专业知识（二）辅导：室内土动力学试验（一）

(二)室内土动力试验
有时需要测定土的动力指标，如动强度、模量、阻尼等。，在基础的抗震研究中。不同的测定方法，结果有时差别很大。因此，有必要对试验中的关键条件或步骤提出规定或要求，以确保试验结果可靠且基本一致。
1仪器及样品制备
土动力试验的设备主要有:动三轴仪、动剪切仪、共振(自振)柱仪等。
动三轴仪可用于测定土的动强度、动压缩模量、阻尼比、抗液化强度和震陷参数；可以使用电磁激振式、油压式或气压式振动三轴仪。一般来说，只需要单向振动。围压应大于500kPa，偏心压力应大于1500kPa。动载荷的范围应为1.0 ~ 200 kPa动态应变范围应为10-4 ~ 10-1；静态应变超过20%；振动波形通常采用正弦波，但也应具有产生三角波、矩形波等的能力。振动频率范围为0 ~ 100Hz；有完善的管道系统使试样饱和，最大允许背压不低于300kPa，并可准备脱气水和CO2气罐；应采用自动记录系统，尤其是配有微机控制的系统。自动记录的内容应包括动应力、动应变和孔隙水压力随时间(或振动次数)的变化过程。【/br/】动态剪切仪可用于测量动态剪切模量、阻尼比、动态强度等动态指标，有振动台、电磁激励、油压等多种动态加载方式；正常固结压力应大于500kPa；围压应大于300kPa；初始剪切应力应大于100kPa；动态剪切应力的范围应为200kPa；动态应变范围应为10-6 ~ 2×10-2；振动波形为正弦波；振动频率范围为0 ~ 100Hz；特别要注意试件、底座和上压盖之间的密封，防止因超孔隙水压力增加而出现密封失效的现象。
共振(自振)柱仪可以用来测量土的动剪切模量和阻尼比。目前多为电磁激发式，固结围压应大于500kPa；剪切应变测量范围应为10-6 ~ 10-3；振动频率测量应为0 ~ 100 Hz。施加偏压和背压的技术在共振柱仪器中还没有完全成功，所以在使用时要小心。
实验室原状土样的制备与静力试验相同。对于给定尺寸的样品，要用切土器仔细切割，尽可能减少扰动，特别是对于原状粉土和淤泥质软土。通常，饱和器用于饱和样品。沙土的制备比较复杂，目前还没有公认的好方法。现在有两种方法可以选择。第一种方法可以简称为相对密度法。同时在实验室测定砂的最小孔隙比，计算上述相对密度对应的孔隙比和干重值，并在干容重值下制备试件。第二种方法可以简称为剪切波速法，需要用共振柱仪测定试件的容重。首先，根据取样深度处实测的剪切波速，采用给定的方法制备不同密度的试样，然后在与上覆压力相对应的围压下进行固结。测量剪切应变小于10-6时的剪切模量值，并转换成剪切波速。通过实测剪切波速与实验剪切波速的比较，插值和延拓得到与现场剪切波速一致的试件密度，并根据该密度按照给定的方法制备后续试样。实验结果表明，用剪切波速法测定样品的密度，结果令人满意。
相对密度法只能控制标本的密度，其结构等特性无法模拟，即标本制备时对制备方法和工艺没有特殊要求。然而，目前认为在使用剪切波速法时，不仅要模拟土的密度，还要模拟土的结构。因此，有必要对制备方法进行规定，以获得均匀的、有时饱和的砂样，其性质与现场的基本相同。现有经验表明，这种砂样可以通过分层压实、通入CO2气体和循环脱气水来制备。需要指出的是，用共振柱确定相应的容重值时，也应采用分层压实，砂料的成型含水量越低越好，一般不超过5%，因为试验结果表明，干砂和饱和砂的剪切模量基本相同，此时不存在毛细张力。然而，当水含量增加时，必须考虑这种影响，并且这种影响不断变化。
[例23]土动力学试验的设备主要有()。
A、动三轴仪；b、动态剪切仪；c、共振柱仪；d、标准贯入仪；
答案:A、B、c。