一种用于粉细砂体变势研究的微型振动台试验方法技术

本发明专利技术公开了一种用于粉细砂体变势研究的微型振动台试验方法，其具体步骤如下：(1)使土箱长边与激振方向平行；(2)透明玻璃缸长边一面，画网格标记线；(3)将玻璃缸固定在往返振荡器上；(4)对任一含粉粒砂性土测试最大、最小干密度；(5)将粉粒染成红色，砂粒为自然色，搅拌均匀，备用；(6)在透明玻璃缸中，按20％初始相对密度制样；(7)开始振动试验；(8)处理相机记录高清图像；(9)对比试验结果，研究砂、粉混合物颗粒接触状态及振动影响，以及粉粒含量对砂性土体变势的影响机理。本专利的优点在于：(1)本试验可以记录地表沉降随振动次数的发展规律，可以分析粉粒含量对砂性土体变势的影响。(2)本试验通过高像素相机，记录振动过程中砂、粉颗粒的接触状态及相互位移趋势。粉颗粒的接触状态及相互位移趋势。粉颗粒的接触状态及相互位移趋势。

【技术实现步骤摘要】
一种用于粉细砂体变势研究的微型振动台试验方法


[0001]本专利技术涉及模拟地震
，具体为一种用于粉细砂体变势研究的微型振动台试验方法。

技术介绍

[0002]最近30年来，大面积的液化现象及其引起的地面结构和地下设施的严重破坏在世界各地的灾难性地震中屡屡发生。含细粒砂性土在自然界中广泛分布，并且在历次地震中其表现出的液化或震陷灾害已日益突出，而关于含细粒砂性土的震害机理及预测方法还有很多不确定性。
[0003]细粒含量对砂土液化势的影响研究一直充斥着矛盾与争议，大量室内试验成果对现场粉砂、粉土液化判别方法的改进没有实质意义。
[0004]而模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验，它是在试验室中研究土体地基及建、构筑物地震反应和破坏机理的最直接方法。但即使是应用于土工试验的小型振动台也存在试验费用高昂，试样尺寸大导致制样费时费力的缺点。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于粉细砂体变势研究的微型振动台试验方法。
[0006]为实现上述
技术介绍
中提到的可以调节使用角度的目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种用于粉细砂体变势研究的微型振动台试验方法，其具体步骤如下：
[0008](1)微型振动台采用透明玻璃缸作为土箱，尺寸为35cm*20cm*22cm，试验时装土高度15cm，试验中为了获得最大的“平面尺寸比”，以减少砂箱边界反射的影响，使土箱长边(35cm)与激振方向平行；
[0009](2)透明玻璃缸长边(35cm)一面，按长35cm、高15cm的装土范围，画网格标记线，纵横间距都是1cm，如图3所示。作为相对坐标系，用于分析振动过程中，土颗粒的相对位移；
[0010](3)将玻璃缸固定在SLY
‑
DZ01往返振荡器上，振动频率为0
‑
100转/min，台面允许最大位移
±
20mm，最大载重30Kg；
[0011](4)对任一含粉粒砂性土，按照《土工试验规程》相对密度试验方法，测试最大、最小于密度；
[0012](5)过0.075mm筛，分离上述砂土中砂粒和粉粒。将粉粒染成红色，砂粒为自然色，按一定粉粒质量含量充分搅拌均匀，备用；
[0013](6)在透明玻璃缸中，按20％初始相对密度制样；
[0014](7)采用SLY
‑
DZ01往返振荡器开始振动试验，利用安装在三脚架上的高像素相机记录透明玻璃缸长边(35cm)一面的试验过程；
[0015](8)处理相机记录的玻璃缸长边(35cm)一面的高清图像，按比例测量(网格标记
线，纵横间距都是1cm)，分析处理试验中染色粉粒的位移过程、粉粒在砂粒间相对位置的变化特性。考察粉粒是否由参与承担土颗粒骨架变为填充粗颗粒之间孔隙，亦或是相反的变化，以及地表沉降随振动次数的发展过程；
[0016](9)对比不同粉粒含量试样的上述第(8)条试验结果，研究砂、粉混合物颗粒接触状态及振动影响，以及粉粒含量对砂性土体变势的影响机理。
[0017]本专利的优点在于：
[0018](1)从宏观方面，本试验可以记录地表沉降随振动次数的发展规律，并且，由沉降可以换算孔隙比，由孔隙比可以换算相对密度。那么，指定相对密度区间，例如相对密度20％
‑
35％
‑
50％
‑
65％
‑
80％，4个区间所需振动次数都可以通过分析实验数据获取。对比不同粉粒含量的砂性土4个区间所需振次，可以分析粉粒含量对砂性土体变势的影响。
[0019](2)从细观方面，本试验通过高像素相机，记录振动过程中砂、粉颗粒的接触状态及相互位移趋势。对粉粒染色，就是为了更便于观察。由此得到的分析结果，将对砂、粉混合物颗粒接触模型，及受振动后沉降机理的认识，产生显著的提升。
[0020]综合上述两方面成果，并且通过该试验方法，对自然界中广泛分布的多种不同砂土及无塑性粉粒进行大量试验，可以预期会对粉粒含量影响液化势及粉细砂液化判别问题，形成更加客观、全面的认识。
附图说明
[0021]图1为微型振动台实物示意图
[0022]图2为透明玻璃钢实物示意图
[0023]图3为透明玻璃钢网格标记线示意图
[0024]图4为砂、粉混合物颗粒状态示意图
[0025]图5为粗细混合料颗粒接触状态示意图
具体实施方式
[0026]一种用于粉细砂体变势研究的微型振动台试验方法，其具体步骤如下：
[0027](1)如图1
‑
2所示。微型振动台采用透明玻璃缸作为土箱，尺寸为35cm*20cm*22cm，试验时装土高度15cm，试验中为了获得最大的“平面尺寸比”，以减少砂箱边界反射的影响，使土箱长边(35cm)与激振方向平行；
[0028](2)透明玻璃缸长边(35cm)一面，按长35cm、高15cm的装土范围，画网格标记线，纵横间距都是1cm，如图3所示。作为相对坐标系，用于分析振动过程中，土颗粒的相对位移；
[0029](3)将玻璃缸固定在SLY
‑
DZ01往返振荡器上，振动频率为0
‑
100转/min，台面允许最大位移
±
20mm，最大载重30Kg；
[0030](4)对任一含粉粒砂性土，按照《土工试验规程》相对密度试验方法，测试最大、最小干密度；
[0031](5)过0.075mm筛，分离上述砂土中砂粒和粉粒。将粉粒染成红色，砂粒为自然色，按一定粉粒质量含量充分搅拌均匀，备用；
[0032](6)在透明玻璃缸中，按20％初始相对密度制样；
[0033](7)采用SLY
‑
DZ01往返振荡器开始振动试验，利用安装在三脚架上的高像素相机
记录透明玻璃缸长边(35cm)一面的试验过程；
[0034](8)处理相机记录的玻璃缸长边(35cm)一面的高清图像，按比例测量(网格标记线，纵横间距都是1cm)，分析处理试验中染色粉粒的位移过程、粉粒在砂粒间相对位置的变化特性。考察粉粒是否由参与承担土颗粒骨架(如图5状态2)变为填充粗颗粒之间孔隙(如图5状态1)，亦或是相反的变化，以及地表沉降随振动次数的发展过程；
[0035](9)如图4所示，对比不同粉粒含量试样的上述第(8)条试验结果，研究砂、粉混合物颗粒接触状态及振动影响，以及粉粒含量对砂性土体变势的影响机理。
[0036]本专利的优点在于：
[0037](1)从宏观方面，本试验可以记录地表沉降随振动次数的发展规律，并且，由沉降可以换算孔隙比，由孔隙比可以换算相对密度。那么，指定相对密度区间，例如相对密度20％
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35％
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50％
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65％
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80％，4个区间所需振动次数都可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于粉细砂体变势研究的微型振动台试验方法，其特征在于，其具体步骤如下：(1)微型振动台采用透明玻璃缸作为土箱，尺寸为35cm*20cm*22cm，试验时装土高度15cm，试验中为了获得最大的平面尺寸比，以减少砂箱边界反射的影响，使土箱长边与激振方向平行；(2)透明玻璃缸长边一面，按长35cm、高15cm的装土范围，画网格标记线，纵横间距都是1cm，作为相对坐标系，用于分析振动过程中，土颗粒的相对位移；(3)将玻璃缸固定在SLY
‑
DZ01往返振荡器上，振动频率为0
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100转/min，台面允许最大位移
±
20mm，最大载重30Kg；(4)对任一含粉粒砂性土，按照《土工试验规程》相对密度试验方法，测试最大、最小干密度；(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：董林，张嘉琪，夏坤，蔡育林，沈礼，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：