振动扭剪试验：原理、方法及应用

试样为厚壁圆筒状，内壁和外壁高度不同，内壁和外壁都用橡皮膜封闭，以防漏水。内外侧都可施加水压力。剪切盒形状如图4.31 （a）所示，土样尺寸如图4.31 （b）所示。在试样顶部施加反复扭剪力，使试样发生反复剪切变形，从而产生反复剪应力。扭剪时，试样外壁顶部A 点位移至A′，内壁顶部B 点位移至B′，底部固定。因此在通过A 点的竖直剖面上的剪应变为

通过B 点的竖直剖面上的剪应变为

式中 s1、s2——A 点和B 点的切线变形。(www.xing528.com)

图4.31　振动扭剪试验的剪切盒、土样尺寸、应力状态图

进行试验时，对试样施加竖向应力σz，施加内外壁径向应力σr，使试样固结。然后在试样顶部施加反复扭力，使试样产生反复剪应力τrθ，d，如图4.31 （d）所示。在振动试验过程中，自动测量记录剪应力、剪应变、孔隙水压力过程线，如图4.32 所示。用不同的τrθ，d进行一系列上述试验，由记录曲线可以绘制动剪应力比τrθ，d/σz与液化或破损振动次数N 的关系曲线，如图4.33 所示。这是没有初始剪应力的试验成果，即σz＝σr的情况。如果作有初始剪应力的土样的振动试验，可在不同的Kc＝σz/σr的情况下使土样固结，然后施加反复剪应力τrθ，d，可得到类似图4.28～图4.30 的曲线，供设计计算时查用。