黄博，夏唐代，周新民，刘志军



基于微观尺度的砂土剪切波速度

黄博1, 2，夏唐代1, 2，周新民3，刘志军1, 2

(1. 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江杭州，310058；2. 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江杭州，310058；3. 浙江省地震局，浙江杭州，310013)

运用宏观等效与微观接触理论相结合的方法研究砂土剪切波速度。在宏观上将砂土看作均匀连续各向同性介质，在微观尺度上假设砂土为等效球体半径相等、材料性质相同、随机堆积的固体颗粒的集合体，结合颗粒接触理论，引入颗粒形状修正系数，推导出砂土的等效剪切模量和宏观剪切波速度公式。通过定量计算进行参数分析。研究结果表明：孔隙比、砂土颗粒弹性模量、埋深和颗粒形状修正系数对砂土剪切波速的影响显著；有效内摩擦角、砂土颗粒泊松比、砂土密度和与配位数有关的常数对剪切波速影响较小。将理论计算结果与实测值进行对比，吻合较好，验证了本方法的可行性与正确性。

颗粒接触；颗粒形状修正系数；等效球体；等效剪切模量

剪切波速是土体的一个重要动力学参数，砂土介质中流固耦合更少，因此，砂土介质的剪切波速更能表征砂土的结构性，反映砂土颗粒排列和联结特征[1]。剪切波速也是砂土抗液化性能的重要指标，可用剪切波速对砂土抗震液化进行判别[2−4]。目前针对介质中的弹性波传播问题，主要是从宏观和微观2个尺度进行研究。从宏观尺度研究的主要成果有：Biot饱和多孔介质波传播理论、Kuster的散射波分析法和Carroll-Katsube的力学响应分析等[5]。……