动静力学参数与组构参数电子教案

动静力学参数与组构参数电子教案 岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系孙进忠1蔡新滨2陈祥11中国地质大学工程技术学院，北京1000832中国地质工程集团公司，北京100080岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?引言?岩体介质的测试结果?土体介质的测试结果?岩土介质弹性波速与密度间的混沌关系?研究展望引言赋存环境岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?引言岩土体物理组构特性动力本构关系、动强度、振动、波动等参数动模量、动泊松比、动强度、弹性波速等岩土体动力学特性性特性本构关系强度参数变形模量、泊松比、强度指标等岩土体静力学特性静荷载动荷载地质历史岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?引言根据弹性理论，P波速度V P和和S波速度V S与介质弹性参数（弹性模量E；剪切模量?；泊松比?）之间存在以下关系)21)(1()1(P?EV)1(2S?EV2S2P2S2P2S)43(V VVV VE?2SV?)(222S2P2S2PV VVV?由弹性波速计算出的上述参数分别称为动弹性模量E d、动剪切模量?d和动泊松比?d。 岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?引言?岩体介质的测试结果?土体介质的测试结果?岩土介质弹性波速与密度间的混沌关系?研究展望岩体介质的测试结果岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?岩体介质的测试结果?测试对象两个深度大于100m的勘查孔zk1和zk2和大量的岩芯样品，岩性主要是火山岩，zk2处的岩性变化较zk1复杂一些。 ?测试内容（ （1）岩体钻孔波速测试（V Pm、V Sm、E dm、?dm、?dm）；（ （2）岩石样品物理力学测试（?、R c、E、?、?）；（ （3）岩石样品超声波速测试（V Pr、V Sr、E dm、?dm、?dm）V Pm岩体纵波波速V Sm岩体横波波速E dm岩体动弹性模量量?dm岩体动剪切模?dm岩体动泊松比?岩石密度R c岩石饱和单轴抗压强度E弹性模量?剪切模量?泊松比V Pr岩块纵波波速V Sr岩块横波波速E dm岩块动弹性参数?dm岩块动剪切模量?dm岩块动泊松比岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?岩体介质的测试结果?测试结果?波速密度关系?动泊松比密度关系?动弹性模量密度关系?动剪切模量密度关系250026002700280029000.10.20.30.40.5250026002700280029000.10.20.30.40.5?/kg?m?3Poissons Ratio?zk 1、zk2岩体动泊松比、岩块动、静泊松比与岩石密度的关系岩块动泊松比;岩块静泊松比;岩体动泊松比.250026002700280029000.01.02.03.04.05.06.07.0250026002700280029000.01.02.03.04.05.06.07.0?/kg?m?3Velocity/km?s?1zk 1、zk2岩体和岩块波速与岩石密度的关系岩块纵波速度;岩块横波速度;岩体纵波速度;岩体横波速度.zk 1、zk2岩体动弹性模量岩块动、静弹性模量与岩石密度的关系岩块动弹性模量;岩块静弹性模量岩体动弹性模量zk 1、zk2岩体动剪切模量、岩块动剪切模量与岩石密度的关系岩块动剪切模量;岩体动剪切模量E/GPa?/kg?m?32500260027002800290002040608010012025002600270028002900020406080100120?/kg?m?3?/GPa25002600270028002900010203040502500260027002800290001020304050岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?引言?岩体介质的测试结果?土体介质的测试结果?岩土介质弹性波速与密度间的混沌关系?研究展望土体介质的测试结果岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?土体介质的测试结果?测试对象在某实际工程场地采取的五种土体样品。 ?测试内容（ （1）土常规试验（w、?、G s、S r、e、I P、I L、E S）；（ （2）静三轴试验（C、）；（ （3）超声波速测试（V P 1、V P2）。 w含水率；?重度；Gs固体颗粒比重；S r饱和度；e孔隙比；I P塑性指数；I L液性指数；E S压缩模量抗剪强度C内聚力内摩擦角弹性波速V P1三轴压缩前纵波波速V P2三轴压缩后纵波波速岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?土体介质的测试结果?测试结果五种土体样品的物理力学参数。 ?测试分析纵波波速V P与土样重度?的关系1651.352376.741660.751191.22V P2(m/s)1642.42464.461615.03893.261203.77V P1(m/s)9.09.08.77.79.3E S(MPa)2018.31719.822.5()2431344715C(kPa)0.330.260.040.040.06I L9.810.710.112.17I P0.60.670.540.530.72e969810010075S r(%)2.72.72.72.712.69G s20.520.12121.218.8?(kN/m3)21.324.319.919.520.4w(%)6.57.57.656.56.65.52.02.15取土深度(m)粘质粉土粉质粘土粉质粘土粉质粘土砂质粉土土土样定名54321土土样编号土样测试成果一览表18192021222350010001500200025003000V P/m?s?1?/kN?m?3土样三轴压缩前后波速与重度的关系图图例土样编号12345压缩前压缩后样品3纵波波速与重度关系图压缩前试测值;压缩后测试值压缩前回归值202122231xx400160018002000V P/m?s?1?/kN?m?3粘粘土样品5纵波波速与重度关系图压缩前试测值;压缩后测试值压缩前回归值20.420.620.821.01600164016801720V P/m?s?1?/kN?m?3粉粉土V P=206.428?2833.5（3号土样压缩前，回归相关系数R=0.993948）V P=222.046?2965.26（5号土样压缩前，回归相关系数R=0.909297）岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?引言?岩体介质的测试结果?土体介质的测试结果?岩土介质弹性波速与密度间的混沌关系?研究展望岩土介质弹性波速与密度间的混沌关系岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?岩土介质弹性波速与密度间的混沌关系?/kg?m?3V P/m?s?11600200024002800320002000400060008000岩土样品纵波波速与岩土密度关系图土样测试值;岩样测试值火山岩分布域推断软岩分布域土体分布域202122231xx400160018002000V P/m?s?1?/kN?m?3粘粘土参数分布规律的自相似岩土样品波速密度关系的三种相对性)1)整体有序与局部混沌的相对性)2)分布域空间位置和结构的确定与域内参数随机分布的相对性)3)在某一分布域内整体样本无序与各类子样本有序的相对性把握这几种相对性对于岩土介质的理论研究和工程应用都十分有意义岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?引言?岩体介质的测试结果?土体介质的测试结果?岩土介质弹性波速与密度间的混沌关系?研究展望岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系?研究展望值得进一步展开的工作有计划、有目的的展开对自然界各类岩土体的测试工作，不断丰富人