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膨胀土是一种特殊的黏性土,其黏粒成分主要为强亲水性矿物蒙脱石,具有多裂隙性、超固结性、吸水膨胀软化、失水干缩开裂,且反复变形的特性。尽管膨胀土的岩土工程灾害和工程地质灾害已经被人们所了解,但对其在动荷载作用下将会表现出的致灾性和易损性还缺少全面和深入的了解。膨胀土因其显著的胀缩性表现出非常差的工程特性,所以不难想象膨胀土在动荷载的作用下势必很容易引起土体瞬间失稳或土体疲劳破坏等异常的变形甚至产生工程病害,对地下工程及地表结构产生损害,以致导致财产损失甚至对人民生命安全产生威胁。所以对膨胀土进行动力学研究是极其必要的,这有着非常重要的科学意义和实用价值。本文用GDS共振柱系统,对不同自由膨胀率、含水率、干密度和围压下膨胀土的动剪切模量和阻尼比进行研究,并取得了一些结论。(1)原土与加入不同比例的膨润土进行对比试验后发现,在小应变条件下,自由膨胀率越大,试样的动剪模量也越大。自由膨胀率为110%的试样的动剪切模量明显高于自由膨胀率分别为85%和60%试样的动剪切模量。试样的动剪切模量随着自由膨胀率的增大而增大,且增大的幅度明显增加。但是当动剪应变增大到一定值时,这种增加的幅度变小了。而且自由膨胀率越大,试样的阻尼比就越大。自由膨胀率为110%的试样的阻尼比高于自由膨胀率分别为85%和60%试样的阻尼比。(2)在应变条件为10-4-10-2下,当试样含水率为20%、23%、26%时,随着含水率的增大,试样动剪切模量不断减小,而且减小幅度明显增加。同时试样含水率越大,阻尼比越小。含水率为26%的试样的阻尼比明显小于含水率为23%和20%试样的阻尼比。随着含水率的增大,试样阻尼比减小,而且减小的趋势上升。随着含水率的增大,含水率对膨胀土阻尼比的影响是逐渐增强的。(3)当应变为小应变时,在试样的干密度为1.45 g/cm3、1.57 g/cm3、1.69 g/cm3的条件下,干密度增大时,试样的动剪切模量也随之增大,而且增大的趋势基本相同。当试样干密度增大时,阻尼比也随之增大。随着干密度的增大,试样的阻尼比也随之增大,而且增大的趋势基本相同。(4)在小应变下,固结围压为50 kPa、100 kPa、200 kPa,随着围压的增大,试样的动剪切模量也随之增大,而且增大的趋势呈上升状态。但是当动剪应变增大到一定值时,这种趋势又减弱了。当围压增大时,试样阻尼比也随之增大。(5)用双曲线模型对1/G与γ进行拟合,把结果整理分析后看出,不同自由膨胀率、含水率、干密度和围压下,1/G与γ均成良好的直线关系。试验点与直线有较好的拟合性,离散程度较小。说明双曲线模型能够很好地描述不同自由膨胀率、含水率、干密度和围压下膨胀土的动应力应变关系。