渤海海底土類動剪切模量比和阻尼比試驗研究

楊傳成 王冬雷

（山東省地震工程研究院，濟南 250021）

新北油田平于渤海東北部海域內，工程場地跨度較大，沉積物為黃河沖洪積相、陸海交互相和海相不同沉積類型。本文依托新北油田海上平臺工程地震安全性評價項目，對該區域鉆孔土樣進行了動三軸試驗研究工作。該試驗研究有利于加深對不同土質動力學性能的認識，可為該工程附近海域內其它海洋建設工程工作提供借鑒和參考。

試驗土樣取自東營新北油田海上平臺項目9個鉆孔，鉆孔揭露地層為第四系沖積、海積層，巖性為粉土、粉砂、粉質粘土，各鉆孔揭露的上部地層巖性變化較小，下部地層稍有變化，但差異很小。9個鉆孔所在場地屬于同一個工程地質單元。本研究選擇了12塊粉質粘土、7塊粉砂、7塊粉土、2塊淤泥質粘土，總計28個原狀土樣進行了動三軸試驗。同時，引入變異系數將獲得的實驗結果與其他研究成果進行了量化比較，具體結果見表1。根據新北油田28塊土樣動剪切模量比G/Gmax、阻尼比λ與剪應變幅值γ衰減關系，對每次試驗結果進行回歸分析，同時對同種土樣得到的結果進行平平化處理，得出各土類動剪切模量和阻尼比隨剪應變變化的推薦值。該工程附近海域內的一般工程建設若受時時、費用、試驗條件等方面因素制約，無法獲得動剪切模量比G/Gmax、阻尼比λ與剪應變幅值γ衰減關系，可以參考本文資料。通過引入變異系數來比較多個研究者的試驗結果可以看出，隨著剪應變幅值γ的增加，G/Gmax呈現變化幅度越來越大的一個趨勢，而阻尼比λ則與此相反。由于不同研究者所用的土樣取自于不同的地區，各地區土的沉積環境、物理和力學性能存在地區性差異。本文給出的土類動剪切模量比和阻尼比隨剪應變變化的推薦值與其他研究者的結果存在一定的區別。因此，在重大工程建設時應當通過土的動力特性試驗來確保分析結果的可靠性。同種土體由于狀態不同也會導致動剪切模量比和阻尼比的差異。由于條件限制，本篇對同一類型土體沒有根據狀態進行細分，此外對于某些土類的動剪切模量比和阻尼比還有待充分的研究和認識，需要進一步的補充、驗證和完善。

表1 不同研究者對幾類土G/Gmax-?、λd-?推薦值的比較