黄土场地地震液化研究

通过往返加荷动三轴试验，对兰州某民用机场扩建工程场地的饱和黄土和砂土进行了液化试验。在试验结果的基础上，运用抗液化剪应力判别方法、地震危险性分析计算结果以及根据有限元一维模型计算求得的该场地的地震剪应力，对该场地饱和黄土和砂土的地震液化进行了综合判断。结果表明，在未来遭受到50年10％超越概率的地震作用时，该场地的饱和黄土比饱和砂土更容易发生液化。     

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.     

地震液化判别及危害性评价

饱和砂土地震液化有可能诱发极为严重的破坏,已成为土动力学领域的重要研究课题之一。对液化的判别分为初判和复判。初判指根据已有的勘测资料或简单的测试手段,初步判别土层的液化可能。对于初判可能发生地震液化的土层,则再进行复判。鉴于土层液化的影响因素较多,我国规范建议采取经验方法,即标准贯入法,静力触探法,剪切波速法。单一判别方法都有局限性和适用范围,宜用各种方法综合判别。液化危害性评价使用危害性指标,分析液化对建筑物的危害程度。评价方法主要有液化指数法,震陷值法,谱强度比法和综合法。以评价指标为依据,划分液化影响的综合等级,全面反映液化危害程度。     

地震液化判别及危害性评价

饱和砂土地震液化有可能诱发极为严重的破坏,已成为土动力学领域的重要研究课题之一。对液化的判别分为初判和复判。初判指根据已有的勘测资料或简单的测试手段,初步判别土层的液化可能。对于初判可能发生地震液化的土层,则再进行复判。鉴于土层液化的影响因素较多,我国规范建议采取经验方法,即标准贯入法,静力触探法,剪切波速法。单一判别方法都有局限性和适用范围,宜用各种方法综合判别。液化危害性评价使用危害性指标,分析液化对建筑物的危害程度。评价方法主要有液化指数法,震陷值法,谱强度比法和综合法。以评价指标为依据,划分液化影响的综合等级,全面反映液化危害程度。     

饱和砂土液化的动三轴试验判断与评价

基于动三轴砂土液化试验,采用抗液化剪应力判剐方法和地震反应分析计算结果与地震剪应力时程相结合的综合判别方法,对某长江大桥工程场地的饱和砂土液化进行了判断,并对其液化危害程度进行了等级划分,给出了不同超越概率下的预测结果。     

基于减法聚类模糊神经网络的砂土液化势判别

砂土地震液化问题是岩土地震工程学的重要研究课题之一。在分析模糊神经网络原理的基础上,利用减法聚类算法对自适应模糊推理系统进行优化,并建立了砂土地震液化的模糊神经网络模型。然后,将该模型用于实际工程的砂土液化判别中,并与传统砂土液化判别方法结果进行对比。判别结果表明:文中建立的模糊神经网络模型具有较强的学习功能,用于砂土地震液化判别中是可行的和有效的。     

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。     

含弱渗透性覆盖层饱和砂土地震液化特性研究

针对含弱渗透性覆盖层的饱和砂土地基进行一组离心机振动台试验,并采用OpenSees对试验模型进行数值模拟。通过模型试验与数值模拟结果对比讨论OpenSees对于饱和砂土地基地震液化模拟的精度;采用水平方向的Arias强度表示传入某一位置的地震动强度,并以液化时水平方向Arias强度作为该土层的抗液化强度;采用OpenSees计算不同地震动输入时饱和砂土的反应,以此检验Arias强度作为抗液化强度的准确性。结果表明,引起饱和砂土液化所需要的地震动强度随深度增加而增加;当传入的地震强度达到砂土发生液化所需要的地震强度时,该层砂土将会发生液化。     

基于GIS的青岛市工程场地评价可视化研究

本文主要完成了以下几大模块:①以规范模型为基础,首先智能判别单个钻孔的场地所属类别和砂土液化情况,然后采用插值方法插值成面状场地类别分区和砂土液化分区图,并动态加以展示;②根据先前输入的钻孔资料信息自动生成基岩顶部等值线图;③根据资料得到青岛市断层分布,然后依据规范规定,应用缓冲技术给出建筑避让距离;④展示所应用的判别规范,允许用户添加和更改。根据以上几点处理,基本达到了工程场地评价的可视化,为相关部门提供了方便工具和直观资料。     

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,...     

某长江大桥深度超过15米的砂土层液化势的综合评价

不同抗震设计规范的砂土液化判别方法或国内外其他有代表性的液化判别方法所采用的地震动参数和土性指标及其埋藏条件是不同的,因而采用这些方法对同一工程场地进行液化势预测时其评价结果通常有一些差异,甚至会得到相反的结论。为了给重大工程建设提供较为合理、可信的地基液化势预测结果,采用多种液化判别方法进行场地液化势的综合评价是比较客观的,也是必要的。本文结合某长江大桥桥基工程,采用建筑抗震设计规范的砂土液化判别方法、国内外有代表性的液化判别方法、有限元数值分析法等多种方法逐一对该工程场地砂性土层进行液化判别,并结合室内动三轴液化试验结果,对主桥墩不考虑冲刷条件和考虑一般冲刷深度5m条件时的砂性土层进行了液化势的综合评价,并将各土层的液化势分为液化、可能液化和不液化3个等级,得到了较为合理可靠的判别结果。     

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。     

甘肃地区波速测试中的问题分析

土的弹性波速度是非常重要的力学参数,可用于场地类别划分、场地地震反应分析以及判别砂土、粉土、黄土液化、黄土震陷等。准确测得场地波速资料是进行土工设计和预测岩土地震灾害的关键技术环节。本文收集了甘肃地区地震安全性评价和小区化实测原位波速资料,分类指出了存在的问题,以反面案例的形式给出了波速数据处理时应注意的问题和分析方法。     

饱和砂土地铁车站的振动台试验研究

地震作用下,饱和砂土地层地铁车站的动力反应特征是城市轨道工程抗震的关键问题。以太原地铁新近沉积粉细砂地层地铁工程为对象,通过模拟地震运动输入的饱和砂土地基地下结构的振动台模型试验,分析了不同峰值加速度地震作用下饱和砂土与地下结构相互作用的动力反应性状。研究了地震波作用的放大效应与频率特征,动孔压比增长发展过程和液化区域分布,以及动土压力的变化规律。表明加速度放大系数为1.5~2.0;0.1~0.25g峰值加速度地震作用下饱和砂土均产生动孔隙水压力累计发展;0.3g峰值加速度地震作用下饱和砂土产生液化,抑制了土与地下结构的振动放大效应,地表面大量冒水,结构模型出现了明显上浮,地下结构两侧产生震陷。     

遮帘式板桩码头地基地震液化破坏机理

遮帘式板桩码头作为一种新型的板桩结构型式,其抗震性能研究是设计建造过程中的重要环节。在FEM-FDM水土耦合计算的平台上引入循环弹塑性本构模型,借助FORTRAN编程软件形成饱和砂土动力液化分析的数值方法,可有效模拟饱和砂土在地震动力作用下的非线性及大变形特性,同时也可模拟砂土液化流动对遮帘桩和前墙的动土压力。研究表明:地震作用下可液化土层超孔隙水压力比增长并发生较大的水平流动变形,对前墙的水平破坏大于竖向破坏;前墙剪力最大值位于海床与前墙交界处;遮帘桩剪力最大值位移与前墙底平行的位置;后拉杆拉力逐渐变大,前拉杆拉力逐渐变小。通过对板桩码头地震液化灾害的分析,可为抗震和抗液化设计提供参考依据。     

A fractal analysis of the water retention curve

The dependence of the soil water content ? upon the matric potential ψ is studied within a fractal approach that regards the water retention curve as a sequence of well defined fractal regimes. Each of such regimes accounts for a given functional dependence ?≡?(ψ), which in turn is characterized by a fractal dimension. The difference between the double fractal (observed into sandy soils) and multifractal (observed into clay soils) regime is explained by recalling that, for a sandy soil, the transition from saturated to dry conditions is driven by a steep reduction of ψ. To the contrary, for a clay (where the change from the highest water contents to the smallest ones is characterized by a large range of the matric potential), the multifractal behaviour is observed. These results are also confirmed by the analysis of experimental data. In particular, we show that the intermediate regime, generally accounting for the fractal multimodality, is due to the sandy nature of the soil at stake, practically immaterial. Finally, we demonstrate that our model can be also regarded as the straightforward generalization of that of Millán and González‐Posada ( 2005 ).     

唐山地震引起北京地区烈度异常区的原因分析

唐山地震导致北京地区出现烈度异常区的主要地质因素是砂土液化、断层和潜山。砂土液化分布于地势低洼、新近沉积的饱和砂层地区,并位于地下水埋藏浅和迳流滞缓地区。断层控制异常区呈带状分布。潜山的影响主要在于其形态引起的地震动“放大”作用。几次地震对某些地区的影响,常重复出现烈度异常,反映在该地区具有长期起作用的地质因素     

Threshold seismic energy and liquefaction distance limit during the 2008 Wenchuan earthquake

Estimating the possible region of liquefaction occurrence during a strong earthquake is highly valuable for economy loss estimation, reconnaissance efforts and site investigations after the event. This study identified and compiled a large amount of liquefaction case histories from the 2008 Wenchuan earthquake, China, to investigate the relationship between the attenuation of seismic wave energy and liquefaction distance limit during this earthquake. Firstly, we introduced the concept of energy absorption ratio, which is defined as the absorbed energy of soil divided by the imparted energy of seismic waves at a given site, and the relationship between the energy absorption ratio and the material damping ratio was established based on shear stress–strain loop of soil element and the seismic wave propagation process from the source to the site. Secondly, the threshold imparted seismic energy of liquefaction was obtained based on existing researches of absorbed energy required to trigger liquefaction of sandy soils and the ground motion attenuation characteristics of the 2008 Wenchuan earthquake, and the liquefaction distance limit of this earthquake was estimated according to the proposed magnitude–energy–distance relationship. Finally, the field liquefaction database of 209 sites of the 2008 Wenchuan earthquake was used to validate such an estimation, and the field observed threshold imparted seismic energy to cause liquefaction in recent major earthquakes worldwide was back-analyzed to check the predictability of the present method, and several possible mechanisms were discussed to explain the discrepancy between the field observations and the theoretical predictions. This study indicates that seismic energy attenuation and liquefaction distance limit are regional specific and earthquake dependent, and 382 J/m³ is the average level of threshold imparted seismic energy to cause liquefaction for loose saturated sandy soils, and the corresponding liquefaction distance limit is approximately 87.4 km in fault distance for a M_w?=?7.9 event in the Chengdu Plain. The proposed regional energy attenuation model and threshold imparted seismic energy may be considered as an approximate tool in evaluating the liquefaction hazard during potential earthquakes in this area.     

Shear wave velocity-based liquefaction evaluation in the great Wenchuan earthquake： a preliminary case study

The great Wenchuan earthquake (Ms = 8.0) in 2008 caused severe damage in the western part of the Chengdu Plain. Soil liquefaction was one of the major causes of damage in the plain areas, and proper evaluation of liquefaction potential is important in the definition of the seismic hazard facing a given region and post-earthquake reconstruction. In this paper, a simplified procedure is proposed for liquefaction assessment of sandy deposits using shear wave velocity (Vs), and soil liquefaction from the Banqiao School site was preliminarily investigated after the earthquake. Boreholes were made at the site and shear wave velocities were measured both by SASW and down-hole methods. Based on the in-situ soil information and Vs profiles, the liquefaction potential of this site was evaluated. The results are reasonably consistent with the actual field behavior observed after the earthquake, indicating that the proposed procedure is effective. The possible effects of gravel and fines contents on liquefaction of sandy soils were also briefly discussed.     

区域土壤地震液化预测简化方法

利用可大范围获取的空间参数给出区域土壤液化的评估方法,可预估震前各地区土壤液化可能性,可快速评估震后震区土壤液化情况,对预防减轻地震灾害以及地震快速响应救援都具有重要意义的.本文以我国1976唐山大地震液化调查资料为背景,提出了区域土壤液化预测的四参数简化评估方法,并用2011年新西兰基督城地震进行了检验.选取场地平均剪切波速V s30、复合地形指数CTI、场地到河流的距离DR以及地面峰值加速度PGA,分别代表土壤密实程度、饱水状态、地质年代和遭遇的地震作用大小,并基于我国唐山地震液化区域调查资料生成的样本,运用经典二元Logistic回归方法,建立了区域土壤液化预测模型和评估公式,回归检验结果良好,整体回判成功率为77%,非液化和液化区域成功率分别为73%和78%.将公式应用于评估2011年新西兰基督城地震液化情况,区域液化和非液化成功率分别为82%和88%,总体成功率为84%.以上结果表明本文模型可靠,方法正确,可用于区域土壤液化震前预估以及土壤液化震后快速评估.