圓柱形擊實試件的剪切波傳播特性及其波速測試方法研究.pdf

1、剪切波波速是描述土體工程性質的一項重要指標，能很好地反映巖土的動力學特性，在工程建設中應用廣泛。目前，測試土體剪切波速度的方法主要有兩種:原位測試法和室內測試法。前者能獲得工程土體實際的剪切波傳播速度，但其測試成本高、操作繁雜，能考慮的條件較為單一，且試驗結果的適用范圍較窄。室內測試法操作較為簡單，可以進行參數(shù)化研究，并可以考慮不同的試驗條件。但該方法常會受到剪切波換能器、試樣尺寸、測試位置等因素的影響，從而難以獲得土體的真實剪切波速值

2、，阻礙了該方法在工程中的應用。鑒于此，本文依托于國家自然科學基金項目—基于三維波電場耦合全息成像的堤壩隱患診斷技術研究(51279219)，基于發(fā)明專利—一種室內擊實試件的橫波波速測試方法(201210075217X)和彈性波傳播理論，提出圓柱形擊實試件的剪切波傳播特性及其波速測試方法研究。本文的主要研究內容和結論如下:
　　(1)基于彈性波傳播理論，建立了分析彈性波在圓柱形擊實試件中傳播的三維有限元模型?；谠撃Ｐ?，分別計算了在

3、不同加載頻率、不同加載激勵大小以及不同尺寸條件下模型中的波動。
　　(2)基于有限元計算結果，分析了加載頻率、加載激勵大小以及模型尺寸對剪切波傳播的影響規(guī)律。結果表明，模型中的剪切波速度和波能衰減均隨著加載頻率的增大而增大，但總體來說，加載頻率對剪切波傳播的影響程度不大;瞬時激勵大小對剪切波速度基本沒有影響;直徑0.2m是剪切波速度發(fā)生明顯變化的轉折點。若超過該直徑，增大直徑對剪切波速度的影響很小;若小于該直徑，即使直徑變化很小，

4、剪切波速度也將明顯增大，而且剪切波速度隨著直徑的改變幾乎是呈線性變化。
　　(3)基于專利—一種室內擊實試件的橫波波速測試方法，制作不同干密度的擊實試件并測試各試件中的剪切波速度，得到剪切波速度與干密度之間近似呈線性關系。采用超聲波檢測法測試了各擊實試件的縱波速度，得到縱波速度與干密度近似呈線性關系。根據測試結果計算了土的彈性參數(shù)并進行了分析。
　　(4)綜合數(shù)值模擬分析以及實測結果，對實測剪切波速度進行了修正，并提出了修正