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非饱和混合土动剪切模量与阻尼比试验研究
摘要：
本文利用剪切试验和动三轴试验，对非饱和混合土的动剪切模量和阻尼比进行了研究。结果表明，随着混合土中干度的增加，动剪切模量的值逐渐降低，阻尼比的值逐渐增加。此外，还发现混合土的孔隙水压力和应变速率会显著影响动剪切模量和阻尼比。这些结果对于非饱和混合土的动力响应和结构设计都具有重要的理论和实际意义。
关键词：非饱和混合土，动剪切模量，阻尼比，孔隙水压力，应变速率
1.引言
非饱和混合土在工程实践中具有广泛的应用，如土坝、路基、堤坝、隧道等。在地震、风、水等自然灾害和工程负载作用下，非饱和混合土的动力响应特性是非常重要的。而动剪切模量和阻尼比，作为描述土体动力学特性的重要参数，对于非饱和混合土的动力响应和结构设计都具有重要的理论和实际意义。
本文基于剪切试验和动三轴试验的数据，研究了非饱和混合土的动剪切模量和阻尼比与干度、孔隙水压力和应变速率之间的关系，以期为非饱和混合土的工程应用提供参考。
2.实验
2.1.样品制备
实验采用黏性土和砂的混合物制备样品。混合物的黏性土和砂的质量比为1:2，其中黏性土为汇泉黏土，砂为水洗中砂。制备好的混合物经过筛选，粒径范围在0.063~2mm之间。干度通过设定样品重量和体积来控制。
2.2.剪切试验
剪切试验采用直剪测试仪进行。试样尺寸为50mm×50mm×25mm。样品放置在测试仪中，通过施加垂直荷载和水平拉伸荷载来进行试验。剪切试验分别在不同干度（15％、30％、45％）下进行。
2.3.动三轴试验
动三轴试验通过美国GDS公司的动三轴测试仪进行。试样尺寸为50mm×50mm×25mm。试验过程中，采用正弦波动荷载，频率为1Hz。试验分别在不同干度（15％、30％、45％）、不同孔隙水压力（0kPa、20kPa、40kPa）和不同应变速率（0.001%/s、0.01%/s、0.1%/s）下进行。
3.结果与分析
3.1.剪切试验结果
剪切试验结果表明，随着混合土干度的增加，动剪切模量的值逐渐降低，阻尼比的值逐渐增加。这是因为随着混合土干度的增加，孔隙率逐渐降低，孔隙水压力逐渐增大，导致混合土的动态特性发生变化。
3.2.动三轴试验结果
动三轴试验结果表明，混合土的孔隙水压力和应变速率对动剪切模量和阻尼比具有显著影响。孔隙水压力越大，动剪切模量的值越小，阻尼比的值越大。应变速率越大，动剪切模量和阻尼比的值都越小。这是因为孔隙水压力和应变速率影响混合土中颗粒之间的接触和移动，导致动态响应特性发生变化。
4.结论
非饱和混合土的动剪切模量和阻尼比与干度、孔隙水压力和应变速率之间存在一定的关系。干度越大，阻尼比越大，动剪切模量越小；孔隙水压力越大，阻尼比越大，动剪切模量越小；应变速率越大，阻尼比和动剪切模量的值都越小。这些结果对于非饱和混合土的动力响应和结构设计都具有重要的理论和实际意义。