砂土地震液化的模糊优化判别

利用模糊最优归类方法对砂土地震液化进行判定,通过综合地震烈度、平均粒径、标贯值和有效上覆应力等影响砂土地震液化的因素,利用最优归类隶屑度向量作为砂土是否液化的判别指标,并经实例计算验证了该方法的可行性.该方法采用的指标在现场勘测中容易取得,计算过程简单明了,有一定实用价值.     

论砂土液化深度的Gan-Chen模式计算法

地震引起地基土层中的砂土液化，其临界液化深度是多少?世界岩土工程界进行了大量的实际资料分析和试验研究，至今众说纷纭。笔者在综合分析各国专家研究成果时，从中发现地震引起砂土液化的普遍自然规律，并建立起Gan—chen模式，可简易计算砂土液化的临界深度在5～12m范围内。     

地震历史对砂土抗液化性能影响的试验研究

为探讨地震历史对饱和砂土抗液化性能的影响,通过离心机动力模型试验,观测了遭受过不同强度地震的饱和砂土水平场地在再次地震荷载作用下的响应,包括超静孔隙水压力的发展和土体的变形。研究表明,小地震有利于增强砂土颗粒之间的咬合及结构的稳定性,极大地提高了其抗液化能力,而遭受强地震并且发生液化的砂土,由于在沉积过程中形成的不稳定结构,则可能在将来强度相对较小的地震中再次液化。试验结果说明了地震历史对砂土液化性能有重大影响及进一步开展砂土细观结构研究的重要性。     

砂土液化的地质综合判别法

本文根据地震烈度七、八、九度区的实际资料,分别建立了包括砂土厚度、砂土密实度、砂土埋深及地下水位埋深等四项因素的藏化判别式和严重液化与轻微液化的判别式。根据对唐山、海城地震区131个钻孔162组资料的统计结果,本判别法的有效率为:七度区91％,八度区88％,九度区95％。     

地震砂土液化预测模型研究

本文通过对砂土液化机制的研究,建立了临界液化状态下的超静孔隙水压力随地震地面加速度及地震持续时间的关系式,利用该模型可以确定砂土层达到临界液化状态所需地震持续时间及液化可能发生的深度,并根据唐山地区的砂土液化资料进行了实例分析。     

基于数据挖掘的砂土地震液化预测模型研究

在对砂土地震液化各影响因素分析的基础上,引入整合式模糊聚类神经网络的数据挖掘模型.该模型以模糊系统为框架,结合聚类分析技术和神经网络模式,建立砂土液化与其影响因素之间的非线性关系.运用所建立的模型,对国内外400组砂土地震液化资料进行分析,来预测砂土液化现象.数据挖掘结果的误判率及分类矩阵表明,文章的系统模式在判断砂土地震液化时能取得较好的效果.     

砂土地震液化危害的概率分析

由于砂土地震液化危害具有随机性和不确定性,本文提出了砂土地震液化危害的概率分析方法,即用概率表示不液化、轻微液化、中等液化和严重液化,并给出了采用Monte Carlo法(蒙托卡罗法)计算液化危害概率的表达式.对一算例进行了分析,认为概率分析方法能较清楚地反映液化危害程度.     

园锥贯入试验判别饱和砂土地城液化的应用效果

本文通过标准贯入试验与园锥贯入试验动贯入阻力的理论计算及标贯与园锥贯入的产对比研究，得到了不同的饱和砂土N与N63．5的相关换算系数，为园锥贯入试验判别和砂土地震液化建设了一种新的方法，从而解决了饱和砂土贝水后不易取得标贯试验数据的问题，并提出了应用园锥贯入试验来正确判别饮必砂土地震液化。     

砂土地震液化的改进进化遗传算法判别

改进了进化遗传算法,提出了新的交叉算子和变异算子,使之具有更好的全局收敛能力。砂土液化是一种危害极大的地震破坏现象,其影响因素很多,选择地震烈度、砂土粒径、相对密度、标贯击数和有效正应力为判据,利用改进了的进化遗传算法建立了砂土地震液化的判别模型。与现场液化情况比较表明,改进进化遗传算法应用于砂土地震液化的判别效果良好。     

地震历史对各深度土体抗液化性影响的振动台试验研究

地震引起的液化会对岩土结构造成重大破坏,而震后伴随的余震可能导致砂土再次发生液化。为研究自由场地下地震历史对各深度饱和砂土的抗液化能力的影响,设计并开展了一系列振动台试验。试验中对砂土输入了4次不同加速度的震动事件,细分为7次小的事件。通过计算对比每次振动事件的超静孔压比、加速度响应以及土体沉降,以研究不同地震历史下各深度土体抗液化能力的变化规律。试验结果表明：输入的地震波加速度大小与加速度响应系数呈正相关关系;饱和砂土遭受轻微和中等地震时液化更容易发生在浅层而非表层;表层土体中,强烈地震后的中等余震使得土体对地震烈度的敏感性降低,孔隙水压力在峰值加速度后消散迅速,液化时间缩短;有强震历史的土体会降低浅层土体的抗液化性能,深层土体抗液化性反而会在经历强地震后增强,影响深度范围取决于地震的烈度;通过数据拟合得到了不同等级的循环地震在各深度土体的抗液化提升比的量化公式。试验结果可以反映在地震实际中各等级的地震历史对各深度土体的不同影响。     

钙质砂声发射特征的三轴试验研究

钙质砂在低应力水平下就会产生颗粒破碎,并伴随有明显的声发射。在不同围压下,对不同初始孔隙比和级配的南沙群岛永暑礁钙质砂进行室内三轴排水剪切试验,同时监测其声发射信号。试验发现：当围压增加或初始孔隙比减小时,钙质砂偏应力峰值逐渐增加,但在某一界限围压时,声发射活动出现最强,在某一界限孔隙比附近时,声发射活动出现最弱;对于级配较差的钙质砂,试验前期声发射活动较弱,其偏应力峰值较小。     

Volumetric sand production model and experiment

A sand production model was developed for volumetric sand production predictions that take into account the effects of the external stresses and fluid flow rate. The model couples the poro‐mechanical behaviour of the solid–fluid system with the erosion behaviour of the solids due to fluid flow. It predicts reasonably experimental volumetric sand production data from a hollow cylinder test on a weak sandstone. The test results show that in weak and compactive sandstones, sand production is associated with decohesioning and plasticification of a zone around the inner hole which can then be mobilized by the hydrodynamic forces of the fluid flow. The sand production rate increases both with external applied stress and fluid flow rate but it is constant with time under constant external stress and fluid flow rate. In both cases a critical lower limit has to be exceeded for sand production initiation. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

钙质砂物理力学性质初探

钙质砂是一种含CaCO3超过50％以上的粒状材料。其特殊的组构特征,导致了独特的力学和工程性状。文中综述了钙质砂在压缩、剪切等方面的表现及其机理,指出钙质砂力学及工程性能的研究必须综合考虑颗粒破碎、剪胀及颗粒重排列。     

轻型动力触探法与静力触探法检测粗砂相对密实度的相关性研究

大量的模型试验和现场试验结果表明,轻型动力触探和静力触探都可用于公路桥涵台背回填中粗砂的密实度检测,而且锤击数N10和锥尖阻力Qc存在着良好的线性关系。为了从理论上揭示两者的相关性的根源,采用拉德模型模拟了两种方法的试验过程,三维有限元数值分析得知,两种触探方法在砂土中的应力、应变和位移场有较大的相似性,验证了轻型动力触探和静力触探在中粗砂中试验结果相关性的必然性。     

循环单剪下珊瑚钙质砂和普通硅质砂剪切特性对比研究

对普通硅质砂和西沙群岛珊瑚钙质砂开展多级正应力下循环单剪试验,对比多循环周期下两种砂土剪切性质和颗粒破碎的差异。研究发现,两种砂样在循环剪切下体积变化都比较微弱,剪切过程中存在阶段性剪胀,使得试样的轴向位移呈波动变化;循环单剪下剪应力峰值包络线可以用联合型指数函数表达;剪应力随循环周期变化分为同步阶段和差异阶段,两个阶段转变节点对应的循环周期数随着正应力的增大而迅速减小;同步增长阶段珊瑚钙质砂和普通硅质砂的剪应力变化一致,在差异阶段普通硅质砂的剪应力要高出珊瑚钙质砂。两种砂剪应力差异程度随试验正应力不同而变化,普通硅质砂剪应力最大可高出珊瑚钙质砂14.7%;珊瑚钙质砂和普通硅质砂的颗粒破碎存在明显差异,珊瑚钙质砂全粒径范围内颗粒破碎分布更均衡,普通硅质砂在特定粒径区间内出现了剧烈的颗粒破碎,颗粒级配曲线存在明显拐点。普通硅质砂和珊瑚钙质砂滞回曲线的形状及随循环次数的变化规律有显著差异,是两种砂样剪切性质不同的重要体现。     

剪切作用下钙质砂颗粒破碎试验研究

钙质砂是一种海洋沉积物,与陆源砂比起来,钙质砂受力后易产生颗粒破碎,从而使其力学性质发生变化。对取自南沙群岛永暑礁附近海域的钙质砂进行了不同围压、不同应变下的三轴剪切试验,对试验前后的试样进行了颗粒大小分析试验。试验结果表明,钙质砂在三轴剪切作用下颗粒破碎十分严重,同时用Hardin模型对其破碎进行了度量,并就围压、剪切应变与破碎之间的关系进行了分析。     

水泥砂浆固化土三轴试验研究

为研究水泥砂浆固化土剪切强度特性和合理确定水泥砂浆固化土工程应用的配比,从掺砂量、水泥掺入比、原料土含水率及砂料粒径入手,对水泥砂浆固化土进行了室内固结不排水三轴（CU）试验研究。结果表明,掺砂可以改善固化土强度;随掺砂量的增加,黏聚力和有效黏聚力先增加后减小,转折点的掺砂量为最佳掺砂量（10%左右）,内摩擦角和有效内摩擦角不断增加,一定掺砂量下增加水泥掺入比可有效地提高固化土的强度;随着含水率的增加,固化土的黏聚力呈近似线性减小的关系,而内摩擦角几乎保持不变,采用水泥砂浆处理高含水率软弱地基时适当提高掺砂量,可以较大幅度改善固化土的力学性质;在掺料配比一定的情况下砂料粒径对固化土的抗剪强度指标存在一定的影响。采用单一粒径砂料的固化土抗剪强度更高,该单一粒径在固化土级配良好的前提下,不均匀系数Cu趋于最大、曲率系数Cc趋于最小     

钙质砂动强度试验研究

钙质砂是一种ＣａＣＯ３含量超过５０％以上的特殊岩土介质,具有独特的力学和工程性状。利用动三轴试验,研究钙质砂在循环荷载作用下动应变,动孔压,动强度及液化特性。     

钙质砂剪切特性的围压效应和粒径效应研究

为研究钙质砂剪切特性的围压效应和粒径效应,开展了在不同粒径、不同相对密实度以及不同围压条件下的三轴剪切试验,并引入应力相对软化系数和剪胀系数对应变软化特征及剪胀特征进行了定量表征。试验研究表明,随围压的增大,不同粒径钙质砂试样应变软化特征及剪胀特征逐渐减弱,且围压与应力相对软化系数和剪胀系数均呈半对数线性相关。不同粒径钙质砂试样存在一强度临界围压和体变临界围压分别使得应变软化特征和剪胀特征消失。在粒径为5～0.075 mm范围内,对松样而言,围压对软化特征和剪胀特征存在显著影响,但与粒径不存在显著相关性;对密样而言,随粒径逐渐减小,围压对试样软化特征的影响逐渐增强,而对试样剪胀特征的影响逐渐减弱。在低围压（50 kPa）条件下,0.5～0.25 mm粒径组试样破碎最显著。     

沙漠砂承载力室内综合性原位测试模拟试验研究

为更好地满足沙漠油田地面工程建设的需要 ,对沙漠砂采用平板振动器分层制样 ,进行了平板载荷、静力触探和标准贯入等一系列室内模拟试验。试验数据回归分析表明 :静力触探试验中 ,《TJ2 1- 77规范》与《JTJ2 40 - 97规范》等规范建议的承载力值偏小。标准贯入试验中 ,《GBJ7- 89规范》、《TJ7- 74规范》与《JTJ2 40 - 97规范》等规范砂土承载力推荐值与本文试验回归值相差较大 ,偏于保守 ,如将其用于沙漠地基勘查评价和基础设计中将造成很大浪费 ;现有一些规范在用SPT和CPT确定粉细砂承载力时存在矛盾 ,不够协调 ,因此不适用于沙漠地区 ,必须制定新的标准。