液化型路堤边坡动力数值模拟分析

液化型路堤边坡动力稳定性问题涉及岩土工程与工程地震两个学科领域,是边坡工程与砂土液化的交叉课题。采用天然地震记录为输入条件,应用Finn本构关系模型,运用有限差分法,对填土+砂土+卵砾土地层组合的路堤边坡进行了全时程动力分析,探讨了地震作用下路堤边坡的液化初步规律和稳定性。数值模拟结果表明:地震作用引起了路基饱和砂土有效应力急剧减小,并导致路基砂土液化,引起路堤变形破坏。孔隙水压力的积累与消散不仅与地震记录序列存在对应关系,也与砂土所处的位置和深度有密切关系。地表变形破坏主要表现为路堤顶面发生震陷和拉裂破坏,坡底面产生挤压隆起变形。地面以下的变形破坏主要包括土体剪切破坏和深部砂土液化引起的侧向流动破坏。     

水工建筑物液化砂土地基处理方法浅析

在水工建筑中经常遇到地基液化问题,对液化砂土地基处理进行探讨,以西安某处水工建筑物为例,采用不同方法对地基液化处理的设计、施工及相关检测等进行讨论,结果表明,振冲碎石桩处理液化性砂土地基是可行的,对液化深度较浅的砂层液化处理建议采用换填法。     

大型石化地基振冲碎石桩处理现场试验研究

针对大型炼厂工程地基处理的复杂性,开展了振冲碎石桩的现场试验。利用静力触探试验检测桩体密实度和判别饱和砂土液化。基于旁压试验、标准贯入试验和重型动力触探试验结果,分析了施工前后地基承载力和土体工程特性变化情况。以单桩和复合地基载荷试验结果验证了桩间土、单桩及复合地基的承载性能。研究结果表明,振冲碎石桩对桩长范围的砂土具有明显的挤密效应,工程特性和场地的均匀性在处理后有了明显改善和提高,有效地消除了桩长范围内砂土的液化可能性。静载荷试验结果表明,振冲碎石桩复合地基承载力能达到设计要求;振冲碎石桩对砂土层下卧黏性土层的加固作用不明显,部分深度范围内土体强度降低;当地面以下10 m内不存在厚度大于5 m的软土夹层时,较薄的软土夹层状对挤密加固其余深度的砂土未产生明显影响,对地基承载力影响亦较小。     

廊坊市规划区饱和砂土液化的危害及防治措施

在对河北省廊坊市规划区液化饱和砂土分布及危害调查研究的基础上,提出采用振冲碎石桩法、桩基础方法、CFG桩复合地基技术进行防治饱和砂土液化的措施。     

掺有橡胶粉末砂土液化特性的动三轴试验研究

由于重度小、渗透性强,橡胶粉末常作为边坡、路基和挡土墙的填料,以代替部分砂土,从而提高挡土墙的安全性,并减少砂子的用量。在地震或交通荷载作用下,掺有橡胶粉末的砂土动力学特性,包括应力-应变关系曲线、孔隙水压力累积规律、动剪切模量和抗液化能力方面的研究亟需开展。借助CKC循环动三轴仪,开展饱和不排水条件下掺有橡胶粉末的砂土试样的动力学特性研究,重点评估掺入的橡胶粉末对试样的抗液化性能的影响。研究结果发现,掺有不同粒径橡胶粉末的砂土对应力-应变关系、孔隙水压力的影响非常显著,同时发现,粒径较大的橡胶粉末可以极大地提高试样的抗液化能力。另外,发现掺入量越大,对抗液化能力的提高越明显,且随着掺入量的提高,表现出与常规砂土液化不同的破坏模式。研究结果进一步明确了掺有橡胶粉末的砂土动力特性行为,为橡胶粉末在工程实践中的应用提供了技术依据。最后,对橡胶砂土混合的微观机制进行了解释。     

吹填砂土地基的不同加固方法效果评价

某港口堆场地基由砂土吹填而成,地基承载力约为65kPa,为使地基达到150kPa的承载要求,必须对该吹填砂土地基进行处理。根据场区不同的地层条件、使用功能和地基强度,设计分别采用插板振冲、插板强夯、不插板强夯三种加固方法进行试验。试验检测结果表明,三种加固方法处理后的地基承载力均能满足设计,插排强夯效果最佳。     

基于MPL神经网络的地震作用下砂土液化评估及预测

砂土在地震的作用下会产生剧烈的液化现象,液化引发的地基失稳会对道路、建筑物、堤坝等各类设施造成严重危害。因此,地震作用下的砂土液化判别预测一直是地质灾害领域研究的热点问题。本文使用过去几十年发生在世界各地的166组地震作用下砂土液化实例数据,通过大量数据训练和参数分析建立了基于机器学习的地震作用下砂土液化判别模型。结果表明,当网络结构为6(输入层)-15(隐藏层)-1(输出层)、训练函数为Levenberg-Marquardt时,对地震液化预测效果较好,最大准确率可达96%。参数分析结果表明不同参数对网络预测准确率影响程度不一:锥端阻力、地表归一化峰值水平加速度影响相对较大;地震震级、总垂向应力、有效垂向应力影响中等;贯入深度对其影响较小。因此在不同网络预测精度要求的条件下,可考虑适当简化输入参数。     

大功率振冲碎石桩处理液化地基应用研究

北京某地铁车辆段占地面积约20 hm^(2),场地20 m深度范围内的饱和粉细砂(2)5层为地震液化层,该液化层厚度约为5 m,液化等级为轻微—中等(局部为严重)。在轨道交通工程中首次应用大功率(100 kW)、疏排振冲碎石桩对液化地基进行处理,检测结果及施工实践表明,该方法既满足地基液化处理设计要求,同时也为后期灌注桩原位施工创造了条件。此外,该工程应用大功率振冲碎石桩与CFG桩组合地基处理方式解决了地基液化和轨道路基工后沉降问题。     

胶新铁路砂土液化区路基沉降规律研究

地震液化常给人们带来巨大损失,而剪切振动和循环荷载作用下的动力学效应常被认为是地震液化的主要原因,人们对剪切荷载作用下饱和砂土的液化问题进行了较多的研究,而对循环荷载作用下砂土液化的动力学效应研究较少。胶新铁路在DK39+000开始为高地震烈度区,DK283+550~DK283+770分布有地震可液化层,工程修建后列车动荷载的影响将会有诱发砂土液化的可能性。为了研究通车前自然沉降特征和通车后循环荷载作用下的路基沉降变形规律,本文在具体分析了砂土液化的概念和准则判别的基础上,重点分析了砂土液化区路基沉降特征,包括测试断面竖向分层沉降变形特征分析和路基水平位移特征分析。最后在试验的基础上,从理论上给出了循环荷载下砂土的本构关系。     

瞬态面波技术在冲洪积层勘察中的应用

瞬态面波技术具有速度快、精度高、对场地要求低等特点。采用适宜的工作参数和技术方法，在冲洪积层勘察中可较好地了解其物质分布，从而进行场地土类划分及评价、饱和砂土液化分析等，为设计、施工提供各层位物理力学指标等参数，亦为抗震设计提供场地卓越周期等资料，补充和丰富工程勘察资料，提高精度，缩短工程周期。     

饱和砂土地基上抗滑桩加固边坡的动力离心模型试验研究

动力离心模型试验是研究可液化地基上抗滑桩加固边坡地震动力响应的有效手段之一。使用铜质抗滑模型桩,采用黏度为50 cs的甲基硅油做为孔隙流体,通过抽真空法制作了饱和地基上的加固边坡模型。进行动力离心模型试验,研究了地震作用下饱和砂土地基中动孔压、边坡变形与土体加速度和抗滑桩弯矩的响应特征。试验结果表明,地震作用导致的动力附加弯矩相当于震前静力弯矩的87 %,说明地震作用与地基液化导致的附加弯矩不容忽视,该结论可为边坡进行抗震设计与稳定分析提供有意义的参考。     

大厚度饱和砂土液化治理试验研究

饱和砂土液化地基治理是工程建设中面临的一大难题。某拟建电厂工程针对大厚度的饱和砂土液化地基,通过采用大直径振冲碎石桩复合地基的处理方法,开展了大厚度饱和砂土液化地基治理的现场试验研究。试桩施工结束后,通过采用载荷试验、超重型动力触探试验等原位测试方法,对桩间土、桩体及复合地基的承载性能、变形参数及液化处理效果进行了评价和分析,取得了大量可靠的试验数据,对类似工程具有一定的参考价值     

基于高压旋喷技术支护的高陡砂土质边坡稳定性研究

在松散砂土层中开挖高陡边坡是一个复杂的工程技术问题,对原始地层的处理技术提出了较高要求。为了掌握高压旋喷处理松散砂土层技术以及分析其效果,在分析原始地层砂土层物理力学特性的基础上,制定了适宜的高压旋喷技术参数进行试桩,结果显示试桩效果良好,并以试桩参数为理论依据,评价了旋喷注浆处理后的复合地层的承载能力,复合地层的物理力学参数显示改造效果可满足工程要求。以极限平衡法和强度折减法分别计算原始地层和复合地层开挖边坡的稳定性变化规律,安全系数表明原始地层中的边坡不能自稳,而复合地层中的边坡稳定性显著提高,满足边坡稳定性需求。旋喷注浆结束后,在边坡开挖过程中和完成后对旋喷桩桩头进行位移监测,监测数据表明边坡开挖完成后短期内位移逐渐增大,而长期位移保持平稳,且在经历雨季后边坡位移无明显变化。通过试桩试验、理论分析及位移监测,表明旋喷注浆技术可显著改善砂土质地层的物理力学性质,提高原始地层的综合承载能力,保证高陡边坡的稳定性。     

液化后砂土流体特性测试装置的研发及试验研究

为研究液化砂土的流动变形特征,开展了液化砂土的流体特性试验研究。基于边界层理论研发一套液化砂土表观黏度测试装置,主要由调速电机、电机调速器、圆柱转子、扭矩传感器等部分组成,该装置能有效测试液化砂土的表观黏度;开展了不同孔压比、转速下饱和砂土表观黏度及圆柱转子所受摩擦力矩特性研究,着重分析了液化后砂土的表观黏度特性。结果表明,液化前孔压发展及液化后孔压消散阶段摩擦力矩均受到孔压比及转速的影响;液化后砂土孔压逐渐消散,强度恢复,流动能力衰减,表观黏度升高,表观黏度与孔压比呈现出一定的线性相关性;表观黏度随着剪应变率的增大而降低,且两者呈现出幂函数关系,表明液化后砂土具有典型幂律型剪切稀化非牛顿流体特征。     

纤维加筋砂土抗液化试验与数值模拟

砂土液化是导致重大地震灾害的主要原因之一。本研究探讨了天然纤维加筋砂土在循环荷载作用下的抗液化性能。在不排水条件下,对具有不同纤维含量的加筋砂土试样进行了一系列循环三轴试验,研究了饱和砂土的液化特性以及循环剪应变幅值、纤维含量对饱和砂土抗液化性能的影响。此外,通过模拟已完成的循环三轴试验,建立了二维有限元数值模型,并对具有不同纤维含量的加筋砂土进行了参数标定。研究结果表明:(1)增加循环剪应变幅值将促进超孔压累积,使得滞回曲线斜率和平均有效应力减小速度加快;(2)纤维的存在能够减缓超孔压的累积,随着纤维含量增加,加筋砂土抗液化能力得到明显提高;(3)标定后的本构模型参数能可靠地用于模拟纤维加筋砂土的液化响应。研究结果为饱和砂土抗液化问题与纤维加筋砂土的数值模拟提供了有价值的参考。     

结构物附加应力对砂土地基液化影响分析

阐述了砂土地基的液化机理,分析了在工程结构物附加应力作用下砂土地基的影响区域与压缩再密实过程,给出了附加应力作用下砂土地基液化的进一步判别方法。指出在基础周围和过渡应力区Ⅱ存在液化薄弱区,是工程抗液化处理的重点防范区域。     

武汉市饱和粉、砂土的振动液化性分析研究

首先对影响武汉市粉土和砂土液化的地质属性和人为因素进行分析;再选择有代表性的工程地段进行液化判定与液化指数的计算;最后得到武汉市饱和粉、砂土的振动液化性的灾害程度及需要重点防治的地段范围,达到对武汉市饱和粉、砂土振动液化性量化分析研究的目的。对本地区的工程环境评价、建筑抗震设计、地基基础设计与施工有实际的参考意义。     

石佛寺水库主坝坝基液化分析与防治

运用标贯法和seed简化方法对坝基的抗震液化进行了分析判别,发现坝基中粉砂和细砂层存在严重液化问题,中砂层局部存在液化问题,液化深度一般为7～9m,最大液化深度可达13.2m。依据坝坡稳定分析结果,确定上、下游坝脚内15m,坝脚外5m为坝基液化处理范围,粉砂、细砂层为主要处理地层。在实际防治工作中,采用振冲碎（砂）石桩或振动沉管砂石桩,结合水平排水对坝基的地震液化进行处理。处理后对各区砂土层的密实度及饱和砂土的地震液化进行检验,结果表明处理厚的坝基基本上达到了基础处理的目的。     

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。     

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。