利用弯曲元系统测定颗粒材料色散关系的教学实验
2022-08-06童立红胡椿华徐长节
实验室研究与探索 2022年4期
童立红, 胡椿华, 徐长节
(华东交通大学土木建筑学院,南昌 330013)
0 引 言
剪切波速是颗粒材料中的一个重要参数,在众多问题中都起到重要的作用,如地震安全性评价、场地分类、砂土液化判别、大型建筑抗震设计等。1978 年Shirley[1]将弯曲元引入土工试验测量剪切波速。弯曲元测试有诸多优点,如原理简单明了、试验成本低、操作简单便捷等。近年来,弯曲元系统与各种三轴仪和固结仪结合使用,广泛应用于测定土体力学参数[2-3]。
国内外的学者就如何确定弯曲元系统中剪切波的传播时间进行了大量的研究[4-8]。其中最具有代表性的是2003 ~2005 年进行的“国际平行试验”,使用洁净的丰浦砂作为试验土样,浙江大学与来自世界各地的23 所研究机构联合进行了弯曲元测试试验[9],由此可见弯曲元在土工试验中的重要性。本文所述试验,以弯曲元为测试手段,测试颗粒材料系统的色散关系,试验目的性很强,能让学生很好地掌握测量颗粒材料剪切波波速的方法。同时帮助学生更好地了解试验原理及操作方法,培养学生的动手能力、创新意识及团队协作能力,为以后的学习和工作打下坚实基础。
本次试验的对象是粒径为150 ~200 μm 的玻璃珠,旨在探讨不同频率的剪切波在颗粒材料系统中传播时的波速变化情况。让学生进行弯曲元试验,不仅大大充实了实验教学内容而且也符合国家和学校大力提倡的将大型设备应用到实验教学中的政策,提高设备的利用率,发挥大型设备在科学研究和教学实验中的作用。……
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