欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2019104747492
申请人: 河北建筑工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-04-14
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1,以天津场地粉质黏土作为原型土,确定模型土与原型土的加速度相似比及主要相似关系,确定天津地区粉质黏土的动剪切模量比-剪应变动力特性曲线;

步骤2,对制备好的不同配比的模型土试样进行共振柱试验,得到不同配比模型土的动剪切模量-剪应变试验数据;

步骤3,对步骤2所得不同密度与含水率的模型土的动剪切模量-剪应变数据分别进行分析拟合,得到不同配比模型土的动剪切模量比与剪应变的关系曲线以及最大动剪切模量;

步骤4,当得出模型土各材料的较优比例后,设计正交方案并进行共振柱试验;

步骤5,创建Q(γr,α)函数、 函数,根据 函数值判定模型土与原型

土的动剪切模量比-剪应变动力特性曲线的相似性;

步骤6,根据 函数值,模型土与原型土的加速度相似比选取动力模型试验土体的配制方案。

2.根据权利要求1所述的一种用于模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,所述步骤1中,根据振动台承载能力等参数以及相关模型土研究,确定加速度相似比为

3,模型土与原型土需要满足的主要相似关系为:

Sa=SG/SρSl

式中,Sa为模型土与原型土的加速度相似比,SG为模型土与原型土的动剪切模量相似比,Sρ为模型土与原型土的密度相似比,Sl为模型土与原型土的几何尺寸相似比。

3.根据权利要求1所述的一种用于模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,所述步骤1中,参考天津地区不同深度土层粉质黏土的动剪应变与动剪切模量比的平均值,采用Stokoe模型拟合得到天津地区粉质黏土不同深度土层的动剪切模量比-剪应变动力特性曲线。

4.根据权利要求1所述的一种用于模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,所述步骤2中,按配比称取锯末、河砂和粉质黏土,将称取的各组分混合均匀制成干燥混合料,加水拌合均匀后放入密封袋存放24h,使含水率均匀分布;试样的规格为39.1mm×

80mm,按照土工试验方法标准制样;通过方案设定和试样制备得到土样的含水率和密度。

5.根据权利要求1所述的一种用于模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,所述步骤2中,对不同配比的模型土进行共振柱试验时,围压均为30kPa,采用自由振动法进行试验,所得不同配比模型土的试验数据中剪应变的范围为10-6-10-4。

6.根据权利要求1所述的一种用于模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,所述步骤3中,使用origin软件建立Stokoe模型函数,对不同配比的模型土数据采用Stokoe模型拟合得到最大动剪切模量和动剪切模量比-剪应变动力特性曲线;

Stokoe模型:

式中,G为动剪切模量,Gmax为最大动剪切模量,γ为动剪应变,γr为参考剪应变,α为曲线的曲率系数。

7.根据权利要求1所述的一种用于模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,所述步骤4中,正交方案包括以下质量百分比含量的组分:

8.根据权利要求1所述的一种用于模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,所述步骤5中,Q(γr,α)函数的直观意义表示为模型土的n个数据点与对应的原型土在相同剪应变下(剪应变区间为10-6-10-2)动剪切模量比之间距离的平方和;Q(γr,α)函数值越小,说明该方案模型土与原型土动剪切模量比-剪应变动力特性曲线的偏离程度越小。

9.根据权利要求1所述的一种用于模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,所述步骤5中,为综合考虑Stokoe模型所拟合的参考应变γr和曲率系数α对曲线相似性的影响,创建并根据 函数值判断不同方案的模型土与原型土动剪切模量比-剪应变动力特性曲线的相似性;Q(γr,α)函数, 函数通过以下表达式进行定义:式中, 为原型土采用Stokoe模型拟合所得(剪应变区间为10-6-10-2)的G/Gmax值, 为各方案模型土采用Stokoe模型拟合所得(剪应变区间为10-6-10-2)的G/Gmax值, 为原型土的参考剪应变, 为模型土的参考剪应变, 为参考剪应变相似比,Sα为曲率系数相似比,Q为Q(γr,α)函数值。

10.根据权利要求1所述的一种用于模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,所述步骤6中, 值和Sα值越接近1、Q值越小, 与Q(γr,α)函数乘积值即Y值越小,说明该方案模型土与原型土的动剪切模量比-剪应变动力特性曲线偏离程度越小,曲线形状相似程度越高,曲线整体的相似程度就越高,该方案模型土与原型土的动剪切模量比-剪应变曲线越相似。

11.根据权利要求1所述的一种用于模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,所述步骤6中,模型土与原型土的加速度相似比目标值为3, 值越小,该方案模型土与原型土的动剪切模量比-剪应变曲线越相似,满足以上两个条件的方案的模型土可作为动力试验用模型土。

12.根据权利要求1所述的一种用于模拟天津粉质黏土的动力试验用模型土,其特征在于,所述步骤6中,锯末、河砂与粉质黏土的质量百分比为18%:27%:55%,含水率为50%,即为本发明的模拟天津粉质黏土的动力模型试验用模型土配比。