基于三轴试验的软土震陷简化计算方法研究

本文通过对天津滨海新区典型软土的静、动力学试验,分析了软土残余应变的变化规律,提出了结合地区震陷经验系数的软土震陷简化计算方法,并利用1976年唐山7.8级地震中天津塘沽地区软土震陷观测资料对计算方法进行了验证。结果表明,本方法用于估算自由地表震陷量是可行的,对中小工程中软土震陷量的估算具有一定的参考价值。     

基于OpenSees的地震动对软土震陷影响研究

软土具有高灵敏度、低强度等特性,在地震过程中极易产生震陷。基于OpenSees数值模拟方法对软土场地的震陷反应进行非线性动力有限元分析,通过改变地震动峰值加速度、频谱特性、输入方式来研究其对软土震陷的影响。结果表明,地震动峰值加速度对地基土的不均匀震陷有显著影响,地震动峰值加速度越大,震陷量显著增大,震陷影响深度更大,对水平地表造成的破坏范围也更大;地震动频谱特性对软土震陷有重要影响,当地震动卓越频率与场地自振频率相近时,其幅值越大,产生的震陷越严重;水平、竖向同时输入地震动的方式能更好地反映土体的振动及震陷响应。该研究成果对探索软土震陷的机理有一定的指导意义。     

泉州市规划区场地抗震性能与土地适宜性分区研究

在泉州市土地适宜性分区规划的编制过程中，建立了比较详细的钻孔资料数据库，给出了泉州规划区内不同土类的剪切波速按埋置深度进行修正的经验公式，并用这些经验公式计算了无实测波速资料的钻孔的等效剪切波速。文中按等效剪切波速和覆盖层厚度进行了场地类别的划分；采用震后残余应变和软化模量的思想和分层总和方法，综合考虑了软土厚度、埋深、地下水位对软土震陷量的影响，使软土震陷量计算结果更为合理。在充分考虑规划区内地形地貌、工程地质条件、场地类别、砂土液化、软土震陷、砂层及软弱土层的厚度分布、滑坡崩塌等对场地抗震性能影响的基础上，给出了更适合规划区的场地抗震性能评价标准，绘制了泉州场地抗震性能与土地适宜性分区图。     

考虑软土层参数变化时震陷量的计算

软土层在发生震陷过程中,厚度和孔隙比随着震动的持续会不断变化,每一次加荷后,软土层都会因为压缩而厚度减小,相应孔隙比也会减小;而且震陷量的大小与软土层的排水条件也有着密切的关系,在考虑软土层参数变化及上下相邻土层的排水条件后,利用震动固结原理,提出了震陷量的计算方法,并利用该方法对唐山沿海地区的软土层在1976年地震中的震陷量进行了计算,结果表明震陷量Ⅶ度区在27.4~111mm之间,Ⅷ度区在114~671 mm之间,Ⅸ度区在463~1315mm之间.据震后实测的地面垂直形变资料显示,沿海地区地面沉陷量Ⅶ度区一般在25~100 mm之间,Ⅷ度区一般在100~500 mm之间,Ⅸ度区一般在500~1551 mm之间.结果表明,计算结果与实测结果大致吻合.     

软土震陷计算中若干问题的讨论

本文就软土震陷和砂土液化危害性分析中的三个问题进行了讨论,即具条形基础建筑物的有限元划分、土壤初始模量和静动应力不同的组合对计算震陷值的影响。文中指出,在震陷试验和计算中存在着测试误差和各种假定,但是,由于采用了修正系数,这些不合理性在一定程度上均得到了补偿。     

软土残余应变势简化计算公式及参数分析

利用以往试验结果,提出一套修正的软土残余应变势简化计算公式。依据剪切波速与各震陷参数的关系曲线,对以往软土残余应变势计算参数不合理部分进行了修正,并用唐山大地震中塘沽地区实际震陷资料进行了检验,在此基础上研究了土性和动力参数对残余应变势变化影响规律。结果表明:依据修正参数得到的残余应变势值符合客观规律;地基承载力是残余变形最重要的控制指标,土的地基承载力较高时,即使埋深较浅且受到较强和较多次数的动应力,其残余变形也很小;土残余应变势与动应力幅值、动应力作用次数分别呈非线性递增关系和线性递增关系。本文结果可为深入认识软土残余应变势的发生发展规律提供基础,另一方面也为今后软土地区结构震陷计算分析提供了可靠工具。     

基于高密度钻孔揭露的广州城区软土分布特征及震陷预测

以面积达270km2的广州城区为研究区,利用高密度分布的近12 000个钻孔,综合各行业规范对软土的定义,判别出广州城区的软土层,并详细分析其空间分布特征,结果为:研究区内近80%的面积其下伏地层有软土分布,软土层在广州城区埋藏较浅,其顶板埋深约6.0m以浅,并呈现中部浅、南北两侧深的特点;另外,软土层在广州城区沉积厚度差异较大,厚度不足1.5~13.5m者皆有分布,其中厚度大于3.0m的地区占了研究区面积的32%,同时软土的厚度分布呈现出研究区南部、西部的厚度大,中部、北部的厚度小,河流岸边的厚度大,远离河流的厚度小的特点,并且呈现出两个沉积中心。结合上述结果,初步预测出研究区内近1/3的面积在强烈地震时可能产生软土震陷,软土震陷区主要集中在研究区的西部和南部。     

建筑物不均匀震陷简化分析方法

基于对建筑物不均匀震陷机理的新认识，借助分层总和原理，基于不规则荷载下土的残余应变模型及土体逐步软化模型，提出了一套建筑物不均匀震陷的简化分析方法。此方法较以往更合理地考虑了土、结构和地震动的共同效应，可实现对不均匀震陷的时程分析，且原理简单，方便工程应用。方法的可靠性通过大型振动台实验进行了检验。     

珠江三角洲场地震害预测

场地震害是随空间和时间而变化的多因子影响的综合体。本文根据这一观点分析影响珠江三角洲场地震害的环境因子及岩土特征，探讨该区砂土液化、软土震陷、活动断裂、滑坡、崩塌、岩溶和孤立地形等场地震害，指出本区未来场地震害的主要形式是砂土液化和软土震陷，但也不可忽视活动断裂和水下场地震害，以及特殊地形地貌引致的共振、驻波破坏。     

考虑地震动特性的饱和砂土震陷计算方法

为探究地震动特性对砂土震陷的影响,提出合理的震陷评价方法,本文利用开源有限元平台Open Sees对饱和砂土自由场地震陷进行数值模拟,研究了地震动维度和方向角对砂土震陷的影响,以震陷比为评价指标,分析了水平单向荷载简化二维荷载的合理性,并对震陷和震陷比与地震动强度参数进行相关性研究,提出了考虑地震动特性的饱和砂土震陷计算方法。结果表明:饱和砂土在地震动水平双向荷载作用下的孔压和震陷均大于单向加载结果,但小于两个单向荷载分别施加产生的结果之和,也小于任一单向加载下结果的2倍;地震动方向对震陷比影响显著,且不同地震动得到的最大震陷比对应的方向角存在差异,表明采用某一确定方向的一维荷载简化分析二维荷载的方法并不合理;震陷量与地震动强度参数Sa(0.6 s)和VSI相关性较好,以VSI为参数提出的预估公式可快速计算震陷量;砂土相对密度越大,计算结果越准确。