岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 163-172.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0124

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

徐州城区黏性土与粉土的动剪切模量与阻尼比特性

陈国兴1, 2，韩勇1，梁珂3   

  1. 1.南京工业大学 岩土工程研究所，江苏 南京 210009；2.江苏省土木工程防震技术研究中心，江苏 南京 210009； 3. 北京工业大学 城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124
  • 收稿日期:2022-01-23 接受日期:2022-04-19 出版日期:2023-11-16 发布日期:2023-11-16
  • 作者简介:陈国兴，男，1963年生，博士，教授，主要从事土动力学与岩土地震工程方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目（No. 2018YFC1504301）

Dynamic shear modulus and damping ratio characteristics of clayey and silt soils in Xuzhou urban area

CHEN Guo-xing1, 2, HAN Yong1, LIANG Ke3   

  1. 1. Institute of Geotechnical Engineering, Nanjing Tech. University, Nanjing, Jiangsu, 210009, China; 2. Civil Engineering and Earthquake Disaster Prevention Center of Jiangsu Province, Nanjing 210009, China; 3. Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering of the Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
  • Received:2022-01-23 Accepted:2022-04-19 Online:2023-11-16 Published:2023-11-16
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key R&D Project of China (2018YFC1504301).

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摘要：

利用自振柱试验仪，研究了徐州城区41个钻孔、165个黏性土和粉土原状土样的动剪切模量比G/G0和阻尼比λ 随剪应变幅值γa的变化特征，探讨了有效围压、塑性指数和地质年代对徐州城区Q3和Q4黏土、Q4粉质黏土与Q4粉土G/G0-γa 和λ-γa 关系的影响。结果表明：有效围压越大，塑性指数越大，相近深度土样的地质年代越新，土体的非线性越弱；给出了3类土的G/G0-γa和λ-γa关系的上、下包络线，定量地分析了土类、有效围压、塑性指数和地质年代等因素对各类土G/G0-γa  和λ-γa 经验关系的影响规律，并建立了预测G/G0-γa 和λ-γa 的经验公式。该成果有利于对徐州城区土动力特性的认知，并对该地区工程场地地震效应的评价具有借鉴和参考价值。

关键词: 土的动力特性, 动剪切模量比, 阻尼比, 经验公式

Abstract:

Using the self-vibration column apparatus, the experimental investigation on the 165 undisturbed clayey and silt soil samples obtained from 41 boreholes in Xuzhou urban area were conducted to evaluate the characteristics of dynamic shear modulus ratio G/G0 and damping ratio l with the shear strain amplitude γa . Special focus is given to the influence of effective confining pressure, plasticity index, and geological age on the G/G0-γa  and λ-γa  curves of Q3 and Q4 clay soils, Q4 silty clay soil and Q4 silt soil. The results indicate that the larger the effective confining pressure is, the larger the plasticity index is, the newer the geological age is when the depth is similar, and the weaker the nonlinearity of soils is. The upper and lower envelopes of the G/G0-γa  and λ-γa  test data of three soils were proposed. The influence characteristics of soil type, effective confining pressure, plasticity index, and geological age on the G/G0-γa  and λ-γa  curves of three soils were quantitatively analyzed, and the corresponding empirical formulas for predicting G/G0-γa  and λ-γa  curves were established. The results are beneficial to understand the dynamic characteristics of various soils in Xuzhou urban area, and have a helpful reference for the evaluation of seismic site effects in this area.

Key words: soil dynamic characteristics, dynamic shear modulus, damping ratio, empirical formula

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