本文主要研究了大同地区粉土的动力特性，通过对粉土进行室内共振柱试验和动三轴试验，探讨了粉土在振动过程中的孔隙水压力发展规律，并与Seed和Idriss提出的剪切模量比G/Gγ曲线和阻尼比λ~γ曲线的变化范围进行对比分析。研究结果对于工程设计和施工具有重要的参考价值。
粉土是一种介于砂土和粘性土之间的特殊土，具有极易发生液化的特性。历史上的海城地震和唐山地震后的调查资料均表明，粉土液化喷发现象在某些地区大面积发生。国内外众多学者通过实验研究，探讨了粉土的动力特性，以及动强度与不同因素的关系。例如，Lee和Fitton、Gupta和Gangadhyay提出了粘粒和粉粒对动强度的影响，国内学者阮永芬、巫志辉等通过振动三轴仪试验，研究了饱和粉土的动力特性变化规律。黄博、陈云敏等则使用共振柱和动三轴试验，分析了粉土在不同地震震动级别下的临界剪应变变化。
本文的研究以大同地区具有代表性的粉土为研究对象，通过室内试验，重点关注了粉土的共振柱试验结果，并与已有的砂土及饱和粘土的动力学模型进行了对比。试验结果显示，粉土的剪切模量比大于饱和砂土，而阻尼比较砂土要小。此外，粉土的抗液化强度与液化振次之间的关系可采用乘幂函数表示，振动孔隙水压力的发展规律可用二次抛物线拟合。
试验所用粉土样为扰动样本，以确保具有广泛的代表性。试验仪器包括DTC-158型共振柱仪和DCJ-78型动三轴仪。共振柱试验通过施加纵向振动并改变驱动频率来测出土柱的共振频率，动三轴试验则是对土样施加正弦波振动，并记录振动过程中的动应力、位移和孔隙水压力。
试验结果表明，粉土的剪切模量比在剪应变小于10^-4的情况下通过计算得出，而当剪应变大于10^-4时，则需通过Hardin-Drnevich模型进行拟合。该模型的计算公式为G/G0 = 1 / (1 + aγr^2)，其中，G0为初始剪切模量，即剪应变为10^-6时的剪切模量；γr为参考剪应变，a为试验参数。同时，最大阻尼比DMax一般取为0.3。通过对比发现，大同地区粉土的剪切模量比大于Seed和Idriss建议的砂土曲线变化范围，这主要是由于粉土中粉粒含量的影响。
粉土在振动过程中孔隙水压力的发展规律对工程设计和施工至关重要。本研究发现，振动孔隙水压力的变化规律可以通过二次抛物线进行拟合，并且粉土的抗液化强度与液化振次之间的关系可采用乘幂函数来表示，这为工程实践提供了科学依据。
在试验方法方面，共振柱试验和动三轴试验在模拟实际振动环境时各有优势。共振柱试验能够在不同湿度、密度和应力条件下进行，适用于测定材料在小应变下的动态特性。而动三轴试验能够施加不同频率和振幅的正弦波振动，更接近实际地震波的作用效果，适用于研究材料在较大应变下的动态响应。
通过这些试验，可以得出粉土在受到地震等动力荷载作用时，其动力特性与孔隙水压力的关系，以及孔隙水压力与粉土液化的关系。这对于工程设计中的抗震设计和施工具有重要的指导意义。在未来的研究中，结合具体的工程实例进行更深入的分析，可以进一步完善粉土动力特性的理论体系，并为提高工程的安全性和可靠性提供科学依据。
