现场液化试验方法及液化土体特征研究

<正>液化问题是土动力学和岩土地震工程研究的重要课题之一。强震下饱和砂土易发生液化并可能加重震害,机械和波浪荷载下土体也存在液化问题。研究液化及相关工程问题,具有重要的理论和工程意义,一直是工程抗震领域的前沿方向。震害调查和室内试验是目前认识和研究液化问题的重要手段和主要手段。现场监测也是直接研究地震中液化问题的一种手段。在研究液化方面发挥了巨大作用,极大地推动了对液     

场地液化特征研究及液化影响因素评价

正震害调查是获取工程震害资料和经验最重要的手段,也是工程抗震理论和分析方法发展的基础。工程地震学的发展离不开历次地震考察,特别是破坏性地震震害的启示。在我国抗震设计技术演化历程中,对河源(1962)、邢台(1966)、通海(1970)、海城(1975)、唐山(1976)和汶川(2008)等大地震深入的震害调查和现场勘测,为我国工程抗震技术的发展及抗震规范的形成起到了极大地推动作用。     

液化场地重力式桥台震害模式及地震响应研究

地震液化区的桥台震害是桥梁结构的一种重要震害形式。以1976年唐山地震中发生震害的胜利桥为例,采用UWLC软件对胜利桥震害进行了数值模拟分析。研究液化场地重力式桥台的震害模式与地震响应,并将数值模拟结果与实际震害结果进行了对比验证;研究了桥台顶端侧向约束力和桥台底部液化层厚度对桥台震害模式的影响,并对桥台的两种不同地基处理措施的抗震效果进行了分析。研究结果表明:数值模拟结果与实际震害结果基本一致;梁的约束力对桥台的震害模式影响较大,进行桥台震害分析应考虑梁的约束力作用;桥台底部液化层厚度对桥台的震害模式影响不大。     

汶川大地震液化的特点及带来的新问题

总结汶川8.0级大地震液化及其震害科学考察结果,分析此次地震液化带来的新问题.结果表明,汶川大地震中液化及其震害现象显著,是建国以来液化涉及区域最广、液化宏观现象最为丰富的一次;本次地震液化宏观现象特点为喷水高、持时短、喷砂量小但喷砂类型十分丰富;砂砾土液化、Ⅵ度区内场地液化、深层土液化、无液化减震以及液化普遍伴随地裂缝是此次地震液化5个突出特征;砂砾土液化判别技术、液化引起地表裂缝机理和预测方法、Ⅵ度区内场地液化与深层土的液化机理和预测方法、液化加减震发生条件、场地液化现场判定与识别技术等是新的课题.为解决上述问题,应优先发展岩土地震工程观测技术及建设岩土地震工程实验场.     

新疆巴楚地震液化宏观现象的对比分析

2003年2月24日新疆巴楚-伽师地区发生6.8级地震,出现了唐山、海城地震后近30年我国最具规模的砂土液化现象。本文通过现场调查和资料分析,并与以往大地震液化比较,提出了此次地震液化宏观现象的认识,包括液化分布特征、喷水冒砂形态、液化震害和工程地质条件等几个方面。结果表明,此次地震液化宏观现象与我国以往几次大地震有很多不同,具有很大的研究价值。     

宏观液化等级和宏观液化指数的概念及评定标准

液化震害调查是检验现有抗液化理论和方法的根本途径,而目前液化现场调查缺少指导性标准及定量化研究。本文根据汶川地震现场调查数据并参考以往地震液化调查数据资料,提出了宏观液化指数和宏观液化等级的概念,并建立了宏观液化指数和等级的评定标准。通过此评定标准给出了汶川地震液化点的宏观液化指数和等级,并综合评定了汶川地震主要液化区的宏观液化等级,即绵阳地区宏观液化等级为Ⅲ级,即中等;德阳地区宏观液化等级主要为Ⅲ级-Ⅳ级,即中等-严重;成都地区液化震害等级主要为Ⅱ级-Ⅲ级,即轻微-中等。本文建立的宏观液化指数及等级标准为宏观液化调查的定量化研究开辟了途径,但形成规范性标准尚需进一步深入研究。     

基于巴楚地震调查的液化判别方法研究

震害预防是目前减轻地震灾害最直接和最有效的手段之一,液化震害预防的第一步就是对工程场地进行液化预测和判别。液化判别方法的合理性和可靠性对工程震害防御和工程造价影响很大,是土动力学和地震工程学研究的重要课题之一,历来受到国内外学者和工程界的高度重视。2003年2月24日我国新疆巴楚-伽师地区发生了MS6.8地震,是新疆自建国以来人员和财产损失最严重的一次地震。灾区属新疆喀什地区,位于叶尔羌河流域,场地土主要为全新世-晚更新世晚期厚度较大的粉砂、细砂、粉土和粉质黏土,地下水埋深浅,在烈度为Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度区产生了大面积的砂土液化、地裂缝、河流陡岸滑塌等地震地质灾害,液化规模与1975年海城地震相当,是继1976年唐山地震后近30多年来中国大陆出现砂土液化现象最显著的     

基于震害调查数据的液化侧向变形预测模型框架

基于地震统计数据,前人就统计回归分析影响因子和变形值的关系提出若干评估液化侧向变形的方法,能计算得到给定土体条件和地震作用下的侧向变形,但这些方法为确定性描述,无法根据震害历史预测变形,较难为城市抗震合理布局提供切合实际的依据。本文采用地面峰值加速度PGV和震级MW联合分布概率的计算方法,以蒙特卡洛方法模拟已有的地震液化侧向变形回归公式中场地参数的随机性,建立对区域性地震液化侧向变形超过指定阈值的年平均率的预测模型框架,并应用于实例,以期对区域性震害进行液化侧向变形评估及其非确定性描述研究提供思路。     

基于震害调查数据的液化侧向变形预测模型框架

基于地震统计数据,前人就统计回归分析影响因子和变形值的关系提出若干评估液化侧向变形的方法,能计算得到给定土体条件和地震作用下的侧向变形,但这些方法为确定性描述,无法根据震害历史预测变形,较难为城市抗震合理布局提供切合实际的依据。本文采用地面峰值加速度PGV和震级MW联合分布概率的计算方法,以蒙特卡洛方法模拟已有的地震液化侧向变形回归公式中场地参数的随机性,建立对区域性地震液化侧向变形超过指定阈值的年平均率的预测模型框架,并应用于实例,以期对区域性震害进行液化侧向变形评估及其非确定性描述研究提供思路。     

液化规范判别与实际震害现象的差异对比——以唐山地震震害为例

砂土液化判别是地震地质灾害判定和预测的一项重要工作,判别方法以规范为主,但在实际工作中发现规范的判别结果与实际情况存在差异。本文在查阅大量唐山地震震害资料的基础上,选择3个典型工程场地,根据实际钻孔现场标贯原位测试数据,采用《建筑抗震设计规范》中的方法进行液化判别,发现规范判别结果与实际震害现象之间存在着一些差异。分析认为,抗震设防烈度与实际地震动不同、地下水位变化、上覆非液化土层的厚度、局部场地效应、地震动持时以及实验造成的人为误差等,均是造成差异的原因。分析结果也表明,规范中的判别方法具有较普遍的适用性和较强的实用性,但由于基础数据的局限性及判别公式本身存在的定性异常,其判别结果的合理性还有待于进一步研究论证,这也是造成判别结果与实际震害现象存在差异的原因之一。本文的研究结果对地震液化的机理认识、判别方法的完善,均具有一定的意义。     

场地液化震害的影响因素探讨

<正>研究表明,只有当某个地区发生震级足够大的地震,这一地区才有可能产生场地液化现象。震级小于或者等于5.5级的地震,即使极震区烈度为Ⅶ度,其场地液化则难以发生或者说场地液化震害的影响有限。但是,对于7.5级左右的(特)大地震,由于地震动持续时间长,震动次数多,需要考虑远场甚至是Ⅵ~Ⅴ度区内液化的发生及其引起的破坏。因此,要反映地震强度和地震持续时间对液化的确切影响,仅以烈度概括是不够的,应以震级定量化,这样可以为地震现场工作人员评估场地液化震害奠定基础。结合地震震     

饱和粉土液化特性的大型振动台模型试验研究

京沪高速铁路徐沪段路基的粉土粘粒含量少于1.5%、粉粒含量约为80%,在强烈地震作用下存在着液化可能性.为充分研究这一饱和粉土地层的液化特性,本文作者利用大型地震模拟振动台,进行了模拟自由场地饱和粉土的地震液化模型试验,试验结果再现了自然地震触发的粉土液化的各种宏观震害现象,揭示了饱和粉土的地震液化规律和特征。试验结果为京沪高速铁路徐沪段路基的抗震设计提供了参考依据。     

考虑场地液化影响的海堤工程震害预测方法研究

为合理进行海堤工程震害预测,通过改变液化土层力学参数的方法考虑场地液化对海堤抗滑稳定性的影响,综合海堤本体结构抗滑安全系数和场地液化程度,提出新的海堤工程震害预测方法,并给出海堤破坏等级划分标准。以某海堤工程为算例,采用理正岩土分析软件建立海堤抗滑稳定性分析模型,进行不同地震烈度下海堤震害预测。研究结果表明,场地液化对海堤地震稳定性有较大影响,依托的海堤工程满足当地7度抗震设防要求,但8度时可发生中等破坏,存在较高的地震灾害风险,宜采取有针对性的加固措施。     

地震液化区桥台滑坡数值模拟

桥台在桥梁系统中占据重要位置,桥台的稳定性直接影响到桥梁的抗震性能。在国内外大量震害中发现大量由桥台破坏引起的桥梁损坏,而且这些破坏常常伴随着由于液化引起的地面大变形。为研究液化场地中桥台滑坡机理,采用完全耦合的有效应力分析方法,利用修正的PasterZienkiewicz Mark-Ⅲ模型来模拟砂土在地震荷载作用下的液化特性。研究台顶梁重和液化层位置对桥台位移的影响,并分析夯实作用对砂土液化的影响。结果表明:模拟得出结果与振动台试验结果基本一致,而且简单的夯实不能降低砂土液化的风险。     

下辽河地区砂土液化形成的震害地质问题

海城地震引起下辽河平原大面积砂土液化,液化震害有喷水冒砂、陷落砂坑、地滑移等等。液化区是全新世海退之地,震害严重区地表粘性土层薄,承压水头高;震害轻微区地表粘性土层厚,承压水头低。喷砂颗粒的单粒结构表明液化砂层具有松散的特点,砂颗粒的滚圆度在液化难易上不起主要作用     

液化侧扩流场地桥梁桩基抗震研究进展

震害调查表明,强震下液化侧扩流场地桥梁桩基破坏严重。为此,国内外学者针对液化侧扩流场地桥梁桩基抗震问题开展了大量卓有成效的研究尝试。本文系统总结并评述了液化侧扩流场地桩-土-桥梁结构地震相互作用的基本规律、力学机理、荷载特征与失效机制及其影响因素等的研究成果,全面阐述了液化侧扩流场地桥梁桩基抗震方面的试验、分析方法与数值模拟技术的最新进展,并指出这类场地桩基抗震研究尚存在的主要问题与亟待解决的难题。这项工作对我国桥梁工程的抗震安全性具有重要意义,可供我国研究人员与工程师参考借鉴。     

浅基础水平场地砂土液化危害性评价

分析了《建筑抗震设计规范》中砂土液化危害性评价方法的不足,通过确立液化土层在不同震害模式情况下的液化震陷计算值,建立了以震陷值S为指标的浅基础水平场地地基液化危害性评价等级,得到了其评价程序.     

液化场地桥台地震破坏模式研究综述

桥台是连接桥梁和路堤的重要结构,在桥梁的整个结构中占据了极其重要的位置。桥台破坏不仅引起自身功能丧失,还可能引发落梁等震害,并最终导致桥梁垮塌。而位于液化场地中的桥台,地震对其影响非常严重。目前国内对桥台震害的研究与我国快速发展的桥梁建设相比仍然不足。在查阅了大量国内外文献资料的基础上,针对液化场地桥台地震破坏模式的研究现状进行深入分析,总结了目前关于液化场地桥台震害破坏原因及破坏模式影响因素等问题的研究成果,论述了目前研究中存在的问题及以后的研究方向,探讨了地震区桥台震害研究领域需要解决的问题。     

桥梁震害的历史回顾(上)

地震是社会发展不可忽视的重大风险,桥梁作为交通的咽喉,其在地震中的表现严重影响着灾害救援以及震后经济快速复苏。减轻甚至消除桥梁震害是工程师和学者的共同目标,也是当前桥梁抗震研究的核心出发点。梳理桥梁震害有助于加深对结构本身抗震的理解,同时可以了解桥梁抗震领域研究趋势和规范发展的脉络。作者以上世纪末为时间节点,分上、下两篇总结了有较大意义的数次历史地震桥梁震害情况,本文为上篇。至上世纪末期历次震后调查的经验表明:桥梁抗震设计的重要基础之一是地震危险性分析和设防;工程上需努力增强现有老旧桥梁的抗震能力,重视抗震概念设计、细部设计和减隔震设计;未来的研究重要方向是理清沙土液化、地基失效和近断层效应的影响,以及减隔震设计向(半)主动控制的发展。     

梁的约束对液化场地桥台震害模式的影响分析

为深入研究液化场地梁的约束对桥台震害模式的影响,首先在对唐山地震中胜利桥震害调查的基础上,采用有限元软件UWLC对该桥震害进行数值模拟分析,并将数值模拟结果与实际震害结果进行对比验证。研究结果表明:数值模拟结果与实际震害结果基本一致,说明采用UWLC软件进行震害数值模拟分析是可行的。然后对有、无桩基条件下梁的约束力和液化层厚度对桥台震害模式的影响分别进行数值模拟分析。研究结果表明:在地震作用下,桥梁发生落梁破坏后会导致桥台的滑移破坏更为严重。与无桩基的重力式桥台不同,桩基桥台的震害模式均表现为前倾式破坏,这主要是因为桩基础限制了桥台底部的水平移动。梁的约束力对桩基桥台震后残余位移的影响程度要明显小于无桩基桥台。对于重力式桥台,液化砂层对地震波的中高频段有一定滤波作用,反映出液化层的减震作用;而对于桩基桥台,由于桩-土-台身的相互作用,液化砂层的减震效果不明显。