标贯法对巴楚地震液化场地适用性及误判原因分析

以2003年2月24日新疆巴楚-伽师地区液化调查为基础。检验国内外现有以标准贯入击数试验为指标的液化判别方法的适用性,包括我国规范液化判别方法和Seed-Idriss方法。检验结果表明,我国规范和Seed-Idriss方法在对巴楚地震液化场地判别成功率较低,总体成功率均为66%,非液化场地的判别成功率分别为85%和84%,但对液化场地判别成功率仅为43%和48%,明显偏于危险。原因可能是标贯形成数据主要来源其它地区而巴楚地区砂土与之差异较大所致,值得深入研究。     

砾性土抗液化能力与其液化判别方法研究进展

从砾性土的定义出发,回顾了砾性土从被认为不会液化到其液化现象引起工程师关注的研究历程及国内外研究进展。总结了含砾量、相对密度等因素对砾性土抗液化能力影响关系的研究现状。介绍了国际上对砾性土场地液化判别的研究成果及各种主流方法的优势与不足;分析了剪切波速方法应用于砾性土场地液化判别的可行性。研究认为:砾性土的液化现象正逐渐被科学界及工程界接受;含砾量对砾性土抗液化能力的影响研究仍然存在较大矛盾,相对密度等影响砂土抗液化能力的因素同样影响砾性土抗液化能力;砂土场地应用的标准贯入、静力触探等液化判别方法不适用于砾性土场地,国际上发展了基于动力触探和贝克尔贯入试验的液化判别方法;剪切波速判别方法在砾性土场地的液化判别中具有优势和潜力,是今后研究的方向之一。     

黄土及一般含细粒土体液化判别方法研究

黄土液化的判别是工程界长期存疑的问题,现场黄土含水量较低,剪切波速较高,而实验室对其饱和,饱和过程对其土体结构影响还不确定,又由于固结比对土体刚度的影响仍然没有定论,这就导致室内黄土动三轴液化试验结果与现场力学指标一直无法建立联系。另一方面,黄土从颗粒组成来说,属于细粒土范畴,细粒土液化判别方法应可为黄土液化判别提供参照,但由于实验室配制试样相对密度、土体骨架强度及细颗粒赋存形式很难控制,导致细颗粒对土体液化势影响研究饱含争议与矛盾。本文紧密结合工程和科研工作需求,设计了一系列原状黄土在均等固结与偏压固结下的动三轴弯曲元试验,以及原状黄土在动三轴内饱和过程及饱和后的剪切波速试验,并且对一个饱和黄土场地进行了现场原位测试,回顾了现有标贯液化判别方法,对含细粒土体液化判别指标进行了系统研究,改进了细粒土液化初判准则以及含细粒砂性土液化判别式,最后对CPT液化判别方法的可靠性进行了数据检验。具体工作和成果包括:(1)采用动三轴弯曲元试验系统,对兰州市多个场地原状黄土进行了均等固结与偏压固结下剪切波速测试,证实了相关固结比对土体刚度影响的试验研究结果,进一步对比均等固结与偏压固结下试样轴向变形,分析了固结比对土体刚度影响的机理。(2)采用动三轴弯曲元试验系统,首先对原状黄土饱和过程进行了剪切波速跟踪测试,并进一步对比饱和黄土与原状黄土在同一逐级加压的过程中剪切波速与轴向变形测试值,最后通过与现场饱和黄土场地水位上下黄土层实测标贯击数、剪切波速对比,分析了原状黄土遇水及饱和后的软化特征。(3)通过对比唐山、海城地震两个液化地区粉土与砂土的剪切波速与标贯击数统计关系,发现对于剪切波速相同的饱和粉土和砂土,由于粉土的触变性,粉土标贯击数显著小于砂土。结合NCEER推荐的基于SPT与VS的液化判别方法,建立了3个细粒含量下临界剪切波速与临界标贯击数的相关关系,证实了含细粒土体的触变性。(4)回顾了目前国内外有关含细粒土液化研究现状,结合1975年海城地震,1976年唐山地震,1999年土耳其Kocaeli地震和台湾集集地震液化与非液化土数据分析,详细对比了现有液化判别式和初判条件的优劣,改进了细粒土液化初判准则以及含细粒砂性土标贯液化判别式。(5)回顾了NCEER推荐的Robertson的CPT液化判别方法和Olsen的CPT液化判别方法,通过对1999年台湾集集地震液化与非液化土数据分析,并将判别结果与SPT方法判别结果进行比较,指出了CPT液化判别方法还没有达到SPT方法的准确性,但是CPT的土分类图却是其最大的优势所在。     

现有剪切波速判别方法对巴楚地震液化预测成功率分析

以2003年新疆巴楚6.8级地震砂土液化场地调查和现场波速测试为基础,研究目前国内外5种典型的以剪切波速为指标的液化判别式的可行性和适用性问题。分析表明,目前的5种剪切波速液化判别式对于新疆巴楚地区均没有给出满意的结果,成功率只在36%~64%之间。烈度法对巴楚地震液化和非液化场地判别成功率均只有40%左右,且Ⅶ度区偏于危险,Ⅸ度区又偏于保守;5种方法基准值临界线与巴楚地震实际曲线均相差很大,Ⅶ度区均完全错判;需要深入研究巴楚地区的土性特征,建立新疆地区区域性液化判别方法。     

基于表面波法的剪切波速测试与场地土液化判别

剪切波速是岩土的一个重要工程特性参数。文中详细介绍浅层物探调查中的面波法的原理、分析方法,并利用面波法对王庆坨水库场地进行大面积勘探,获得水库场地的地下剪切波速度构造,利用面波所得剪切波速对王庆坨水库场地在VII和VIII级地震下进行液化判别;通过实验和回归分析得到了王庆坨地区第四系粘性土与粉土的剪切波速与标贯击数的关系曲线,为实际工程建设提供一种快速求得标贯击数的方法,对当地的工程场地的分类和评价有一定的参考价值。     

山东临沂地区砂土剪切波速与标准贯入击数关系统计分析

剪切波速(V_S)与标贯击数(N)之间存在相关关系,受地区土壤条件影响很大。对临沂地区场地实测得到的砂土的剪切波速和标贯击数之间的关系进行了统计分析,得到了砾砂、粗砂、中砂和细砂相应的关系曲线。结果发现受沉积环境的影响,砂土层粒径与埋深呈正相关,砂土粒径越大其密实段样本点数量越多。为消除不同密实程度段之间的相互影响,以密实度为划分标准进一步进行分区段统计分析,得到了不同密实程度的四类砂土的相关关系方程,通过实际钻孔数据对比了分段与不分段的统计分析结果,分段模拟能更好地反映两者之间的相关关系。将砂土根据密实度进行划分再给出剪切波速和标贯击数的回归关系可以提高分析结果的准确性,同时可以考虑土体特性的影响,更为科学。此研究为临沂地区提供了一种简便预估剪切波速的方法,对相关地区的工程建设和科学研究也具有参考价值。     

剪切波速液化判别方法对粉砂及粉土适用性研究

含细粒土体相对于纯净砂在自然界中分布更为广泛,其地震液化灾害在上世纪70年代之后逐渐成为研究热点,然而关于其液化判别,一直以来都只是在砂土方法的基础上,稍作调整。本文对比了美国NCEER推荐的基于标贯试验的Seed方法和基于剪切波速试验的Andrus和Stokoe方法,以历史地震数据检验方法,结果显示剪切波速方法对含细粒土体过于保守,并且细粒含量越高,对非液化点越不可靠。通过建立两个方法 3组细粒含量下液化临界曲线上的剪切波速与标贯击数相关关系,得出临界剪切波速随细粒含量增加而减小的趋势没有临界标贯击数那么迅速。剪切波速试验为小应变无损测试,对含细粒土土颗粒间胶结力较为敏感,而液化状态为大应变破坏阶段,土体胶结力基本丧失,因此对胶结较强的含细粒土体,剪切波速指标与液化难以建立唯一联系。另外,中国规范剪切波速液化判别方法存在误导,由于判别式已经用黏粒含量修正,因此,V_(s0)经验系数应统一只取砂土数值。     

饱和黄土场地液化的工程初判和详判指标与方法研究

黄土液化的判别是工程界长期存疑的问题.本文基于不同黄土场地的现场标贯试验、波速测试和试样的室内动三轴试验研究以及《兰州市区建筑抗震设计规程》(DB62/T25-3037-2006)使用反馈情况,提出了饱和黄土场地液化的工程初判和详判指标与方法:(1)地层年代、粘粒含量、塑性指数、剪切波速、土层埋深条件等可作为饱和黄土场地液化初判的指标;(2)国家《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)[2]中基于标贯击数的液化判别公式和液化指数计算公式适用于饱和黄土地基的液化判别和液化程度评价,但黄土液化判别的标贯击数基准值需要修正;(3)对应于设防加速度0.1g、0.15g、0,2g、0.3g、0.4g下饱和黄土液化判别的标贯击数基准值应分别为7、8、9、11、13,显著小于砂土液化判别的相应值.目前该判别方法已被纳入《甘肃省建筑抗震设计规程》(DB62/T25-3055-2011)[3].     

基于实测数据的场地特征参数与液化相关性分析

通过搜集国内外现有的地震液化实测数据,利用皮氏积距相关系数法分析了影响砂土液化的PGA、地下水位、饱和砂层埋深、标贯击数以及剪切波速等特征参数与液化的相关性,对比研究了在不同埋深、地下水位和烈度范围内各参数相关性的表现以及各参数相关性间的对比,得到了实际动荷情况、真实埋藏条件以及现场实测下土力学指标与液化关联性的真实结果。分析结果表明:地下水位、砂层埋深、标贯击数和剪切波速与液化呈负相关,PGA与液化呈正相关;砂层埋深、标贯击数与液化显著相关,而地下水位和剪切波速与液化相关性不显著;标贯击数与液化的相关性最大,其次为埋深、PGA和水位,最小为剪切波速。     

K_0状态下含砾无黏性土剪切波速特性试验研究

剪切波速是评估无黏性土力学性质的重要参数。为探究现行剪切波速液化判别方法不适用于砾性土场地的原因,利用自主研发的无黏性土剪切波速与相对密度联合测试系统,以汶川地震液化场地实测资料为参考,通过对福建标准砂和花岗岩圆砾按比例混合配制不同含砾量的砾性土试样在控制相对密度下的K0状态剪切波速试验,研究其含砾量对含砾无黏性土的剪切波速影响规律。试验结果表明:相对密度相同的砾性土剪切波速大于砂土,二者剪切波速比值与砾性土的含砾量成指数函数关系,两者比值最大为1.4;对于砾性土试样,在含砾量40%-60%间存在阀值,当含砾量小于该值,剪切波速随含砾量的增加明显增大,当含砾量大于该值,剪切波速的增长趋势放缓。试验研究指出了现行剪切波速判别方法不适用于砾性土场地的原因,揭示了含砾量与砾性土剪切波速的相互关系,提出了相同相对密度砾性土相对砂土的剪切波速修正公式,为建立新的判别方法提供了理论基础,也为岛礁珊瑚吹填土等宽级配无黏性新工程材料的性能研究拓展了技术手段。     

锡林浩特市市区地震砂土液化研究

收集整理锡林浩特市区34个钻孔资料,采用标准贯入试验法和剪切波速法对其进行地震砂土液化的判别,结果显示:当地震烈度达到Ⅶ度时,锡林浩特市区存在砂土液化问题,并给出锡林浩特市市区砂土液化分布范围。     

基于SPT-APD-DDA的砂土液化评价方法研究

传统的规范法在建立经验判别准则过程中存在大量不确定性因素,工程中亟需针对复杂场地液化判别方法的综合性研究。通过对上海市包头路段沉管抢修项目49组砂土土样的研究,在标准贯入试验法(SPT)定性评价的基础上采用提出的绝对差值百分比法(APD),划分出35组判别结果精确及14组存在判别误差的土样。借鉴判别分析理论思想,将平均粒径D₅₀、不均匀系数C_u、比贯入阻力P_s、标准贯入点深度d_s、地下水埋深d_w和标准贯入锤击数N_63.5等物理力学参数加入液化评价,利用精确土样建立适宜研究区工程地质特性的距离判别分析模型(DDA),对14组存在判别误差或失误的土层进行定量评价。研究结果表明：建立的砂土液化综合评价体系对研究区具有较强的针对性与适应性,从多角度全面、客观地评价了研究区砂土液化情况。最终通过合理的抗液化沉陷措施,保障了后续工程的稳步进行,为类似地质条件场区的砂土液化稳定性评价提供参考和借鉴。     

福建沿海剪切波速与土层参数定量关系研究

通过对大量实测数据的分析，按照剪切波速与土层密度、标贯击数、土层埋深之间的关系特征，利用单因子及多因子回归分析方法，给出剪切波速与土层密度、标贯击数、土层埋深的定量关系。     

唐山地区可液化场地标准CPT指标及其与剪切波速的关系

无论从以往大地震的经历还是未来潜在地震危险的角度,唐山地区都是一个研究液化的良好的实验场,对其可液化场地获取符合国际标准的、代表目前国际上液化势衡量指标发展趋势的CPT测试结果,对积累液化研究基础数据、研究液化前后场地的抗液化性能变化以及发展新的液化预测方法应是有意义的工作。本文采用国际标准的CPT技术对唐山地区可液化场地进行实地勘察测试,得到了锥尖阻力和侧壁摩阻力这两项新指标,提出了可液化场地剪切波速构造,同时利用系统的优势,得到了可液化场地锥尖阻力与剪切波速间的关系式,分析了可液化场地CPT剖面和剪切波速特征。几个方面的分析表明,给出的结果具有可靠性。     

基于CPTU原位测试状态参数的液化判别方法研究

砂土原位状态的性能一直以来都难以有效获取,而其体积变化特征的评价指标（状态参数）就是其中重要的一项。利用状态参数（Ψ）来代替相对密实度表征砂土的状态特性是一种新兴的趋势。考虑到砂土状态参数是关于体积变化的评价指标,在砂土地层中,随着围压的增加,砂土剪胀的趋势增加,液化阻力也增加。因此通过状态参数进行砂土液化的判别是可行的。以宿迁—新沂高速公路工程为背景,建立基于孔压静力触探（CPTU）的状态参数、周期阻力比（CRR）和标准贯入击数（N）之间的相关性模型。提出通过砂土的状态参数判别液化的两种新方法。     

汶川地震砂砾土液化现象及现场确认实验

通过汶川8.0级地震中不同地区、不同烈度的4个典型液化场地宏观现象分析以及现场测试,确认了汶川地震天然砂砾土液化的真实性并初步研究了其特征。结果表明汶川地震中砂砾土液化是真实存在的,4个场地均为砂砾土液化。地表喷出物与实际液化土类差异显著,而上覆非液化层厚度是影响地表是否可能喷出砾石的主要因素。重型动力触探击数是值得推荐的砂砾土液化判别的指标,若采用剪切波速指标则需要将砂砾土进行分类处理,需考虑含砾量、平均粒径等指标的影响。     

基于支持向量机的砂土液化预测分析

将支持向量机方法应用于砂土地震液化预测问题.考虑影响砂土液化的因素,选用震级、标贯击数、相对密实度、土层埋深、地震历时、地面运动峰值加速度和震中距7个影响因子作为液化判别指标,建立了砂土液化预测的支持向量机模型.以砂土液化实测数据作为学习样本进行训练,建立相应函数对待判样本进行分类.研究结果表明:支持向量机模型分类性能良好,是砂土地震液化预测的一种有效方法,可以在实际工程中进行推广.     

基于NRS-ISSA-SVM的砂土液化判别模型

针对砂土液化判别中影响因素与砂土状态间映射关系的不确定性及模糊性等问题,在邻域粗糙集(Neighborhood Rough Set, NRS)因素约简的基础上,利用多策略融合的改进麻雀搜索算法(Improved Sparrow Search Algorithm, ISSA)优化支持向量机(Support Vector Machine, SVM)参数C和g,构建了SVM砂土液化判别模型。以吉林松原地区的42组实例作为总体样本集,其中35组作为训练集,另外7组作为测试集,利用邻域粗糙集对9个影响因素约简得到4个因素,然后输入ISSA-SVM模型进行预测,并进行了约简得到的因素敏感性分析。结果表明：因素约简剔除了冗余属性,降低了模型复杂度;ISSA算法具有极强的探索性、收敛性和局部逃逸能力;相比于其他模型,NRS-ISSA-SVM砂土液化判别模型精度更高,泛化能力更强;建议要判别砂土的液化状态,需要准确查明水位埋深、地震烈度、标准贯入击数,非液化土层厚度这4个因素,尤其是前三个因素。通过易获取的影响因素建立NRS-ISSA-SVM砂土液化判别模型,不仅可准确地判断该区域其余未知点的砂土状态,...     

砂土液化判别方法研究若干进展

由于砂土液化是导致地基失效和上部结构受损的重要原因之一,场地液化判别是饱和砂土场地工程建设中的必要环节,因此砂土液化判别方法研究是工程抗震设计中的一个重要课题。回顾了砂土液化判别方法的研究历史,总结了国内外进行液化判别的主要方法和研究进展,对各判别方法进行了简要述评。在分析当前研究成果的基础上,指出了已有液化判别方法中存在的一些问题,并针对这些问题进行了讨论,包括液化评价指标的获取、标准贯入锤击数基准值的可靠性、液化判别的概率表达和液化判别方法的适用性等。这一工作为从事该领域的研究工作以及今后的研究方向提供了一定参考。     

应用剪切波速判别砂土液化的研究综述

首先介绍了应用剪切波速判别饱和砂土振动液化的原理；然后从临界剪应变取值、砂土的抗液化能力与剪切波速相关关系的研究方法与设备、用剪切波速进行扰动评价、建立适用于不同土类的统一判别式四方面总结了国内外学者在该领域的一些研究成果及存在问题；最后针对以上问题提出作者的一些看法。