤海海域 ； 动力 非线性参数 ； 统计平均值 ； 合理性分析
ｄｉ１．９ ９ ｊｉ ｎ １０ －０ ３２ １０ ０ ６ ｏ：０ ３ ６／．ｓ ．０ ７７ ４ ．０ ２ ２ ３ ｓ
网络 出版 地 址 ：ｔ ：／ ｗ ｃｋ． ｅ ｋｍ ／ ｅ ｉ ２ ． ３０ Ｕ ２ １０ ２ ．０ ３ ０５ ｈ ｈｔ ／ ｗ ｗ．ｎｉｎｔ ｃ ｓｄｔ ｌ ３ １９ ． ．０ ２８ ８ １４ ．０ ．ｔ ｐ ／ ａ／ ｍｌ
ｍｏ ｕ ｕ ａｉ ｓａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｍｐ ｎ ａｉ ｓｏ ｉ ｅ ｅ ｔｔ ｐ ｓｏ ｏｌ ｔ ｉ ｅｅ ｔｄ ｐ ｈ ｎ ｔ ｅ Ｂｏ ａ ｅ ｆｏ ｒｗｅ ｅ ｃ ｌ ｄ ｌ ｓｒ ｔｏ ｎ ｈ ａ ｉ ｇ ｒ ｔ ｆｄ ｆ ｒ ｎ ｙ ｅ ｆｓ ｉ ｗｉ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｔ ｓｏ ｈ ｈ ｉｓ ａ ｏ ｒ ａ— ｏ ｆ ｓ ｈ ｆ ｌ ｃ ｌｔｄ ａ ｄ ｔ ｅｒｓａｉｔｃ ｌｍｅ ｎ ｖ ｌ ｅ ｒ ｂ ａｎ ｄ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｙ ｉ ａ ｉ ｓ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｆｔｅ ｓａ ｉｔｃ ｌ ｕａ ｅ ｎ ｈ ｉ ｔｔｓｉａ ａ ａｕ ｓｗｅ ｅ ｏ ｔｉ ｅ ． ｓ ｄ ｏ ｗｏ ｔｐ ｃ ｌｓｔ ，ｔ ｅ ｉｆ ｅ ｃ ｓｏ ｈ ｔ ｔｓｉ ａ ｅ ｌ ｍｅ ｎ ｖ ｌｅ ｎ ｔ ｉ ｐ ｒ ｔｎ ｒ ｄ ｖ ｌ ｓ ｉ ｈ ｏ ｅ ＤＢ０ － ４。ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｃ ｍｍｅ ｄ ｄ ｖ ｌ ｅ ｙ ＹＵＡＮ Ｍ． ａ ａｕ ｓ ｉ ｈ ｓｐａ ｅ ．ｓａ ｄａ ａｕｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｄ ０１ ９ ｎ ｈ ｅ ｏ ｎ ｅ ａｕ ｓｂ Ｘ．
ａ ｅ ｔ ｎ ａ ｏ ｔ ０ ｏ ｅ ｓ ｉｍｉ ａｅｙ ｅ ａｕ ｔ ｎ ｒ ｐ ｔ ｆｏ ｅ ｎ ｐ ａｆ Ｙ ｌ ｉ ｈ ｏ ａ ｅ ．Ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｈ ａ ｌｔｓｓ ｉ ｂ ｕ ｆｔ ｅ ｓ ｃ ｓ ｆ ｔ ｖ ｌ ａｉ ｅ ｏ ｓｏ ｃ ａ ｌ ｔ ｆ Ｓ ｎ ｔ ｅ Ｂ ｈ ｉ ａ ｈ ｙ ａ ｃ ｓ ｅ ｒ ４ ｈ ｏ ｏ Ｓ
土动力学与岩土地震工程
土动力学与岩土地震工程刘汉龙（河海大学岩土工程研究所，南京２１００９８）摘要综述了目前国内外土动力学与岩土地震工程方面的研究进展，包括土体动力特性与本构关系、土体抗震反应分析、土体动力测试、土体液化、土体地震永久变形以及专题土动力学研究等内容．对各种方法的优缺点进行了比较和评述。
最后阐述了今后有待进一步研究的方向。
关键词土动力学；岩土地震工程；动本构关系；戋乏匕；永久变形；抗震分析；动力测试１前言１９６１年我国岩土学科创始人黄文熙先生率先发表有关饱和砂土地基及土坡液化稳定分析成果…，标志着土动力学这门学科在我国的兴起。
土动力学是研究地震、波浪及机器基础振动等各种动荷载作用下土体的动变形、动强度和稳定性的一门学科。
岩土地震工程则是由土动力学、地震工程学、结构动力学等学科交叉综合形成的新学科。
１９６４年日本新泻地震、１９７１年美国圣费尔南多地震和１９７６年我国唐山地震等许多实践课题促进了这门学科的发展，１９９５年日本神户大地震等使土动力学的研究达到了一个新的高潮。
近年来，在世界范围内相继发生了许多强烈地震．如２００２年３月台湾７．１级地震、２００３年２月新疆伽师６．８级大地震、２００３年５月土耳其发生的６．４级大地震等给人民生命和物质财产造成极大损失，抗震减灾已成为全世界的共同关心的问题。
国际土动力学与岩土地震工程界目前正在开展一项重要工作，即由国际标准化组织（ＩＳＯ）发起编写的国际岩土工程抗震标准（ＳｅｉｓｍｉｃＡｃｔｉｏｎｓｏｎＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＷｏｒｋｓ），代码为１Ｓ０２３４６９，并于２００２年９月在英国召开了第一次专家组会议。
来自美国、日本、英国、中国等１１个国家的１４名专家出席了会议。
２００２年１２月、２００３年６月分别在比利时和意大利召开了研讨会议，目前该标准的修订稿已经完成，并送国际标准化组织总部审批，这将成为岩土工程抗震设计的一个重要指南。
本次会议收入本专题的论文共３０篇，内容涉及到土体动力特性、动力分析、振动液化、动力基础和地震波理论等，基本上反映了当前我国土动力学与岩土地震工程研究的现状和特点。
基于COMSOL的非饱和土中单桩垂直动力特性研究
基于COMSOL的非饱和土中单桩垂直动力特性研究目录一、内容概述 (2)1. 研究背景和意义 (3)2. 国内外研究现状及发展趋势 (4)3. 研究目的和内容 (6)二、理论基础与文献综述 (7)1. 桩土相互作用理论 (8)2. 非饱和土力学特性 (9)3. COMSOL多物理场仿真软件介绍 (10)4. 相关文献综述及研究现状 (10)三、模型建立与问题定义 (11)1. 研究对象的确定及几何建模 (13)2. 材料参数与初始条件设定 (13)3. 动力学方程的建立及求解方法 (14)四、非饱和土中单桩垂直动力特性分析 (15)1. 单桩在垂直荷载下的静力特性分析 (17)2. 单桩在动力荷载下的响应分析 (17)3. 非饱和土对单桩动力特性的影响研究 (19)五、基于COMSOL的数值模拟与分析 (19)1. 数值计算模型的建立及验证 (20)2. 模拟计算过程及结果分析 (22)3. 模拟结果讨论与影响因素研究 (23)六、实验设计与实施 (25)1. 实验目的和实验方案的设计 (26)2. 实验设备与实验过程介绍 (27)3. 实验结果分析与讨论 (28)七、结论与展望 (29)1. 研究成果总结 (30)2. 对未来研究的展望与建议 (31)一、内容概述本文将介绍研究的背景与意义，阐述非饱和土中单桩垂直动力特性的重要性，以及其在工程实践中的应用价值。
随着土木工程建设规模的扩大和复杂性的增加，桩基作为重要的基础结构之一，其动力学特性分析成为了研究的热点和难点。
特别是在非饱和土条件下，单桩的动力特性更加复杂，对其进行深入研究有助于为工程实践提供理论支撑和指导。
本文将概述研究问题的现状，包括当前非饱和土中单桩垂直动力特性的研究现状、存在的问题以及研究的必要性。
尽管有关饱和土中单桩的动力特性研究已经取得了一定的成果，但对于非饱和土条件的研究仍然相对缺乏。
本文旨在填补这一研究空白，为非饱和土中单桩的动力特性分析提供新的思路和方法。
土动力学——精选推荐
⼟动⼒学1. 饱和砂⼟的动⼒特性研究综述各国学者从不同的⽅向对⼟动⼒学进⾏了深⼊研究。
这些研究的主要内容包括：⼟的动⼒特性和本构关系，地震液化势与地⾯破坏，动⼟压⼒和挡⼟结构的抗震设计，⼟⼀结构动⼒相互作⽤，⼟坡和⼟坝的抗震稳定性，周期或瞬态荷载作⽤下的变形和强度问题等⽅⾯。
其中，⼟的动⼒变形和强度特性及本构关系模型是⼟动⼒学研究的基本问题。
饱和砂⼟在动载(如地震荷载、爆炸荷载、振动荷载等)作⽤下液化问题是防灾减灾领域中重要的研究内容。
建⽴系统研究饱和砂⼟在爆炸、地震和振动荷载下的动⼒特性及变形预测，⽆论是防御和减轻爆炸、天然地震及有源振动所产⽣的灾害，还是解决⽣产设计所⾯临的实际问题及⼟动⼒学的发展均是具有重要理论和实际意义的问题。
饱和沙⼟的动⼒本构模型它们⼤致可以分为两⼤类，即基于粘弹性理论的模型和基于弹塑性理论的模型。
和砂⼟的动强度和砂⼟的液化特性2.第11届国际⼟动⼒学和地震⼯程会议及第13届世界地震⼯程会议砂⼟液化研究综述孙锐袁晓铭液化特性液化判别液化⼤变形3. ⼟-结构动⼒相互作⽤研究综述前⾔地震时⼟体与结构的相互作⽤是⼀个普遍存在的问题。
⼟-结构物的动⼒相互作⽤问题，是⼀个涉及到⼟动⼒学、结构动⼒学、⾮线性振动理论、地震⼯程学、岩⼟及结构抗震⼯程学、计算⼒学及计算机技术等众多学科的交叉性研究课题，也是⼀个涉及到⾮线性、⼤变形、接触⾯、局部不连续等当代⼒学领域众多理论与技术热点的前沿性研究课题。
随着科学计算技术的迅猛发展和实验⼿段的不断改进，重⼤和复杂体系⼯程的不断建造，促进了⼟与结构动⼒相互作⽤的深⼊研究，⼏⼗年来⼀直引起国内外的⼴泛重视和研究。
1964 年⽇本新泻地震、1976年我国唐⼭地震、1985年墨西哥地震和等许多实践课题促进了这门学科的迅速发展，1995年⽇本神户⼤地震、1999年⼟⽿其地震和中国台湾地震［1］等使⼟动⼒学和⼟与结构动⼒相互作⽤的研究达到了⼀个新的⾼潮，取得了丰硕的成果。
基于Opensees的桩土动力p-y曲线模型研究
基于Opensees的桩土动力p-y曲线模型研究李雨润;史精;梁艳;张浩亮【摘要】桩土动力p -y曲线法在岩土工程中已得到广泛应用. 通过Opensees软件中内嵌的Pysimple1材料模型,利用p-y单元建立了土-单桩-承台相互作用简化模型. 分析在砂土和黏土p-y单元中的桩身和桩头承台动力响应特点,同时对不同自由场土体长度下桩身和桩头承台动力响应进行了分析. 结果表明,砂土p-y单元的桩头承台加速度峰值大于黏土单元,位移峰值小于黏土单元,桩身的剪力、弯矩都比黏土要大. 自由场土体长度越短,承台的位移和加速度就越大,当自由场土体长度达到300 m时基本满足计算精度要求.%The p-y curve method of pile-soil dynamic interaction is widely used in geotechnical engineering. A simplified a-nalysis model of soil-single pile-cap interaction is set up by using p-y element through the embedded Pysimple1 material model of the Opensees software. The dynamic response characteristics of pile and pile cap in p-y element of sandy soil and clay soil were researched and the dynamic response of pile body and pile cap under different length of free field were analyzed. The re-sults show that the peak acceleration of pile cap in the p-y element of sand soil is larger than that of the clay element, while the peak displacement is less than the clay element. The pile shearing force, bending moment and acceleration in the p-y element of sand soil are stronger than those of the clay element. The shorter the free field length is, the greater the displacement and ac-celeration of pile caps are. The requirement of calculation accuracy would be satisfied when the free field length reaches 300 m.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2015(046)023【总页数】5页(P82-86)【关键词】Opensees软件;桩-土动力相互作用;简化计算方法;p-y单元;自由场【作者】李雨润;史精;梁艳;张浩亮【作者单位】河北工业大学土木工程学院,天津300401;河北省土木工程技术研究中心,天津300401;河北工业大学土木工程学院,天津300401;河北工业大学城市学院土木工程系,天津300130;铁道第三勘察设计院集团有限公司城交分院,天津300251【正文语种】中文【中图分类】P642目前，国内外在研究桩土动力相互作用问题时主要有原位试验、数值模拟与室内试验3种方法。
硬化土模型在OpenSees中的实现与应用
硬化土模型在OpenSees中的实现与应用硬化土模型在OpenSees中的实现与应用一、引言OpenSees是一个强大的开源结构地震分析软件，广泛应用于工程结构的性能评估、地震响应分析、结构优化等领域。
在地震工程中，土体的动力性质是非常重要的研究内容之一。
硬化土模型作为一种能够模拟土体非线性强度和应力-应变行为的数值模型，对于地震工程中土体的动力响应分析具有很大的潜力。
本文将介绍硬化土模型在OpenSees中的实现与应用。
二、硬化土模型的基本原理硬化土模型是由土体强度参数、本构方程和损伤准则等三个部分组成的。
首先，根据试验数据或经验公式确定土体的强度参数，如剪切强度、抗压强度、抗拉强度等。
然后，根据土体的应力-应变关系建立相应的本构方程，常用的本构方程有Mohr-Coulomb模型、Drucker-Prager模型等。
最后，确定土体的损伤准则，用于描述土体在应力作用下发生塑性变形和破坏的过程。
常用的损伤准则有本构相关损伤准则、基于孔隙压力的损伤准则等。
三、硬化土模型在OpenSees中的实现1. 安装与导入使用硬化土模型之前，首先要将OpenSees软件成功安装在计算机上，并导入相关库文件。
2. 定义材料特性使用OpenSees提供的命令，可以定义土体的强度参数和本构参数等。
例如，使用‘uniaxialMaterial Hysteretic’命令可以定义土体的应力-应变关系。
根据选用的本构方程，可以选择Mohr-Coulomb、Drucker-Prager等模型。
3. 定义单元属性将定义好的材料特性应用到相应的单元上，以确保土体在地震加载下能够正确响应。
使用OpenSees提供的命令，可以定义单元的类型、材料编号和相关属性。
4. 定义地震加载使用OpenSees提供的地震加载函数，可以定义地震动的特性，如震级、震中距和地震波时程等。
5. 进行地震响应分析定义完材料特性、单元属性和地震加载后，即可进行地震响应分析。
岩土工程实验室调研
国内岩土工程实验室调研（一）国家级重点实验室（1）岩土力学与工程国家重点实验室（中科院武汉岩土所）概况实验室依托于中国科学院武汉岩土力学研究所，以中国科学院岩土力学重点实验室为基础，吸纳湖北省环境岩土工程重点实验室的骨干力量而组建，2007年1月获得国家科技部的立项批准，2007年10月国家科技部批准实验室的建设计划。
葛修润院士任实验室学术委员会名誉主任，谢和平院士任实验室学术委员会主任，冯夏庭研究员任实验室主任。
研究内容实验室定位于岩土力学与工程的应用基础研究。
主要研究内容针对国家重大基础工程建设、资源开采和石油、天然气、核废物地下储存(处置)以及CO2地中隔离的战略需求和岩土力学与工程学科前沿，围绕“重大岩土工程基础设施建设与环境协调”以及“能源及废弃物地下储存与环境安全”两大重大战略性研题和“复杂环境下岩土介质力学性状及其在工程作用下的演化机制”长期科学计划，开展岩土体力学特性及岩土工程的安全预测与调控方法和技术研究，揭示多场、多相及复杂环境条件下岩土体的力学特性的演变特征，解决国家重大基础工程建设、资源开采以及石油、天然气、核废物地下储存及CO2地中隔离中的安全、经济和环境协调问题。
组织框架实验室以中国科学院岩土力学重点实验室为基础，结合本所有关研究力量，并吸收国内外优秀人才，实行全面的优化组合和学科交叉。
大型试验设备数字式全景钻孔摄像系统大型现场室内两用直剪仪钻孔测斜仪专业型高速地质透视仪RPT3真三轴岩石渗流仪RT3岩石高压真三轴压缩仪GPS边坡（滑坡）变形监测系统DISP声发射测试系统RMT150C岩石力学试验系统应力－水流－化学耦合过程中岩石全破裂过程的细观力学试验装置煤岩吸附－渗透－力学耦合特性测定仪RDT－10000型岩石高压动三轴实验系统钻孔弹模实验系统双联动软岩渗流-应力耦合三轴流变仪爆破振动监测系统大型岩土工程模型试验机动三轴试验系统岩石高温高压蠕变仪CFM常流速试验系统三轴剪力仪资质与认证铁路工程基桩检测单位资质证建设工程质量检测机构资质证测绘资格证书工程勘察甲级地质灾害治理工程设计甲级地质灾害治理工程勘查甲级计量认证合格证书ISO 9001质量管理体系认证证书（2）中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室（徐州）概况深部岩土力学与地下工程实验室依托中国矿业大学岩土工程、工程力学国家重点学科，防灾减灾工程及防护工程、地球探测与信息技术等省部级重点学科建设。
土力学实验室开放模式的探索
土力学实验室开放模式的探索[摘要]结合土木工程专业实践性强的学科特点，探索创建有效的实验室开放培养模式,多层次、多模块、多渠道地实行实验室开放，利用实验室开放基地为学生搭建工程设计、科研等各类平台，全方位培养学生工程实践能力和开拓创新能力，让学生提前接触实际工程和科研，为就业及进一步深造做准备。
实践证明，实验室开放不仅提高了学生的实践创新能力、强化了专业知识，为实现复合型人才的培养目标做了实质工作，同时大大提高了实验仪器设备的使用效率和效益。
土木工程专业是具有实践性强、工程应用背景浓厚的一门学科，学生除应掌握扎实的理论基础和专业知识外，还需要培养动手能力、团队合作精神、工程实践能力和科研创新能力等。
实验室是高校培养学生实践创新能力的重要基地，但往往由于实验项目单一、学生动手机会少、实验时间短，难引起学生兴趣，更谈不上实践创新能力的培养了。
为提高学生实践能力，同时提高学生利用实验室仪器设备的效益和效率，施行实验室开放是实验室教学改革的一大措施，以下是本文的几点探索：一、实验室开放模式的探讨为鼓励和引导大多数学生有兴趣参加实验室开放项目，实验室开放项目设置应考虑学生能力的差别、兴趣爱好的差别、低年级和高年级的差别等多方面的因素，同时充分考虑土木专业实践性强、工程背景浓厚的学科特点，实验室开放模式采用多层次、多模块和多渠道的培养模式。
1.多层次发展一般学生和优秀学生能力的差别分别设置基础型和综合提高型开放项目。
基础型是针对能力一般的学生，在实验教学环节中由于各方面原因没法参与实验或者实验能力锻炼还不够,那么利用课余时间，在开放实验室这个平台上重新参加项目、参加锻炼从而达到掌握实验技能的目的。
而综合提高型是针对优秀学生在完成课堂实验教学内容的基础上，通过设计型、综合型、研究型等课题，结合课程设计、毕业设计及科研项目等课题参加开放项目，从而培养学生的主动探索、独立思考、开拓创新等能力，进一步挖掘提高学生素质和实践创新能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
土动力学实验室简介
土动力学实验室拥有国际上最先进的进口电液伺服控制双向动三轴仪（STX-200）和共振柱测试仪（TSH-100）等设备，可以完成砂土、粉土、软粘土的动力特性(动强度、动模量、动阻尼、液化等)的测试，地震荷载、交通循环荷载或波浪循环荷载作用下软弱土的软化特性及变形特性测试等实验项目。
本实验室为面向土建类本科生的实验教学基地，承担了我校土木工程、地质工程、勘查技术与工程、工程管理等专业课程的实验教学任务。
内容涵盖土力学、岩土工程勘察、工程地震学、工程动力地质学、振动与波动基础等课程的相关实验教学。
同时，还承担了地震工程、地质灾害等学科硕士研究生的实验教学和科研任务。
STX-200电液伺服控制双向动三轴测试系统
一、特点
电液伺服控制双向动三轴测试系统可以进行传统的三轴试验，即等应变速率轴向压缩试验，也可以进行高级试验，例如应力或应变路径，双向动三轴试验。
该系统是多用途的，可以进行动态测试如液化强度，回弹模量和动强度等。
二、规格
◆最大轴向加载力：±50KN
◆最大位移：100mm
◆标准围压和反压：1000kPa
◆轴向动态加载频率：5Hz
◆试样直径：38mm，70mm，100mm
图1 STX-200电液伺服控制双向动三轴测试系统
三、动三轴试验原理
动三轴试验是从静三轴试验发展而来的，它利用与静三轴试验相似的轴向应力条件，通过对试样施加模拟的动主应力，同时测得试样在承受施加的动荷载作用下所表现的动态反应。
这种反应是多方面的，最基本和最主要的是动应力(或动主应力比)与相应的动应变的关系(σd~εd或σ1/σ3~εd)，动应力与相应的孔隙压力的变化关系(σd~μd)。
根据这几方面的指标相对关系，可以推求出岩土的各项动弹性参数及粘弹性参数，以及试样在模拟某种实际振动的动应力作用下表现的性状，例如饱和砂土的振动液化等。
动三轴试验主要将一定密度和含水率的试样在固结稳定后在不排水条件下作振动试验。
设定某一等幅动应力作用于试样进行持续振动，直到试样的应变值或孔压值达到预定的破坏标准，试验终止。
记录试验中的动应力、动应变和孔压值随振动周次的变化过程线。
采用多个试样得到动应力和破坏周数的关系曲线，即动强度曲线。
在地震荷载作用下，进行地面动力反应分析时，需要确定小应变下的剪切模量和阻尼比；在大应变时需确定土的动强度。
土在动荷载作用下，土的应力、应变及孔隙压力随时间（振动次数）而变，动强度是经一定振动次数后试样达到破坏的振动剪应力，振动剪应力与破坏周数的关系曲线称为动强度曲线。
测定动模量和阻尼比的方法：作用于试样的轴向动应力从小幅值开始逐级增大作振动试验，当应变波形明显不对称或孔压明显增大时，试验终止。
记录试验过程中每级荷载的动应力和动应变曲线，或直接记录应力-应变滞回圈曲线，用以确定各动应变时的动模量和阻尼比。
动三轴试验便于施加各种应力以适应工程实际，对各类土制样方便，可精确控制应力和应变，测定孔压变化，试验设备和操作方法；但是三轴仪加荷条件与现场地震应力条件差别很大，施加轴向循环荷载时难以保证压半周时轴向为大主应力方向，拉半周时轴向为小主应力方向，每一加荷周期主应力方向转动90度。
三、试验操作步骤
1、试样制备及安装
2、试样饱和
3、三向加压固结
4、施加轴向动力荷载
5、数据记录及处理
6、试验结果分析
7、试验报告整理
四、试验结果
试验破坏标准判断主要有液化标准有u d=σ3；应变标准有εf=5%。
这里应变只要是试样达真正破坏时相应的应变以及就工程对象所能允许经受的破坏应变。
根据动三轴试验结果分析，我们可以得到动强度比与等效破坏振次的关系；地震总应力抗剪强度包络线的绘制；动孔隙水压力比与等效振次的关系；轴向应变与等效振次的关系；应力和永久应变关系。
图2 典型的液化和强度试验曲线
图3 典型的液化和强度试验曲线
图4 典型试样滞回圈形态
图5 试验后已经破坏的试样
TSH-100共振柱测试系统
一、特点
可以对土体实心和空心试样进行模量/阻尼共振柱试验；浮动式激振和测量系统可以进行大角度扭转或轴向振动试验；可获得粘性土和非粘性土剪切模量和阻尼比
二、规格
◆浮动式激振频率范围：0到250Hz
◆峰值扭矩：2.33N-m；连续扭矩：0.78N-m
◆最大剪切行程：±25°
◆剪切应变范围：10-6——10-2
◆光纤应变传感器双输出范围：±0.1mm及±5mm
◆响应频率:15kHz
◆标准围压和反压：1000kPa
◆试样直径：35mm，50mm，70mm；试件长度为其直径的2.0—2.5倍
图6 TSH-100共振柱测试系统
三、实验原理
共振柱仪的基本原理是将一定湿度、密度和应力条件下的圆柱或圆筒形土样作为一端固定一端自由的杆件体系考虑，以不同频率的激振力顺次使土样扭转向振动或纵向振动，改变振动频率使其产生共振，测定其共振频率，以确定弹性波在土样中传播的速度，再切断动力，测记出振动衰减曲线。
根据这个共振频率和土样的几何尺寸，计算土样动模量G d或E d，根据衰减曲线计算阻尼比D。
共振柱法是一种无损试验技术，不破坏土的结构，能十分精确地测定土的动力特性，其所测应变量可低至10-6，最大应变量可达10-2，同时，它的优越性还表现在试验的可逆性和重复性上，从而可以求得十分稳定可靠的结果。
四、实验步骤
1、试样制备及安装
2、三向加压固结
4、激振
（1）试样在较低的应变值下激振，测定其模量值和阻尼比
（2）逐渐增大激振力（增大应变）8~10次，重复测定模量和阻尼比
（3）增加固结压力至下一级，重复上述步骤（1）和（2）
（4）到达最后一级固结应力（σ0max），试样在低应变下激振，测定其模量值和阻尼比阻尼比
5、数据记录及处理
6、试验结果分析
7、试验报告整理
五、实验结果
给一个试样分别加上不同的初始静扭力就可用计算出相应的剪切模量和剪应变，用这些数据可绘成下图所示的剪切模量和剪切应变关系曲线供设计和研究使用。
图7 典型试样的动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化曲线
图8 典型试样的动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化曲线。