饱和砂土的液化应力条件

本文的研究课题是探讨饱和砂土的液化应力条件。首先,指出在液化势判别中现场土单元的受力条件与液化试验土样的受力条件的不同是一个重要的影响因素。如果以最大往返剪切作用面上的应力分量表示液化应力条件,这个影响会得到合理的考虑。对于三轴液化试验、简切液化试验的受力条件和平面应变状态下土单元的受力条件,证明了最大往返剪切作用面的位置只由静力有效应力分量来确定而与往返应力无关。这个特点使得最大往返剪切作用面上的静力有效应力分量和往返应力分量的表达式十分简单,便于应用。为了建立液化应力条件引进了一个往返剪切作用函数,这个函数是以最大往返剪切作用面上的应力分量表示的。由此确定出来的液化应力条件能够对现行的几种液化试验的结果作出统一的解释。这样,所给出的液化应力条件的适用性得到了必要的试验证明。     

自由场典型液化特征数值模拟试验

应用FLAOD实现自由场液化数值模拟试验.试验结果验证了砂土液化典型特征:超静孔隙水压升高,有效应力降低,体积压缩积累增大.证实了液化的隔振作用:砂土在液化状态变为流体,不能传递剪力,液化时砂土位移、速度、加速度振幅显著降低,剪应力降低,动水向上渗流,土体向下沉降,水平残留不可恢复位移.球压应力、有效压应力、动水压力满...     

某核电站导流堤地基液化及地震永久变形分析

在地震反应分析中常采用总应力分析法,但总应力法没有考虑孔隙水压力的变化规律和液化随时间的发展过程。基于二维有效应力动力分析方法,结合Biot动力固结理论,采用自行开发的有效应力动力分析程序对某核电站导流堤地基进行液化分析,给出在地震作用下砂土层的液化范围,并计算出永久变形。所得结论可以给类似工程提供理论指导。     

某大型填海造地护岸结构地基砂土液化分析

某填海造地工程护岸区地基中含有大面积易液化的砂土层,直接威胁着场区的整体稳定。在护岸区取代表性断面,对其进行有限元动力分析。分别采用总应力法和有效应力法,在两种地震波作用下对地基中的砂土层进行液化判别,给出了地震作用下砂土层的液化范围,其中有效应力法采用了孔压-应力和孔压-应变两种模型。通过将两种方法液化判别结果进行对比分析,从中得到了一些结论,可以给类似工程提供参考。     

地震触发砂土液化总应力判别法——以北京密云水库白河主坝震害为例

在二维应力状态下，地震在土体中不仅产生水平剪应力τvh，而且引起一般情况不可忽略的竖向动正应力σv及水平动正应力σh，在研究地震触发砂土液化的应力条件及液化判别方法时尖考虑这三种动应力的联合作用，本文基于莫尔－库伦强度准则，采用总应力方法，能够考虑地震动水平剪应力τvh，竖向动正应力σv及水平动正应力σh共同作用的砂土液化判别准则，并且经北京密云水库白河主坝震害为例，说明了这种液化判别准则的有效性及其使用方法。     

波浪作用下可液化海床最大液化深度

较大的风浪会使海床发生液化,波浪引起的海床液化问题是海岸及近海工程必须考虑的关键问题之一.基于Biot固结理论,同时考虑了振荡孔隙水压力和残余孔隙水压力的液化准则,作者推出了波浪作用下可液化海床最大液化深度的解析表达式.同时分别采用解析表达式和FLAC数值模拟求解了相应的例子,两者得出的液化深度均和例子的基本相等.且从FLAC的结果可看出,加载波浪力时孔隙水压力开始累积,土体有效应力逐渐下降,当有效应力降到零时,海床土层液化,海床土颗粒重组后下沉压实,之后残余孔隙水压力开始消散,土层有效应力逐渐恢复.最后还就不同波高、波长和水深进行了解析解和数值解的对比,两者得出的结果比较吻合,并能较好地反映海床液化深度变化规律.     

饱和黄土液化后强度与变形特性的试验研究

采用MTS810动三轴试验仪,用二氧化碳+脱气水循环渗流法对重塑黄土进行饱和,进行了一系列对石碑塬滑坡区饱和黄土液化后变形特性试验。考虑干密度和初始有效围压对黄土液化后变形特性的影响,将液化与未液化黄土在单调静荷载作用下的应力-应变曲线进行对比。实验结果表明:利用二氧化碳+脱气水循环渗流法可以使重塑黄土饱和取得较好的效果;饱和石碑塬黄土具有明显的液化特征,在强震作用下发生液化,液化后强度大大衰减,应力-应变曲线呈弱硬化型,分为两个阶段;干密度和初始有效围压对液化后黄土的强度有一定影响,初始有效围压与不排水强度呈拟合度较高的线性关系,初始有效围压越高,液化后不排水强度越大。     

基于累积耗损能量的饱和粉土液化特性试验研究

饱和粉土场地在强地震作用下易发生液化现象。开展饱和粉土的循环三轴试验,以循环加载的累积耗损能量为指标,探讨黏粒含量、密实度、有效围压和循环应力比等因素对粉土液化特性的影响,试验结果表明:粉土液化所需的耗损能量随黏粒含量的增加呈先减小后增大的趋势,当黏粒含量约为8%时粉土的液化耗损能量最低;液化耗损能量随粉土密实程度的增大而逐渐增加,并随初始有效围压的增长而增加,但粉土的液化耗损能量与循环应力比之间的关系不明显。     

砂土液化对设计反应谱和场地分类的影响

本文采用有效应力原理分析了液化土层对设计反应谱的影响，分析中考虑了砂层的厚度、埋深和输入地震动等因素。选择Ⅱ类场地，将其标准反应谱合成的三条地震加速度时程在考虑土层非液化下反演到基岩，再正演计算存在液化层时的地面运动时程和反应谱。分析结果表明，从特征周期的变化来看，液化土层使Ⅱ类场地易变为Ⅳ类场地，对地震影响系数的作用则不是很大，但频谱上0．8s是一个分界线，液化土层对分界线以下的高频分量有一定减震效果，对分界线以上的低频分量有显著的放大效应。     

考虑地基土液化影响的高层建筑地震反应分析

为了研究地基土液化对高层建筑地震反应的影响，本文简要介绍了分时段等效线性有效应力动力分析方法，且将其中的等效线性化方法改进为逐步迭代非线性方法，并利用ANSYS程序的参数化设计语言将这一分析方法并入ANSYS程序中，最后分析了考虑液化时桩基-高层建筑体系的地震反应。认为对于单层砂土-桩基-高层建筑体系来说，砂土的液化对上部结构地震反应有较大的影响；而对于本文采用的上海土-桩基-高层建筑体系来说，砂土层的液化未对上部结构的地震反应产生明显的影响。     

降低黄土液化势的改性技术分析

提出针对低黏性粉土等易液化土样采用酸化学改性方法。改性后的低黏性土液化试验曲线表明,在50~80 kPa动应力下孔隙水压力上升很小,应力降低很小。该方法能达到有效降低液化势,提高土体强度的目的。     

液化土层对地表加速度反应谱的影响

采用一种改进的有效应力方法研究土层液化对地表加速度反应谱的影响，分析中考虑了砂层的厚度、埋深和输入地震波的幅值和波型等因素。分析结果表明，土层液化使地表加速度反应谱的特征周期至少延长0．1秒以上，使原Ⅱ类场地变为Ⅲ类场地，高烈度时易变成Ⅳ类场地，反应谱中周期0．8秒-1．0秒是液化砂层加震或减震的一个分界点，液化对反应谱短周期分量具有一定的减震作用，而对长周期分量有非常显著的放大作用。     

液化层减震机理研究

液化层的减震作用一直是引人入胜的话题,但至今没有做过系统的研究。本文通过国内首次研制的多层剪切砂箱试验及一维有效应力分析对液化前后的应力、应变及减震机理等作了探讨。计算结果与实验结果在定性上是一致的,与通过宏观震害得到的认识也是相符的。     

粉粒含量对粉土场地液化后变形影响的试验研究

利用全自动多功能三轴仪进行了粉土场地的液化后变形试验,探讨了粉粒含量对液化后应力应变关系的影响.试验时施加动加载使试样达到设定的液化程度,然后立即施加单调荷载,以模拟地震现场发生强震时初始液化到液化后变形的整个过程.研究发现,不同粉粒含量粉土场地发生液化后变形得到的液化后应力应变关系可采用推导的同一理论关系式表示,其系数的差异表明了粉粒含量对粉土液化后变形的影响.验证结果表明该关系式能较好地模拟粉粒含量对粉土场地液化后应力-应变的影响,为同一地区或相似地区粉粒含量变化的粉土场地液化评估提供依据.     

基于Finn本构模型的饱和砂土地震液化分析

天然地震作用下的饱和砂土液化问题是岩土地震工程研究的重要课题之一。目前,国内推荐使用的规范法是基于实际地震液化调查而建立的判别方法,方法本身缺乏理论基础。采用Finn液化本构关系建立了砂土液化数值分析模型,运用有限差分法的动力时程分析模块,分析了饱和砂土地基的地震液化问题。结果表明,将Finn本构模型应用于砂土液化分析,可以较好地给出地震作用过程中孔隙水压力和有效应力变化的规律。     

杭州湾粉质土液化后强度及变形特性试验研究

海洋粉质土因沉积环境的差异,在动应力作用下的液化特性与陆上粉土略有不同。以杭州湾原状粉质土为研究对象,进行特别设计的动三轴液化试验,研究粉质土液化后的强度和变形特性。研究表明:杭州湾粉质土液化后的应力-应变关系相似,应变与砂性土的变化规律相似,可分为低强度段和强度恢复段两阶段,振动频率、围压和前期最大轴向应变对液化后应力-应变都有影响。提出粉质土液化后二阶段本构模型能较好地反映粉质土液化后的应力-应变关系。     

非饱和黄土动力液化研究——以党家岔滑坡为例

黄土具有极强的水敏性和动力易损性，黄土地区多次强震都引起过液化、滑坡等地质灾害，造成了严重的人员伤亡和财产损失，因此振动作用下高含水率黄土的液化问题不容忽视。在大量已有研究的基础上，以宁夏党家岔滑坡为例，研究振动作用下高含水率黄土的液化问题。现场调查发现高含水率滑带土并未达到完全饱和状态（饱和度达95%左右），在新鲜的芯样断面发现有明显的"流态化"液化破坏特征。借助室内试验和数值模拟技术，对党家岔滑坡非饱和黄土层的液化性能及液化发生机理进行分析。结果表明：（1）非饱和黄土层液化发生机理可概括为：地震作用下饱和黄土层孔隙水压力激增，高含水率非饱和黄土层孔压增长响应滞后，随着孔隙水压朝上部消散，地下水向上渗流，当平均有效应力接近0时，高含水率非饱和黄土层发生液化；（2）振动过程中不同饱和度黄土孔隙水压力增长响应具有滞后性，借鉴饱和黄土液化时孔压比的判别标准和Seed简化判别法，初步证实党家岔滑坡高含水率非饱和黄土层可发生振动液化，斜坡前缘和中部土体发生液化的初始饱和度范围分别为68.3%~100%和73.8%~100%，斜坡后缘土体不发生液化。     

砂土液化诱发地面侧移分析

分析了砂土液化诱发地面侧移的机理，提出了估计砂土液化诱发地面侧颓废不久位一种新方法。该方法是用饱和砂层中水压力的发展，在每个应力循环内对土壤的抗剪强度进行修正，然后在每个应力循环内应用Ｎｅｗｍａｒｋ刚性愉模型计算地面侧向永久位移，对比计算表明，本文提出的方法在物理机制上更加合理，计算结果与宏观震害现象十分吻合。     

考虑非线性的建筑物地基地震液化简化分析方法

本文在建筑物地基地震液化总应力简化判别方法的基础上，考虑地基土壤的剪切非线性及饱和砂土Martin非线性孔压增长模型，提出了估计建筑物地基孔压增长的简化分析方法，这一方法可用来判别地基的初始液化问题。     

液化区埋地管线的数值模拟分析

利用ANSYS有限元分析软件,建立了由场地土液化引起的地下管道上浮反应的分析模型。用土弹簧模型模拟地下管道的受力特点,考虑了管土之间相互作用的非线性特征,通过算例分析了管道在发生上浮反应时的应力应变曲线,探讨了液化区埋地管道在发生上浮位移时的受力特征,得出了一些有意义的结果。主要有:管线的应力应变以轴向为主,并且管顶和管底的受力最大,管侧相对于管顶和管底轴向应力应变很小可以忽略;最大应变位于液化区和非液化区交界处;管线中点处等效应力达到极值等等。