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土的动剪模量和阻尼比是工程场地地震安全性评价和土层地震反应分析中的两个重要参数.从数学的角度分析了动剪模量数学模型应具有的基本数学性质,进一步揭示了其传统双曲线模型的不足之处.根据试验资料,建立了滨海软土的动剪模量新模型并给出了阻尼比的改进公式.从数学上严格证明了动剪模量的双曲线模型和指数模型之间的关系.通过对两组试验数据的模拟验证了新模型的精确性.研究结果可供相关工程数值分析参考.
滨海软土的G-γ数学模型必须具有以下基本性质:γ为零时对应的G为最大值Gmax;γ趋向无穷大时对应的G为零;一阶导数小于零、二阶导数大于零。
滨海软土的l/G-γ曲线通常不是直线,而是具有明显转折点的曲线,致使传统双曲线模型具有较大的拟合误差,而指数模型可以较好拟合l/G-γ曲线。
当初始斜率相同时,动剪模量的双曲线模型总在指数模型的上方,这可能就是本文新模型更适用于滨海软土的原因所在。
本文建议的指数模型能够有效地拟合滨海软土的G/Gmax-γ曲线和A-γ曲线。需要说明的是,本文模型仅得到几种典型土类试验数据的验证,对其他土类是否适用仍需做进一步的探讨;另外,模型参数随围压、土类的变化统计规律及确定方法也有待进一步深入研究。