基于CPTU原位测试状态参数的液化判别方法研究

砂土原位状态的性能一直以来都难以有效获取,而其体积变化特征的评价指标（状态参数）就是其中重要的一项。利用状态参数（Ψ）来代替相对密实度表征砂土的状态特性是一种新兴的趋势。考虑到砂土状态参数是关于体积变化的评价指标,在砂土地层中,随着围压的增加,砂土剪胀的趋势增加,液化阻力也增加。因此通过状态参数进行砂土液化的判别是可行的。以宿迁—新沂高速公路工程为背景,建立基于孔压静力触探（CPTU）的状态参数、周期阻力比（CRR）和标准贯入击数（N）之间的相关性模型。提出通过砂土的状态参数判别液化的两种新方法。     

应用剪切波速判别砂土液化的研究综述

首先介绍了应用剪切波速判别饱和砂土振动液化的原理；然后从临界剪应变取值、砂土的抗液化能力与剪切波速相关关系的研究方法与设备、用剪切波速进行扰动评价、建立适用于不同土类的统一判别式四方面总结了国内外学者在该领域的一些研究成果及存在问题；最后针对以上问题提出作者的一些看法。     

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     

以剪切波速为宗量的一种砂土地震液化的不确定性判别法

利用基于剪切波速的砂土液化判别法，本文提出了一种可考虑剪切波速的随机性和液化及液化危害等级的模糊性的液化和液化危害等级的判别法。作者首先讨论了当剪切波速具有随机性时液化的发生概率，进而给出了确定场地液化和危害程度的发生概率。在此基础上，结合液化和液化危害程度（等级）的模糊性，利用模糊事件的概率分析方法，提出了可同时考虑随机性和模糊性的场地液化和液化危害性的发生概率的计算方法。     

剪切波速判别方法对黄土液化判别适用性研究

最近的研究结果表明饱和黄土甚至高含水率的黄土也具有很高的液化势和流态破坏势,而工程设计时关于黄土液化的判别,尚无统一标准,亦无经验可循.用Seed-Idriss简化判别法对兰州某民用机场的饱和黄土和砂土进行了液化判别,并以此结果为依据检验了现有剪切波速判别式对黄土液化判别的适用性.结论显示该场地的黄土剪切波速值过大,《岩土工程勘察规范》与Andrus和Stokoe剪应力比法都不适用.     

关于剪切波速判别饱和砂土层震动液化方法的改进

针对目前剪切波速判别饱和砂土层震动液化方法中存在的问题,提出了结合场况条件计算临界剪切波速的改进式。实例应用表明改进方法更具有合理性。     

基于2011年新西兰地震的CPT液化特征研究

2011年2月22日,新西兰第二大城市克赖斯特彻市附近发生Ms6.3级地震,震中位于克赖斯特彻市西南10km处,震源深度为5km.地震造成了大量的人员伤亡和经济损失,重建费用估计高达40亿新西兰元,得到共识是砂土液化为震害主因.此次地震,液化震害极为严重,喷砂冒水范围广泛分布于城市内外,引起大量次生灾害,地震也为砂土液...     

饱和黄土液化判别方法的两点发现

黄土液化实例多与现有可液化土地质年代规定不符。采用动三轴弯曲元试验设备对原状黄土饱和过程进行剪切波速跟踪测试,发现黄土浸水、结构先破坏再固结形成新的稳定结构的特点,证明经历过饱和的黄土已不能再视其为饱和前的地质年代。兰州马兰黄土中的黏粒有些是以黏土团块的形式存在,而黏土团块并不影响其他部分粉质土的液化,因此对于此类土应用黏粒含量进行液化判别时,应考虑将黏土团块不计入黏粒含量。     

锡林浩特市市区地震砂土液化研究

收集整理锡林浩特市区34个钻孔资料,采用标准贯入试验法和剪切波速法对其进行地震砂土液化的判别,结果显示:当地震烈度达到Ⅶ度时,锡林浩特市区存在砂土液化问题,并给出锡林浩特市市区砂土液化分布范围。     

Seismic characterization of the shore sand at Catania

In the framework of the Catania Project supported by GNDT (Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti) seismic measurements have been carried out in the shore sands of Catania to define their detailed shear wave velocity (V) profiles and attenuation properties (Q). The method used, FTAN, is based on the analysis of the dispersion curve extracted from signals generated by controlled sources. The computation of complete synthetic seismograms enables the estimation of the attenuation properties of the surface layers. Hereinafter we analyse the shear seismic characteristics of the shore sands as indicators of potential liquefaction phenomena.     

Liquefaction characteristics of gap-graded gravelly soils in K0 condition

A series of undrained cyclic direct simple shear tests, which used a soil container with a membrane reinforced with stack rings to maintain the K₀ condition and integrated bender elements for shear wave velocity measurement, were performed to study the liquefaction characteristics of gap-graded gravelly soils with no fines content. The intergrain state concept was employed to categorize gap-graded sand–gravel mixtures as sand-like, gravel-like, and in-transition soils, which show different liquefaction characteristics. The testing results reveal that a linear relationship exists between the shear wave velocity and the minor fraction content for sand–gravel mixtures at a given skeleton void ratio of the major fraction particles. For gap-graded gravelly sand, the gravel content has a small effect on the liquefaction resistance, and the cyclic resistance ratio (CRR) of gap-graded gravelly sands can be evaluated using current techniques for sands with gravel content corrections. In addition, the results indicate that the current shear wave velocity (V_s) based correlation underestimates the liquefaction resistance for V_s values less than 160 m/s, and different correlations should be proposed for sand-like and gravel-like gravelly soils. Preliminary modifications to the correlations used in current evaluations of liquefaction resistance have thus been proposed.     

Seismic liquefaction potential assessment by using Relevance Vector Machine

Determining the liquefaction potential of soil is important in earthquake engineering. This study proposes the use of the Relevance Vector Machine (RVM) to determine the liquefaction potential of soil by using actual cone penetration test (CPT) data. RVM is based on a Bayesian formulation of a linear model with an appropriate prior that results in a sparse representation. The results are compared with a widely used artifi cial neural network (ANN) model. Overall, the RVM shows good performance and is proven to be more accurate than the ANN model. It also provides probabilistic output. The model provides a viable tool for earthquake engineers to assess seismic conditions for sites that are susceptible to liquefaction.     

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。     

斜坡地基静力触探试验离散元分析

通过二维离散元模拟斜坡地基静力触探试验,研究试验过程中锥尖阻力的变化以及斜坡地基的宏微观力学响应。结果表明:归一化锥尖阻力峰值在坡角较小时无明显提升,在坡角足够大时提升明显,稳定值随着坡角增大略微减小,说明斜坡边界对表层土力学性能影响明显,而对深层土影响较弱;锥尖贯入过程中,斜坡地基探杆两侧土体变形不对称,坡上一侧膨胀,坡下一侧压缩,不对称性随着坡角增大而增大;贯入到表层时,探杆两侧微观接触力链不对称,坡上一侧具有更大应力,但当贯入到深层时力链趋向于对称,其临界深度随着坡角增大而增大,与坡角呈近似线性关系。     

自适应时间步长法及三维堤坝地震液化数值模拟

三维大模型数值计算因巨大的单元和结点数目而非常耗时,在地震响应分析中受计算时间步长的限值则更加耗时。在饱和砂土动力液化计算平台上开发时域离散误差评估方法和时间步长自适应调整的计算程序,并成功应用于三维堤坝地震液化响应分析。时域离散误差包括土骨架的位移误差和单元孔压误差,通过定义孔压误差影响系数计算出混合误差,根据混合误差和设定的误差允许值进行计算步长的自适应调整。在三维堤坝地震液化数值模拟中,采用自适应时间步长法有效避免小步长精确但耗时、大步长省时而不精确的缺点。在大模型和超大模型计算中,最优调整每一步的计算时间步长,完美实现既节省时间又不失精度的时域离散策略。     

基于重力异常反演的三维地震波速度结构分析方法研究

利用重力异常反演测试三维地震波速度结构,存在解不唯一、可靠性不高的问题。将面波反演充分融合到重力异常反演方程中,降低传统反演方法的非唯一性,并提升可靠性。以川滇地区为例,采用融合后的重力异常反演方法分析三维地震波速度结构。通过速度和密度的关系转换,得到对应的重力异常数据。由于面波频射数据主要对地震波横波速度敏感,因此将重力异常数据和初始横波速度相连,依据地震波速度和岩石密度之间的关系,获取重力异常反演方程,用于分析速度结构。选取21.6°~34.2°N、97.1°~105.9°E范围内的川滇地区活动块体作为实验数据,经过实验分析发现：使用该方法迭代反演川滇地区地壳上地幔顶部横波速度,重力异常数据和面波频射数据的残差值分别是6.24 mGal和0.027 km/s,实际拟合效果较好;分析该地区不同深度切面横波速度发现,在24 km深度处,上地壳中含有相对低速层,在44 km深度处,中下地壳中存在低速层;且该方法分析川滇地区三维地震波速度结构解的分辨率较高。     

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。     

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。