利用cad计算型材的弹性模量_剪切波波速测试仪的计算原理及其应用解析

本文介绍了场地剪切波波速测试的计算原理及在地土的类型和场地类别划分和场地的卓越周期计算中的应用。

01 单孔波速测试的原理

单孔波速测试&＃xff1a;由震源产生压缩波(又称P波)和剪切波(又称S波)&＃xff0c;经过土层&＃xff0c;由在孔中的三分量检波器接收&＃xff0c;根据波传播的距离和走时计算出场地土的波速&＃xff0c;进而评价场地土的工程性质。

02剪切波速结果的用途

◇场地土层类别的评价

◇地震小区的划分

◇场地液化的判断

◇场地土层动弹性模量的计算

1)场地土层类别的评价&＃xff1a;

场地士分类的平均剪切波速范围

对于软弱土场地&＃xff0c;需改良处理&＃xff0c;处理前后对场地土层剪切波速进行测量对比&＃xff0c;可评价改良处理的结果。

2)在地震小区划中的应用

a.在地震小区划的工作中&＃xff0c;将土层中波的传播速度与土层密度的乘积称为地震刚度。观察表明场地的烈度调整依赖于该场地上层的地震刚度。选择一个标准地和有关参数与研究场地

比较&＃xff0c;可得出烈度调整经验公式&＃xff1a;

式中为烈度增减量&＃xff1b;和分别为研究场地与标准场地的卓越频率&＃xff1b;Vs1和Vs0为两者的横波速。用这种方法调整场地烈度称为地震刚度。

b.土层的平均剪切模量是衡量具体场地上土质条件的一个有效参量&＃xff0c;它与地震灾害存在某种定性关系&＃xff0c;平均剪切模量用G0表示&＃xff0c;其定义为&＃xff1a;式中是第i层土的动剪模量&＃xff0c;是所考虑土层的有效厚度。用这种方法研究场地称为平均剪切模量法。

c.场地上层的许多性质与土层的固有周期有关。获得土层的固有周期除了实测外&＃xff0c;还有许多似估算方法&＃xff0c;下面的公式是一种各土层剪切波速加权平均法。

式中为平均剪切波速&＃xff1b;Ts为上层固有周期。

3)判断场地液化

目前国内外已有几种根据剪切波速判断场地液化的公式下。下面介绍两个公式&＃xff1a;

a.基于室内试验资料和野外观测得到的经验&＃xff0c;直接由剪切波速液化判别式&＃xff1a;

式中Vscr——为液化临界剪切波速&＃xff0c;当实测剪切波速Vs

hs一一为砂层或粉土层埋深&＃xff1b;

Vs1一一为深度为1m 处液化临界剪切波速&＃xff0c;其与土层烈度有关。

b.利用剪切波速Vs与标准贯入度N的相关性&＃xff0c;可以把以N为判断液化的判别式转换为Vs的判别式。

4)计算场地土层的动弹性模量

弹性波速与弹性波传播介质的弹性模量有关&＃xff0c;当近似考虑土层为弹性性质时&＃xff0c;利用场地的实测波速&＃xff0c;可以计算土层的弹性模量。利用波速计算出的弹性模量称为动弹性模量。计算动弹

性模量公式有&＃xff1a;

弹性模量&＃xff1a; E&＃61;[ρ Vs2 (3Vp2-4Vs2)] / (Vp2-2Vs2)

剪切模量&＃xff1a; G&＃61;ρVs2

泊松比&＃xff1a; y &＃61;(Vp2- 2Vs2)/ (2Vp2- -2Vs2)

剪切波速还是计算场地土层地震反应的基本参数&＃xff0c;这方面的应用可参考其它文献。