5.1 引言.........................................41
5.2 珊瑚砂剪切波速与围压、相对密实度、级配的关系...................41
第六章 珊瑚砂泊松比特性
6.1 引言
泊松比是指材料在单向受拉或受压时，材料的横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值，是材料横向变形的弹性常数。在岩土工程设计中，泊松比是土体应力应变关系研究中不可或缺的参数，在进行土体应力及变形分析时，一般会被要求输入泊松比参数，其取值对土体的强度和变形特征有重要影响。虽然其理论意义和实际应用价值很大，但相对于模量和阻尼比这些土体弹性力学参数，泊松比的研究程度最低。对于动三轴试样，目前还未有确定其泊松比的有效方法。但对于静三轴试样，测定泊松比的方法主要有两种，一种是通过实测试样轴向与径向应变确定其泊松比，另一种则是通过测量土样的纵波波速与剪切波速以确定小应变下的泊松比。前者可给出泊松比随应变的变化关系, 而后者只能测定小应变对应的弹性泊松比。
根据测得的剪切波与纵波波速使用式（6-1）进行计算，所得泊松比如图 6.1 所示。取值范围在 0.31 到 0.37 之间。由于不同工况下各个试样的泊松比变化幅度本身都不大，最大差值也基本都在 0.03 以内，而纵波与剪切波两者任何一个波速数值的误差绝对数值即使在波速值的 2.5%以内也会对计算结果产生相对显著的影响，因此由波速计算的珊瑚砂泊松比变化趋势较为杂乱。根据式（6-1）分析，围压与相对密实度对泊松比的影响趋势实际上取决于两者对纵波与剪切波的增幅程度。虽然纵波与剪切波都随两者的增大而增大，但增长率有所不同。假设剪切波速增长率固定，只有纵波波速的增长率大于一定程度，则泊松比才会也随之增大，并且这一增长率要求随波速水平的高低不同也会产生变化。
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第七章 结论与展望
7.1 本文主要结论
1、珊瑚砂的弯曲元波形特征与初至波识别方法选择
本文对珊瑚砂试样在 50kPa、100kPa、300kPa 围压下，使用不同频率的激发信号所得到的纵波和剪切波接收信号形态进行了观察测试，随后使用了合理范围内 5 个不同频率的激发信号对相对密实度 60%级配 1 试样和相对密实度 50%的级配 2 试样进行了试验，对记录的信号数据分别采用了主流和最新的共 5 种弯曲元识别方法处理，其结论如下：
（1）土体纵波由于不受近场效应影响，弯曲元接收波信号质量良好，起跳点清晰明显，适合使用初至法对接收信号进行识别。激发信号的频率对纵波行时的判断影响不大，低频激发信号下得到的波行时略微增加，这主要是相应的接收波信号频率较低，信号起跳趋势增长较平缓，使得起跳点的位置选择在时间轴上容易偏后。围压的改变对纵波接收波信号的频率成分有影响，但质量始终保持良好。
（2）珊瑚砂的剪切波接收信号波形由于受近场效应影响，较纵波时更为杂乱。理论表明近场效应会随着波传播距离的长度与波长的比值 rd增加而降低，实际中随着激发信号的频率增加，rd值增加，近场效应虽然逐渐减弱但始终存在。且当激发信号频率增加到一定程度后接收信号受噪声干扰的程度会逐渐变大，信号基值线偏离零电平线，严重影响波行时的判断。本次试验中当激发信号频率超过 10000Hz 时可以观察到信号质量开始劣化。
（3）对于本次试验的珊瑚砂试样，当围压增大到超过 100kPa 左右，高频率激发信号下的剪切波接收信号质量较差，这可能是受土体阻尼特性以及土体-弯曲元晶片耦合振动状态改变的影响。
（4）五种识别方法所得剪切波速结果对比中，rd值在 2 附近及以下时接收信号受近场效应明显，各方法的结果出现较大波动。此外，正常情况下所有方法的波速结果都会随着激发频率的增加而增加，但激发频率超过 10000Hz 后，频率增加对测试结果的影响很小。
（5）所有方法中第一反转法的结果相对最为稳定，在选定的 10000Hz 频率下与零交法结果两者差值在 5%以内。特征点组合法、峰值法、互相关法给出结果都明显偏小。
参考文献（略）
