砾性土抗液化能力与其液化判别方法研究进展

从砾性土的定义出发,回顾了砾性土从被认为不会液化到其液化现象引起工程师关注的研究历程及国内外研究进展。总结了含砾量、相对密度等因素对砾性土抗液化能力影响关系的研究现状。介绍了国际上对砾性土场地液化判别的研究成果及各种主流方法的优势与不足;分析了剪切波速方法应用于砾性土场地液化判别的可行性。研究认为:砾性土的液化现象正逐渐被科学界及工程界接受;含砾量对砾性土抗液化能力的影响研究仍然存在较大矛盾,相对密度等影响砂土抗液化能力的因素同样影响砾性土抗液化能力;砂土场地应用的标准贯入、静力触探等液化判别方法不适用于砾性土场地,国际上发展了基于动力触探和贝克尔贯入试验的液化判别方法;剪切波速判别方法在砾性土场地的液化判别中具有优势和潜力,是今后研究的方向之一。     

汶川地震砾性土液化场地特征解析

通过成都平原砾性土场地勘察测试,研究汶川地震中大量砾性土液化场地的基本特性,找出一般规律,对砾性土场地液化发生主客观原因提出解释,并修正以往若干认识偏差.分析表明:汶川地震液化砾性土层粒径范围宽,含砾量5%~85%甚至更大,同时其实测剪切波速140~270 m·s~(-1),修正剪切波速160~314 m·s~(-1),都远超历史记录;液化砾性土场地1/2集中在Ⅷ度区内,表明如砂土层液化一样,砾性土场地大规模液化需要较强地震动触发,但超过触发强度后液化规模增长均有限;成都平原浅表地层二元基本结构是汶川地震中出现大量砾性土场地的客观条件之一,该结构可使饱和砾性土层处于封闭状态,构成了砾性土液化的基本条件;虽然液化砾性土层剪切波速很高,但实际上大多松散状态,是此次地震大量砾性土场地发生液化的客观条件之二;地震中地表(井中)喷出物与地下实际液化土类大相径庭,且液化层埋深大多小于6.0 m,以往以地表喷出物反推地下液化层土性类型的做法不再成立;认为砾性土层波速大、透水性好而不会液化的传统认识也不再成立,但砾性土层液化条件与砂土层液化条件不同,前者要求更高.     

砾性土剪切波速影响因素试验研究

剪切波速被认为是砾性土液化判别的有效指标,为探究砾性土剪切波速的影响因素,设计四因素三水准试验,利用GDS大型三轴-剪切波速设备研究含砾量、相对密度、固结应力和应力比等因素对砾性土剪切波速的影响。试验结果表明:砾性土的剪切波速与前述因素都有较好的相关性;当含砾量、相对密度、固结应力、应力比等增大,砾性土的剪切波速也随之增大;四个因素对砾性土剪切波速的影响程度与模式存在差异,其中固结应力是最为显著的影响因素。     

K_0状态下含砾无黏性土剪切波速特性试验研究

剪切波速是评估无黏性土力学性质的重要参数。为探究现行剪切波速液化判别方法不适用于砾性土场地的原因,利用自主研发的无黏性土剪切波速与相对密度联合测试系统,以汶川地震液化场地实测资料为参考,通过对福建标准砂和花岗岩圆砾按比例混合配制不同含砾量的砾性土试样在控制相对密度下的K0状态剪切波速试验,研究其含砾量对含砾无黏性土的剪切波速影响规律。试验结果表明:相对密度相同的砾性土剪切波速大于砂土,二者剪切波速比值与砾性土的含砾量成指数函数关系,两者比值最大为1.4;对于砾性土试样,在含砾量40%-60%间存在阀值,当含砾量小于该值,剪切波速随含砾量的增加明显增大,当含砾量大于该值,剪切波速的增长趋势放缓。试验研究指出了现行剪切波速判别方法不适用于砾性土场地的原因,揭示了含砾量与砾性土剪切波速的相互关系,提出了相同相对密度砾性土相对砂土的剪切波速修正公式,为建立新的判别方法提供了理论基础,也为岛礁珊瑚吹填土等宽级配无黏性新工程材料的性能研究拓展了技术手段。     

含砾量对饱和砂砾土液化特性的影响

利用GDS循环三轴仪进行一系列饱和砂砾土不排水动三轴液化试验,研究其在循环荷载作用下的液化特性,分析含砾量对饱和砂砾土动强度和动孔压的影响规律。研究表明:含砾量对砂砾土液化性能影响较大,随着含砾量的增加砂砾土抗液化强度呈单调增加趋势;随循环周次的增加孔隙水压力不断升高,增长速率与所施加的循环应力幅值有关,同一固结压力下,振次比相同时循环动应力幅值越大动孔压比越大;破坏振次对动孔压增长模式存在影响,破坏振次较小时砂砾土动孔压增长模式呈双曲线型发展,破坏振次较大时砂砾土的动孔压增长模式可用反正弦函数来表示,且含砾量越大循环荷载引起的孔隙水压力越高;含砾量对砂砾土液化特性的影响可从砂砾土的微细观结构特征得到阐释,并借助其粒间状态参量进行分析。     

砂砾土动力特性的室内试验研究进展

简要回顾了国内外有关砂砾土动剪切模量和阻尼比的试验研究进展,总结了围压、固结比、颗粒形状、含砾量、颗粒破碎等因素对砂砾土动剪切模量、阻尼比及归一化动剪切模量比与阻尼比曲线特征的影响规律,发现砂砾土归一化动剪切模量比和阻尼比的曲线形状主要受围压大小的影响,其他因素的影响不明显;总结了砂砾土抗液化强度、振动孔压发展特征、液化判别方法方面的研究进展,含砾量、试样扰动、膜贯效应是影响砂砾土抗液化强度的主要因素;指出了砂砾土动力特性研究中存在的问题及今后应予以更深入关注的研究方向。     

渤海海域典型场地土的动剪切模量比和阻尼比的统计值

收集渤海海域内近40个海洋平台的钻孔资料,结合室内振动三轴试验,归纳整理出372组渤海原状土样动力学测试的原始数据,利用数理统计方法给出渤海海域内不同类型土体、不同埋深的动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化的平均曲线及统计值。研究结果可作为土动力学研究的补充,同时有利于加深对不同土质动力学性能的认识,为渤海海域内其它海洋建设工程的地震安全性评价工作提供借鉴和参考。     

宽级配砾质土应力路径试验研究

对某土石坝工程的宽级配砾质土进行了三轴等应力比应力路径试验,试验分别模拟了土石坝施工填筑期及蓄水期可能的应力路径,研究了宽级配砾质土在复杂应力状态下的应力应变特性。研究表明,砾质土心墙料在等主应力比和等主应力增量比应力路径作用下,应力应变表现出较好的线性关系;在竣工期,其平均主应力p（或剪应力q）与体应变ε_v及剪应变ε_s的曲线关系都为幂函数形式,ε_v—ε_1、ε_3—ε_1关系均可用线性函数来表示,而在蓄水期,各应力与应变之间的曲线关系则基本上都可以用线性关系来表示。本文研究明确了复杂应力路径下宽级配砾质土的应力应变关系,为建立宽级配砾质土的应力应变本构模型提供了一个重要线索。     

土的动剪切模量、阻尼比和泊松比研究进展

介绍了现场测试与实验室测试土的最大动剪切模量的差别、动剪切模量和阻尼比与剪应变关系的表达式及其地区经验成果、固结比对最大动剪切模量影响、动泊松比研究、实验误差及其对地震动的影响等方面的主要成果。提出应加强动泊松比研究,加强共振柱和动三轴试验土动力学参数统一的数学模型研究,加强土动力学参数在均等固结与非均等固结条件下关系研究,加强土动力学参数与土的常规物理力学性质指标关系研究和土动力学参数实验误差研究。     

地下水位对砾性土层剪切波速的影响研究

通过地下水位修正来间接反应有效应力对土层剪切波速的影响的方法被应用于我国剪切波速法砂土液化判别,但现行方法不适用于砾性土层。利用GDS大粒径三轴-剪切波速系统测试不同含砾量,不同相对密度的砾性土在不同应力条件下的剪切波速,研究有效应力对砾性土剪切波速的影响。结果表明:砾性土的剪切波速与有效应力满足幂函数关系,其指数参数稳定,不受土性影响;结合对汶川地震震后调查的砾性土的上覆土层分析,推导出适合砾性土层剪切波速判别法的水位修正公式,给出了简化的线性表达;并分析了地下水位变化对剪切波速测试结果的影响。     

膨胀土水泥改性均匀性及长期效果试验研究

为了解南水北调中线工程南阳膨胀土试验段水泥改性土的掺拌均匀性及长期改性效果,进行了现场取样和室内试验研究。结果表明,中膨胀水泥改性土采用稳定土拌和机拌合效果相对较好;弱膨胀水泥改性土采用路拌机拌合,试样渗透系数及无侧限抗压强度变化均较大,表明现场拌合不均匀,即水泥改性土的拌合工艺对其均匀性影响很大。水泥改性土现场运行一年多之后,不仅显著降低了膨胀性,而且显著提高了膨胀土的抗剪强度,长期改性效果显著。     

土的工程力学性质与其电阻率关系实验研究

建立岩土的工程力学性质与其地球物理参数的量化关系是实现工程物探资料量化解释的必然前提。本次工作在分析影响土的工程力学性质和电阻率的共同因素基础上，通过室内实验，研究了不同类型土的粒度成分、含水率、饱和度、密实度与其电阻率的关系，并在此基础上探讨了耗土的压缩系数、粘聚力、压缩模量与电阻率的关系，得出了一系列的关系曲线及一些拟合公式，并对这些公式的含义进行了解释。     

土钉拉拔机理的试验及理论研究进展

简要介绍了近年来土钉支护技术在国际上的研究进展状况,选取了一些具有代表性的国家和地区,对该技术的发展历程进行了对比和归纳。同时,分析了目前现场、室内土钉拉拔的试验方法、相关设备及其工作原理,对拉拔试验结果的影响因素进行了论述。在此基础上,对理想弹-塑性模型、双折线模型和双曲线模型等常用的土钉拉拔模型分别进行了阐述和评价,并总结了以有限单元法为主要方法的土钉拉拔数值模拟的研究近况。最后概括了土钉拉拔研究中存在的一些问题,介绍了近期的研究新动向,并针对新型材料土钉及其时间效应的研究提出了具体的建议。     

粒子测速技术和透明土在土与结构动力相互作用研究中的应用

为了观测和研究土体内部的变形,人工合成透明土和图像光学技术作为新兴的试验技术成为岩土力学研究的有力手段。根据一系列共振柱/扭剪仪试验测得的人工合成透明土的基本动力特性在某种程度上表现出了与天然土类似的变化规律,可以在动力试验中用来作为天然土的代替品。并介绍了用于土体变形测量的粒子图像测速技术的工作原理和基于神经元网络的像机校正方法。利用两个小型振动台试验,采用透明土和粒子测速技术研究了刚性块体和透明土的动力相互作用。试验表明粒子测速技术和透明土在土与结构动力相互作用中是一个有力的研究工具。     

地震作用下骆驼城土遗址的安全性评价

以甘肃高台地区国家级重点文物保护单位骆驼城土遗址为研究对象,对其依次采用实地勘察、室内土工试验、统计分析、数值模拟四种手段进行了研究。将可靠度理论引入有限元动力分析中,利用APDL语言编制程序,使用蒙特卡洛法进行一千次的抽样数值模拟后进行抗震概率性分析。从而实现了土遗址抗震安全性评价的一种新方法和手段。计算结果对于骆驼城土遗址抗震防护及加固具有重要的参考价值,同时也为类似土遗址的防灾减灾工作提供一定依据。     

特殊土动力学的发展战略与展望

在我国广泛分布的特殊土(包括黄土、冻土、新近堆积土和膨胀土等)具有独特、复杂的动力学性质和较高的致灾性,与之相关的动力学问题已成为工程界关注的焦点。本文在回顾特殊土动力学发展历史、近年来国内外主要研究进展及其发展趋势的基础上,展望了未来该研究领域的发展战略,提出了今后应重点发展的研究方向与课题。     

P_5含量对滑坡体砾质土的力学性质影响试验研究

粗粒含量对滑坡体砾质土的力学性质具有重要意义。针对乌东德水电站金坪子滑坡体砾质土拟合了5条不同P5含量的试验级配,分别进行饱和状态与非饱和状态的固结排水剪切试验。试验表明,两种试验条件下的变形参数和强度参数均较高,变形参数k值与kb总体上随P5含量的增大而增大;P5含量越高粗颗粒的骨架作用越强,试样的模量越大。砾质土饱和状态的内摩擦角和变形参数低于非饱和状态,说明试样浸水饱和会使强度模量降低,降雨将降低滑坡体的稳定性。     

天津滨海场地土动力学参数研究

天津滨海地区是典型的软土区,属晚第四系以来的浅海相沉积软土。本文收集了该地区地震安全性评价报告中的土动力学参数的实验资料,并补充了15个钻孔的测试实验,统计分析了淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉土、粉质粘土、粘土、粉砂、细砂等7种土类的实测土动力学参数,给出了它们在不同深度下的动剪切模量比和阻尼比的统计值。然后,选取了2个典型钻孔并建立了土层地震反应分析模型,分别运用本文统计值、94规范值和袁晓铭等(2000)的推荐值进行土层地震反应计算,从反应谱形状、地表峰值加速度和反应谱特征周期等方面说明了本文统计值的适用性和针对性。本文的研究成果对天津滨海地区各类工程建设的场地地震安全性评价工作具有一定的借鉴和参考价值,且有利于该地区工程场地地震安全性评价工作的开展。     

昆明黏性土动力特性试验研究

对昆明地区黏性土进行室内的共振柱试验和动三轴试验,初步研究了该地区黏性土的动力特性,得出了不同初始固结比下黏性土的动强度曲线,比较了黏土与粉质黏土的动强度受固结应力比的差异,并对黏性土的动强度与破坏时其振动周数之间的关系曲线进行了拟合,给出了其数学表达式根据试验所得动强度包线的特征和动强度参数,分析了黏性土强度参数的变...     

大型振动台试验土质边坡模型材料相似性及评价

大型振动台模型试验是边坡动力响应和破坏模式研究的重要手段,其中相似材料的选择是决定试验能否成功的关键。以黄土地区2类典型边坡为研究对象,在对滑坡体原状土样开展室内土动力学测试的基础上,提出6种相似比条件下振动台模型试验相似材料的配比方法;对2种相似比条件下相似材料的参数进行量纲分析,依据相似判据、相似准则的约束,以模糊数学理论进行优化,并提出大型土质边坡振动台试验的材料相似性评价体系。