反应分析法在黄土液化势评价中的应用

反应分析法是一种基于动三轴试验,并考虑场地地震危险性一种综合性饱和土体液化评价方法。本文对固原石碑塬黄土进行了动三轴液化试验,利用反应分析法对该场地饱和黄土液化势进行评价,并和海原地震中固原石碑塬黄土的实际液化情况对比。研究结果表明利用反应分析法对饱和黄土进行液化势评价的结果与实际震害相符,可在黄土地区建设工程场地地震液化势评价中广泛应用。     

海原地震石碑塬液化滑移地表特征形成机制探讨

海原大地震诱发石碑塬地区发生大规模液化滑移,因其多元地层结构和土体液化性质的差异,在滑移发生过程中形成节律性极强的后部似台盾,前、中部尺度差异性不强的波浪型地貌。而这种表性特征是滑移体成灾过程中发生模式的直观表达,因此,对其滑移体地表表性特征的形成机制分析是对该类致灾形式机制、机理研究分析一种理想研究角度的选择。文章结合实地调研、滑移体走向、地层剖面及前人对不同砂质黄土层的液化势判定成果,对波浪型峰谷地貌的峰、谷形成机制和运动特征进行细致的分析和探讨。     

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。     

定量研究粉砂质沉积物在地震过程中导致斜坡破坏的作用：阿尔及利亚边缘的例子

阿尔及利亚边缘是一个地震活动很活跃的地区,上个世纪以来,发生了多个高震级的地震。本研究用数值模拟的方法把岩土工程技术和沉积学的数据结合起来,量化评价当今阿尔及利亚边缘的斜坡稳定性问题。动三轴液化试验、固结试验和十字板剪切试验等土力学试验,被运用在研究区收集来的沉积岩芯上。结果显示,对于2003年5月21日Mw=6．8级的布米尔达斯地震,理论评估在距离震中30km开外的沉积柱仍具有发生液化的潜能。正如对钻孔岩芯中沉积物的描述那样,我们指出薄层的粉砂质岩层是导致沉积岩在地震中变形和发生液化的主要原因。数值计算表明,斜坡破坏可能发生在地震的峰值地面加速度（PGA）超过0．1g时,并且当地震的峰值地面加速度低于0．2g时,浅层的粉砂质沉积物可能会引发砂土液化。另外,把预测的斜坡破坏和海底地形图观测出的破坏迹象作比较可以得出,地震和随后的大量位移能够解释如今这个区域的地形形成过程。     

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。     

海原大地震诱发石碑塬黄土滑坡机制探讨

1920年海原8.5级大地震诱发的石碑黄土塬滑坡,因其规模大、坡度小、滑距远的特点成为业界关注焦点,目前对该滑坡的物理力学过程仍无统一认识。基于此,文章通过理论分析和数值计算方法研究该滑坡初始状态、地震动力响应和流滑发展过程。为分析震前斜坡初始状态,建立考虑斜坡表面拉裂缝中侧向水压力作用的力学计算模型。结果表明,拉裂缝中侧向水压力削弱了斜坡整体稳定状态;为研究地震时斜坡动力响应过程,建立数值计算模型,获得地震时斜坡饱和土层的孔隙水压力比和斜坡位移的变化特性;为解释远程滑坡,将液化后土层等效为流体,借鉴泥流滑距估算理论,求算石碑塬滑坡的滑距,计算结果与前人现场考察结果吻合。     

临潼-长安断裂小鲍陂一带晚第四纪剖面研究

通过临潼-长安断裂带少陵塬段小鲍陂一带断层陡坎和断层剖面的地质调查, 并结合黄土地层光释光(OSL)年龄测试和钻孔探测, 研究了该段落晚第四纪以来的地貌标志、 活动方式和幅度以及平均滑移速率。 该断裂断面明显错断了古土壤(S₁)底界, 并且断层上断面以裂缝形式延伸至弱古土壤(L_1s)地层中, 根据光释光(OSL)测年结果该断裂至少在晚更新世中晚期以来仍有活动, 以断层两侧晚更新世底界S₁地层稳定的趋势面为标志, 错距达5 m多。     

坝基地震液化特性及动力稳定性分析

为了考虑水库大坝地基地震液化及动力特性,首先通过室内动三轴试验研究混黏土的粉土、粉砂在动荷载作用下的孔压累积特性,提出了选择双幅应变达到5%作为土样液化的标准;然后采用现场标贯试验和室内动三轴试验对水库坝基中的粉土、粉砂层进行了液化判别,并对判别结果进行了对比分析;同时在液化判别的基础上利用有效应力动力分析方法对坝基土体进行了考虑渗流和不考虑渗流的地震液化的非线性动力有限元分析,并将液化的判别结果与现场标贯试验、室内动三轴试验的判别结果进行对比,从中得出一些有益的结论可供类似工程参考。     

地基土粉砂层动力特性分析试验研究

本文通过对某核电厂取水明渠导流堤地基土粉砂层室内共振柱试验及动三轴液化试验,测定了动剪切模量、阻尼比与动剪应变幅的双曲线关系,分析了粉砂的动力变形特性,探讨了砂土的抗液化强度与液化振次之间的乘幂函数关系,确定了该地基土的抗液化强度指标。为评价导流堤的地震稳定和液化分析提供了相关参数,同时对堤坝工程场地的地震安全性评价和液化评判有良好的借鉴和参考价值。     

渭河盆地东南缘渭南塬前北侧分支断层的浅部结构及晚第四纪活动

渭南塬前断裂是渭河盆地东南缘一条重要的近EW向的全新世活动断裂,与1556年华县8级特大地震的发生密切相关。该断裂的北分支——渭南塬前北侧分支断层通过渭南市区,查明该北侧分支断层的展布、浅部结构、晚第四纪活动性以及发震能力,对于当地的防震减灾工作具有重要意义。文中通过浅层地震和钻孔联合剖面探测,结合地面地质调查,对渭南塬前北侧分支断层的展布、结构特征以及晚第四纪活动性开展研究。4条测线的浅层地震勘探揭示渭南塬前北侧分支断层与渭南塬前断裂平行展布,两者呈阶梯状正断层结构关系。渭南塬前北侧分支断层错断多套第四纪地层,显示出生长型正断层特征;可识别的上断点埋深为95m以浅,晚更新统的垂直错距为16～20m;在剖面上表现为宽200～1 800m的次级断陷带,具有阶梯状正断层和小型地堑结构。钻孔联合地质剖面揭示渭南塬前北侧分支断层距今19ka以来仍有活动,晚更新世中期以来的平均垂直运动速率为0.07～0.26mm/a。结合地表的断层陡坎和断错地貌现象判定,渭南塬前北侧分支断层与渭南塬前主断层同样具有较强的晚更新世—全新世活动性,不能排除渭南塬前北侧分支断层曾经参与1556年华县8级大地震破裂的可...     

黄土随机振动强度参数在地震滑坡分析中的应用

地震滑坡往往是黄土地区最突出而且最严重的灾害类型。为了寻求黄土地区震害预测方法,作者选择了位于1920年海原大震10度区内的回回川滑坡进行具体研究。分析中运用了输入随机地震动时程的不规则波动三轴仪强度试验所得的参数。在稳定性分析中采用了求解临界地震系数的方法,反演得出回回川滑坡形成前原始斜坡坡角为5°—15°的安全系数为3.3,是一个相当稳定的斜坡。而在地震力作用下,在具有相当于地震烈度8度强或9度弱的地震动加速度时就产生滑动。反演结果与实际较吻合,说明本文提出的方法是分析滑坡形成规律和对黄土斜坡进行稳定性分析的切合实际且较为准确的方法。     

Flow Characteristics of Large-Scale Liquefaction-Slip of the Loess Strata in Shibei Tableland, Guyuan City, Induced by the 1920 Haiyuan M8 1/2 Earthquake

Based on the dynamic triaxial liquefaction test of the loess samples which are taken from Shibei tableland, Guyuan City, Ningxia, China, the characteristics of dynamic strain, dynamic stress and pore water pressure are studied under cyclic loading. Triaxial shear test is conducted immediately after the sample reaches liquefaction point. During the test, the property of the liquefied soil is analyzed through fluid mechanics method, whereby the fluidity of the liquefied soil is represented by apparent viscosity.The results show that the fluidity of liquefied loess changes from "shear thickening" to "shear thinning" as the shear force continues, and the fluidity of liquefied loess is closely related to its structure. In addition, in the process of forming a new stable state, the apparent viscosity and deviant stress change with axial strain in a similar approach. When the sample reaches its stable state, it meanwhile shows a relatively stable apparent viscosity. According to the fluid mechanics and the law of conservation of energy, the slip distance of the liquefied soil is estimated, and the results are in good agreement with the field investigation results.     

黄土场地震动液化实例

湿度大的黄土在地震作用下会发生液化和震陷,已在室内动力试验和古地震的调查中得到了证实。目前工程规范对黄土的液化预测判别尚缺乏经验,暂未列入规范。本文介绍了一些黄土地基处理施工的实例,证明饱和黄土在受到机械振动或冲击作用的影响后,会产生液化使所处理的地基下沉,对开展黄土液化机理、液化判别与危害评价方法及工程预防措施的研究具有现实意义。     

近岸水平场地液化侧向大变形影响因素分析

利用改进的软化模量分析方法,对近岸水平场地液化侧向大变形进行数值计算,以研究地震波波形和幅值大小、液化、竖向地震动对侧向大变形的影响。结果表明:不同的地震波作用下,即使峰值加速度相同,液化程度与侧移距离也可能有较大不同,表现了土体变形的强非线性性质,但大地震下液化导致的侧移几乎都在米的量级上;计算区域中无液化区时,岸壁侧向永久位移很小,在几公分左右,随水平峰值加速度及不同地震动输入改变不大;计算区域中有液化区时,岸壁侧向永久位移显著增大,且随输入水平峰值加速度的增大而明显增大,其机理是强地震动使液化范围加大;水平竖向两向地震动输入与单独水平地震动输入相比,前者场地液化范围增大,平均增大42%,侧移量增加,平均增加37%。     

地震黄土滑坡滑距预测的BP神经网络模型

地震滑坡的滑距与重力滑坡的滑距有着显著的不同,科学预测地震发生时黄土地区滑坡的滑动距离是合理评估黄土地区滑坡风险和减轻滑坡灾害的有效方式之一。基于海原特大地震诱发黄土滑坡的400组野外调查数据,通过引入BP神经网络算法,论证了BP神经网络模型用于预测黄土地震滑坡滑距的适宜性和可行性;建立了地震诱发黄土滑坡滑距的BP神经网络预测模型,并通过67组数据进行了验证。BP神经网络算法和传统多元线性回归、多元非线性回归结果的对比显示,BP神经网络的预测更接近真实情况,具有较为理想的预测效果,可以用于黄土地震滑坡滑距的预测,并为圈定较为可靠的致灾范围提供依据。     

Seismic base-isolation mechanism in liquefied sand in terms of energy

Seismic base isolation effect in a liquefied sand layer was investigated based on soil properties measured in a series of undrained cyclic triaxial tests. Transmission of seismic wave in a soil model consisting of a liquefied surface layer and an underlying nonliquefied layer was analyzed in terms of energy, considering liquefaction-induced changes in S-wave velocity and internal damping. It was found that, between two different base-isolation mechanisms, a drastic increase in wave attenuation in the liquefied layer due to shortening wave length gives a greater impact on the base isolation with increasing thickness of the liquefied layer than the change of seismic impedance between the liquefied and nonliquefied layer. Also indicated was that cyclic mobility behavior in dilative clean sand tends to decrease the seismic isolation effect to a certain extent.