动剪切模量阻尼比是表征土体变形和强度特性的核心指标,也是开展场地地震反应分析和基础性态抗震设计的必要条件。目前动剪切模量阻尼比的经验认识与表达式,几乎均来自共振柱、动三轴、直剪、压缩等单元试验。但与实际工程条件相比,单元试验在应力边界、排水条件、加荷方式等方面具有显著差异,并具有尺寸效应、橡皮膜嵌入效应等误差因素,建立数学模型和表达式在工程应用中常常具有很大不确定性。相比而言,动力离心试验和振动台试验土体应力边界、排水条件、加载方式等,与实际工程条件更为一致。然而,后者重构的土层应力往往十分有限,如全球最大振动台日本E-Defense也仅能重构2-3m土层应力。因此,获取动力离心试验的土体剪应力-剪应变响应和动剪切模量阻尼比特性,对岩土工程学科理论和性态抗震设计方法发展,具有重要科学价值与意义。基于加速度时程的剪应力-剪应变反演方法,是目前模型试验和强震观测求取土体地震变形与强度特性的一种经济、实用途径。但是,现有获取的剪应力-剪应变滞回圈,普遍存在不光滑、不闭合、不连续等问题,难以反映真实土体变形特性,更无法获取动剪切模量阻尼比的规律响应。究其原因,虽然以往许多学者们对反演方法的剪切梁分布函数和适用条件开展了大量研究工作,并取得诸多富有价值的研究成果,但是,加速度积分位移可靠性这一重要环节却往往被忽视,成为当前反演获取可靠动剪切模量阻尼比特性的关键阻碍和未知因素,亟待开展有关基础研究工作。聚焦基于加速度时程反演获取动剪切模量阻尼比特性对岩土防震减灾工程的重要性,以揭示加速度积分位移可靠性和获得可靠动剪切模量阻尼比为目标,剖析现有加速度积分方法的位移精度与关键问题,提出基于分离变量的相位无损稳健积分位移新方法,厘清反演剪应力-剪应变响应的积分位移方法影响,探讨反演动模量阻尼比特性与规律。主要完成内容与研究成果,如下:1.利用设计与开展不同强度、频宽地震荷载下砂质边坡-摇臂-质量块振动台模型试验,建立了动态位移、永久位移、基座偏转等多种工况下丰富和成组的实测加速度、位移数据;选取3种代表性加速度积分校正方法进行评价,给出了既有积分方法求解动态位移、永久位移的准确性和适用性;揭示了高通滤波过程导致积分与实测位移时程相位不同步的关键问题,证明了加速度积分位移方法和数据处理过程的影响不可忽略。2.基于分离变量法的基本思想,开发了一种相位无损稳健加速度积分位移新方法（PLRI法）,分别对静态、动态周期和非周期积分放大误差进行自适应校正,解决了既有方法积分位移的时程不同步和经验参数、人为因素干扰问题;通过成组振动台试验和盲测试验,验证了不同频率和强度动荷载、不同传感器类型下新方法的适用性和稳健性;结果表明:与既有方法对比,新方法积分动态位移平均精度由73.65%提高到90.74%。3.扼要阐述了基于加速度阵列的循环剪应力-剪应变反演分析方法,并归纳其基本假定和适用条件;通过砂土动力离心模型试验,对比分析了多种因素对反演循环剪应力、剪应变的影响特征与规律。结果表明剪应力与剪应变对积分位移方法十分敏感,新方法解决了滞回圈的连续性、光滑性和闭合性问题,可以获得与现有认识一致的滞回圈响应和模量阻尼比发展趋势。结合试验结果和适用条件,给出了积分位移方法及剪切梁分布函数的选取依据和使用建议。4.设计与开展干砂/饱和砂对比动力离心模型平行试验,探讨干砂/饱和砂土层地震反应的加速度时程变化特征与规律,厘清干砂/饱和砂剪应力-剪应变滞回圈响应的特征差异,指明了二者剪应变范围。反演分析干砂/饱和砂动剪切模量阻尼比的变化趋势,并探讨最大动剪切模量随埋深、剪应变、振动序次、相对密实度等变化的响应特征与规律。结合经典本构关系和经验认知,对反演分析干砂/饱和砂动剪切模量阻尼比的准确性和可靠性进行评价。