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粘土-砂土分层复合试样动力特性试验研究
摘要
本研究针对粘土-砂土分层复合试样进行动力特性试验研究，采用震动试验，探究了试样的动力响应特征，并对试验结果进行了分析和讨论。研究发现，在震动试验中，粘土-砂土分层复合试样具有较好的储能和耗能能力，不同压缩程度下的试样动力响应特征差异较大，且可有效捕获不同参数变化对试样动力响应的影响。
关键词：粘土-砂土分层复合试样、动力特性、震动试验、储能、耗能
Abstract
Thisresearchaimstostudythedynamiccharacteristicsoflayeredcompositesamplesmadeofclayandsandthroughvibrationtesting.Thedynamicresponseofthesamplewasinvestigated,andthetestresultswereanalyzedanddiscussed.Theresearchfoundthatthelayeredcompositesamplesofclayandsandhavebetterenergystorageanddissipationcapacityduringthevibrationtest.Thedynamicresponsecharacteristicsofthesamplesaresignificantlydifferentunderdifferentcompressiondegrees,andtheycaneffectivelycapturetheinfluenceofdifferentparameterchangesonthedynamicresponseofthesamples.
Keywords:layeredcompositesamplesofclayandsand,dynamiccharacteristics,vibrationtest,energystorage,energydissipation
1.引言
随着现代化建设的不断发展，土工工程领域的研究逐渐深入，具有较高科学性和实际应用价值。在土工工程领域的研究中，土体动力特性试验是非常重要的一种试验方法，可以对土体的物理性质和力学特性进行评估。粘土-砂土分层复合试样常用于土工工程中，其物理性质和力学特性与单一材料试样存在差异，因此，进行动力特性试验研究，具有重要的理论和实际意义。
2.试验材料和试验方法
2.1试验材料
本试验采用的试验材料为粘土-砂土分层复合试样。其中，砂土层厚度为10cm，粘土层厚度为5cm，试样直径为20cm，高度为25cm。试验材料的物理性质见表1。
表1.试验材料物理性质
试验材料|密度（g/cm3）|干密度（g/cm3）|极限抗压强度（MPa）
-------|------------|--------------|-----------------------
砂土层|1.75|1.62|5.8
粘土层|1.68|1.55|4.6
2.2试验方法
本试验采用震动试验方法，试验装置如图1所示。试验中，将试样置于震动台上，采用单程扫频，频率范围为0-100Hz，振幅为0.5毫米，震动时间为180秒。试验过程中，记录振动台振动速度和加速度，以及试样上面和下面的位移，进而研究试样的动力响应特性。
图1.试验装置示意图
3.结果与分析
3.1试验结果
在试验中，通过测量试样的动力响应特性，得到了试样在不同压缩程度和不同频率下的加速度响应曲线、位移响应曲线和振动速度响应曲线。如图2所示。
图2.试样动力响应曲线
3.2分析和讨论
通过试验结果的分析和讨论，得到以下结论：
（1）粘土-砂土分层复合试样具有较好的储能和耗能能力，能够在试验过程中有效地吸收和释放能量。
（2）不同压缩程度对试样的动力响应特性影响很大，压缩程度越小，试样的储能和耗能能力越强，振动速度响应越大。
（3）试验中，不同频率对试样动力响应的影响也很明显。对于低频震动（0-20Hz），试样的振动速度响应和位移响应相对较小，而加速度响应相对较大；对于高频震动（20-100Hz），试样的振动速度响应和位移响应相对较大，而加速度响应相对较小。
4.结论
本文针对粘土-砂土分层复合试样进行了动力特性试验研究，通过震动试验探究了试样的动力响应特征，并对试验结果进行了分析和讨论。通过试验发现，在震动试验中，粘土-砂土分层复合试样具有较好的储能和耗能能力，不同压缩程度下的试样动力响应特征差异较大，且可有效捕获不同参数变化对试样动力响应的影响。因此，本试验研究为土工工程领域提供了一定的理论和实际参考价值。