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４ 堆石料动剪切模量和阻尼比的缩尺效应

４．１ 动剪切模量的缩尺效应 图 ６给出了两河 口 板 岩 及 古 水 玄 武 岩 超 大 型、 常 规 大 型 三 轴 试 验 不
的 关 系 曲 线。 从 图 中 可 以 看 出， 在 相 同 围 压 及 动 剪 应 变 条
ｄ
同围压下动剪切模量 Ｇ与动剪应变 γ ｄ
件下，两种堆石料的动剪切模量在试验动剪应变范围内均随着最大粒径的增大而增大，但不同 最
大粒径试验之间的动剪切模量差别随动剪应变的增大而减小。将超大型、常规大型三轴试验的 动
剪切模量分别记为 Ｇ 以及 Ｇ ，表 ３给出了不同动剪应变条件下的 Ｇ ?Ｇ ，可以 看 出， 在 相
ｄ１６０ ｄ６０ ｄ１６０ ｄ６０
同平均主应力下，两河口及 古 水 堆 石 料 Ｇ ?Ｇ 均 随 γ ｄ 的 增 大 而 减 小。 Ｌｅｅ等 ［２１］ 对 某 堆 石 料 进
ｄ１６０ ｄ６０
行了最大粒径分别为 ９０及 ５０ｍｍ的动力试验，试验结果表明最大粒径 ９０ｍｍ试验的动弹性模量
要高于最大粒径 ５０ｍｍ试验，但二 者 的 差 距 随 着 动 应 变 的 增 大 减 小， 与 本 文 中 两 种 堆 石 料 试 验
结果相同，Ｌｅｅ等 ［２１］ 认为堆石 料 小 应 变 条 件 下 动 弹 性 模 量 随 着 粒 径 增 大 而 增 大 的 原 因 是 最 大 粒
径更大的试验存在更多直接接触的颗粒，可以形成更多 强 力 链。 Ｂａｙａｔ等 ［２９］ 的 研 究 也 表 明， 粗 粒
土最大动剪切模量与粗颗粒含量密切相关，随着粗颗粒含量增大，粗粒土的最大动剪切模量也 随
之增大。

图 ６ 不同最大粒径条件下堆石料动剪切模量 Ｇ ｄ 与动剪应变 γ ｄ 的关系

表 ３ 超大型三轴试验动剪切模量与常规大型三轴试验比值 Ｇ ?Ｇ
ｄ１６０ ｄ６０
Ｇ ｄ１６０ ?Ｇ ｄ６０
试验材料 ｐ′?ＭＰａ
＝
＝
＝
＝
γ ｄ １ × １０ － ５ γ ｄ ５ × １０ － ５ γ ｄ １ × １０ － ４ γ ｄ ５ × １０ － ４
０．６６ １．１４ １．１２ １．１１ １．０６
１．３３ １．１９ １．１８ １．１７ １．１２
两河口堆石料（板岩）
２．００ １．１５ １．１４ １．１３ １．１１
２．６７ １．１５ １．１３ １．１２ １．１０
０．６６ １．２８ １．２４ １．２１
１．３３ １．３２ １．２８ １．２６
古水堆石料（玄武岩）
２．００ １．３３ １．２８ １．２７ １．２６
２．６７ １．２３ １．１９ １．１８ １．１６

４．２ 最大动剪切模量的缩尺效应 最大动剪切模量 Ｇ ｄｍａｘ 为动剪应变趋近于 ０时土体的动剪切模量，
通常可以将动剪应变 ０．０００１％时的动剪切模量定义为土体的最大动剪切模量 Ｇ ［３０］ ，本文中试验的
ｄｍａｘ
最小动剪应变幅值已较为接近 ０．０００１％，采用 外延 的方 法 ［３０］ 得 到动 剪 应 变 ０．０００１％处 的动剪切模

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