辽宁台安砂土液化特性动三轴试验研究

为探讨台安砂土液化相关特性及发展规律,针对辽宁台安砂土进行一系列不排水动三轴试验,研究台安砂土在动荷载作用下动孔压及动应变变化规律,分析影响台安砂土发生液化的主控因素,揭示动载作用次数下台安砂土动力响应特征。结果表明：动应力水平不同的各相对密度试样u_d曲线可分为后期陡增和匀速增长两种类型,动应力幅值较大时,u_d始终以较快速度增长,呈现匀速增长特征,动应力幅值较小时,u_d曲线则呈现初期缓增后期陡增的特点;相对密度D_r和动应力幅值CSR是决定砂土液化的主控因素,在同一里氏震级等效动载作用次数下,随着D_r持续发展,液化所需CSR增长逐渐加快,当D_r足够大时,砂土基本处于密实状态,此时难以发生液化;循环荷载作用下,台安砂土呈现出初期整体受压、中期拉压平衡、后期受拉凸显的动力响应特征,到后期试样拉应变迅速增大,试样易发生受拉破坏。研究成果可为辽宁台安地区建筑物抗震设计提供参考依据。     

黄泛区粉砂土动强度与抗液化强度试验研究

因黄泛区粉砂土与其他地区有较大区别,对其动强度和抗液化强度的研究相对较少.对开封地区粉砂土的动强度和抗液化强度进行研究,选定围压、干密度、细粒含量作为影响因素,通过动三轴试验得到其动强度曲线和抗液化强度曲线,分别分析三个影响因素对黄泛区粉砂土动强度和抗液化强度的影响.结果表明:黄泛区粉砂土的动强度和抗液化强度随围压和干...     

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。     

改进的判别砂土液化势的剪切波速法

依据动三轴试验,提出Gmax(kPa)与（sd/2）1/2(kPa) 1/2成线性关系,并且对于不同地区的砂土,能够根据emin进行初步归一,从而提出了适用于一般砂土的简化临界剪切波速公式．该公式明确体现出临界剪切波速与深度、地震加速度等成1/4次方关系,采用它能够合理地解释液化可能性随深度增加而减少的现象．通过与其他学者提出的方法以及动三轴试验结果的对比表明,本文的方法简单而有效．     

振动频率对饱和砂土液化强度的影响

采用“土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪”对饱和砂土进行了一系列动三轴实验,探讨了振动频率对液化强度数值的影响程度。在1．0、1．5固结比和0．05、0．10、1．00Hz振动频率条件下,针对相对密实度分别为70％、28％的密砂和松砂进行了100、200、300kPa围压和100kPa围压条件下的液化强度实验。实验结果表明,饱和密砂和松砂在各种固结条件下,液化强度随着振动频率的增大而增大,相同破坏振次时,各种实验条件下的液化强度与振动频率的关系在双对数坐标上均符合线性关系;振动频率由0．05Hz变化到1．00Hz时,液化强度相差达25％以上;动强度指标翰值随振动频率的增大而增大,最大相差12．2％;随着振动频率的增大,砂土达到液化破坏所需的时间明显缩短;振动频率对松砂液化强度的影响比对密砂的影响更为显著。     

黏粒和砂粒混合土体的动态液化性能研究

现场和实验室观测表明,一定黏粒含量的砂土在一定条件下易发生动力液化的现象,且黏粒含量对砂土抗液化性能的影响较为复杂。通过CKC全数字闭环控制气动式三轴仪试验系统,对黏粒含量为0%、5%和10%的砂土进行动力三轴试验。结果表明,黏粒含量为5%时砂土的抗液化性能最差,并且黏粒含量对于孔压的发展具有较大影响。根据实验数据的分析,对砂土-黏土的混合土的液化和抗液化性能进行机理分析。     

有建筑物存在的饱和砂土地基液化振动台模拟实验研究

对建筑物地基的液化问题至今研究得尚不够充分。我们在已有的国内外研究成果的基础上,在已 有的振动台等试验条件下,做了一批试验,以进一步步证和完善已有的工作。     

粉煤灰改良饱和黄土的抗液化特性

为了经济、环保地达到改良处理减轻饱和黄土地基液化震害的目的,通过配备不同粉煤灰掺量的改良黄土进行动三轴试验,研究饱和粉煤灰改良黄土的动应力、动应变和动孔隙水压力变化特征,分析粉煤灰掺量对饱和改良黄土液化应力比、动残余变形和动孔隙水压力的影响规律,并结合微结构试验结果,探讨饱和粉煤灰改良黄土抗液化的物理化学机制。结果表明:粉煤灰掺量对饱和改良黄土的液化应力比、动应变和动孔隙水压力比均具有较为显著的影响。随着粉煤灰掺量的增加,饱和改良黄土的液化应力比持续增加,且当掺量达到15%后,继续增加粉煤灰掺量时改良黄土的液化应力比增加显著。饱和改良黄土的动应变和动孔隙水压力比均随着粉煤灰掺量的增加而减小;掺量达到25%后,饱和改良黄土不液化。饱和粉煤灰改良黄土的SEM细观结构试验照片中呈现大量的圆球状、粒状粉煤灰颗粒和絮凝状胶结物,表明其抗液化的物理化学机制主要包括粉煤灰的水化作用、胶体生成物和颗粒的填隙作用和粉煤灰对游离水的吸附作用。     

砂土液化诱发的地面侧移机理研究

本文分析了砂土液化诱发的地面侧移的机理，提出了估计砂土液化诱发的地面侧移的一种新的方法。     

徐州市棠张镇饱和粉土液化性能试验研究

徐州市棠张镇高速铁路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,为了分析该路基粉土的液化特性,进行了多组振动三轴液化试验。对试验结果进行分析发现,该地区的粉土振动孔压发展模式与Seed提出的用反正弦三角函数拟合的砂十振动孔压发展模式不同,可以用双曲线进行拟合。采用最大往返剪切作用面上的应力条件确定了该地区的孔压发展模式的拟合参数,为该地区粉土地震液化动力计算分析提供了所需的地震孔隙水压力增长模型。同时,本文指出粉土的密度和结构是振动孔压发展的重要影响因素。     

基于非线性剪切梁方法的堤防液化判别分析研究

很多河流的堤防工程修建在人口密集地区,失事后往往会造成严重后果,尤其是细粒土填筑而成的堤防,在地震作用下存在液化破坏的可能。采用合理方法对堤防进行液化判别,确定其在地震作用下的动力稳定性十分必要。针对某实际堤防工程,进行五种拟用筑堤土料动力特性试验研究,并基于试验成果,采用能够考虑地基-堤身相互作用的非线性剪切梁方法,对堤防的液化可能性进行判别。研究表明:提出的非线性剪切梁方法能够考虑地基和堤身间的相互作用,且简单实用、可操作性强;土体的相对密度、空隙比和颗粒粒径大小及其他粒分布特性对其抗地震液化能力影响较大;在设定运行工况下,Ⅷ度地震时除拟选粉质壤土外,其他四种土筑堤均有发生液化的可能,选用粉质壤土筑堤较合适。     

潮间带土在吊装荷载下的动力性质

对取自如东潮间带的原状土样进行了一系列模拟施工吊装动载的应变控制和载荷控制动三轴试验,得到了土样在动载作用下的应力、应变和孔压随时间的变化关系,并对此种潮间带地基土的动力特性和液化可能性进行了分析,最后针对现场施工方法提出了一些建议。     

潮间带土在吊装荷载下的动力性质

对取自如东潮间带的原状土样进行了一系列模拟施工吊装动载的应变控制和载荷控制动三轴试验,得到了土样在动载作用下的应力、应变和孔压随时间的变化关系,并对此种潮间带地基土的动力特性和液化可能性进行了分析,最后针对现场施工方法提出了一些建议。     

包裹碎石桩加固的砂土液化机理试验研究

通过分别开展包裹碎石桩加固、碎石桩加固以及未加固的饱和砂土液化振动台试验,对比分析不同加固类型下的抗液化性能,重点剖析包裹碎石桩加固的砂土液化机理。试验表明:振动加载过程中,包裹碎石桩始终保持桩体的完整性与良好的排水性能且其加固模型地基的总沉降量相较于未加固模型地基减少了50%,相较于碎石桩加固模型地基减少了31.8%。包裹碎石桩加固模型排出水量较未加固模型地基提高了33.3%,较碎石桩加固模型地基提高了16.6%;包裹碎石桩加固模型地基的超静孔压值下降显著且地基下层砂土出现未液化的现象;并进一步发现包裹碎石桩的排水加固作用沿土层竖向深度呈递增趋势。因此,可以发现包裹碎石桩加固砂土液化的抗震性能优于碎石桩。     

轮胎加筋砂垫层抗液化性能振动台试验研究

将废弃橡胶轮胎内填充散体材料形成加筋土结构,已被应用于地基、挡土墙和边坡加固等工程,表现出较好的减震隔振效果,而轮胎加筋土的抗液化性能尚缺乏研究。开展3组小型振动台试验,通过改变轮胎垫层的排水条件,验证轮胎加筋砂垫层的抗液化效果。结果表明:轮胎加筋砂垫层具有良好的抗液化效果,与刚性垫层相比,超静孔压比峰值差值范围在0.01~0.19,残余超静孔压比差值范围在0.08~0.16,轮胎加筋砂垫层提供的排水通道具有抑制超静孔隙水压力发展和加速超静孔隙水消散的作用,孔隙水会沿着轮胎与下部土体的界面以及胎间的排水通道排出;采用量测侧向动土压力的方法,定义土体液化程度量化指标,进一步验证轮胎加筋砂垫层抗液化效果;振动过程中轮胎加筋垫层表面沉降范围为11.3~15.7 mm,表现出较好的变形协调性能。     

基于重塑饱和砂土模型的现场液化试验方法

基于现场开展土体液化问题研究势必成为今后土动力学中的一个重要发展方向。目前人工激振下的现场液化试验方法还不够成熟,尚需进一步探索和发展。本文从试验设备组成、场地地震动激励、试坑布置、饱和砂土模型制备、数据测量与采集等5个方面论述该方法中的主要技术问题。研究表明:动力加载系统激励产生的地震动在0~7m/s2;系统工作频率13~15Hz,饱和砂土模型与基础边缘的距离在0.5~2.5m范围内,更适合进行液化试验;应用水沉法现场制备饱和砂土模型,要重点注意试坑防水和尺寸定位的问题;数据测量与采集中要充分考虑对现场液化问题认识不够这一因素的影响,需对数据测量与采集提出附加要求;试验实例初步表明,该方法可行,适合开展液化问题研究。     

砂土震陷分析中多维地震荷载等效循环周数计算

借助有限元数值方法模拟不同砂土试样在多向和单向地震荷载输入条件下的动三轴试验,选取覆盖大震、中震、近场、远场及不同土质条件的155组多向地震输入时程对不同砂土试样分别进行单向和多向加载,建立考虑多向地震荷载作用的等效循环周数计算方法,并研究震级、震中距和砂土特性对等效循环周数比的影响。研究表明,震级和震中距对等效循环周数比影响不明显,砂土特性对等效循环周数比的影响具有主导作用,砂土相对密度为45%、60%、80%和100%时,其对应的等效循环周数比均值分别为1.58、1.75、1.93和2.08,相对密度越大,比值越大,结合该比值,可以较好地应用文中提出方法进行多维地震荷载等效循环周数计算。     

基于遗传神经网络的地震砂土液化判别研究

针对BP人工神经网络具有易陷入局部极小等缺陷,本文提出了将遗传算法与神经网络结合,同时优化网络结构的权值与阈值的思想,建立了砂土液化判别的遗传神经网络模型。根据地震液化的实测资料,分别对BP〗神经网络判别结果和遗传神经网络判别结果进行了比较,结果表明后者比前者判别能力要好些。     

基于细观结构的原状黄土动弹性模量和阻尼比试验研究

黄土的细观结构对其非线性动力参数具有重要影响。选取不同地区的典型原状黄土进行室内动三轴试验和扫描电镜(SEM)试验,利用PCAS孔隙图像识别与分析系统统计分析SEM图像,获取了黄土的孔隙细观结构参数,分析了孔隙细观结构参数与初始动弹性模量和阻尼比的关系。结果表明:初始动弹性模量随着土体平均孔隙直径、表观孔隙率、分形维数和概率熵的增大而减小,其中平均孔隙直径和分形维数对初始动弹性模量的影响较为显著,表明土体内孔隙的大小及其排列对土体的动弹性模量具有明显的影响;而阻尼比均随着土体平均孔隙直径、表观孔隙率、分形维数和概率熵的增大呈非线性增大,其与表观孔隙率和分形维数具有明显的相关性,表明孔隙数量及其排列形态对土的阻尼比影响较为明显。