库尔勒市城区土层剪切波速与埋深经验关系

土层剪切波速在工程地质勘察和地震安全性评价中是一个较为重要的物理参数。通过收集库尔勒市城区已有的土层钻孔资料及相关报告,对收集的剪切波速资料进行整理,挑选出较为合理的土层剪切波速值,并在前人研究和数据整理、分析的基础上,分别采用线性模型、幂函数模型和一元二次多项式模型,对库尔勒市城区的土层剪切波速与埋藏深度关系进行了拟合,以拟合优度为评价指标,计算出了粉土、粗砂、角砾、砾砂、圆砾和卵石的推荐模型参数。最后对结果的合理性、适用性进行了评价。     

新疆天山地区土层剪切波速与土层埋深的经验关系

收集了2004年以来新疆地区土层剪切波速与土层埋深的工作成果,并在前人研究和数据整理、分析的基础上,分别采用了线性模型、幂函数模型和一元二次模型,对新疆天山地区的四个地貌分区进行了拟合,以拟合优度为评价指标给出了粉土、粉质粘土、砂和砾石层的推荐模型参数。最后对结果合理性、适用性进行了评价。     

北海市土层剪切波速与埋深的关系

收集了2008年以来北海市城区44个工程场地地震安全性评价中的土层剪切波速测试资料,采用幂函数模型分别对粘土、粗砂、砾砂、其它土类的土层剪切波速与埋深进行加权回归分析,得到不同土类的模型参数及拟合优度指标(判定系数R2和误差标准差σ),并对回归方程和回归系数进行了显著性检验;最后将土层剪切波速预测值与实测值进行对比,验证回归关系式的合理性和适用性。结果表明:北海市城区土层剪切波速与埋深呈现出较好的幂函数关系,拟合优度均在0.81以上;给出的土层剪切波速回归关系式能较好地预测出不同埋深土层剪切波速,特别是在土层中部和底部推测结果准确性更高,其推测结果可供北海市城区缺乏剪切波速测试资料的场地参考使用。     

福州市区土层剪切波速与土层深度的经验关系研究

土层剪切波速是岩土工程勘察和工程地震中重要的土动力学参数。以福州市区常规土类为研究对象,利用大量地震安全性评价工作获得的346个钻孔7 562条实测剪切波速样本数据资料,分别运用一元二次多项式、指数和线性函数拟合方法,对福州市区8种不同典型土体进行土层剪切波速vS与土层深度H间的相关性统计回归,并以拟合优度为评价指标来考虑适用模型参数。结果表明,除卵石外,福州市区土层剪切波速与土层深度间的相关性较为明显,一元二次多项式函数的适用性更强。研究结果可供福州市区无场地剪切波速数据时参考使用。     

山西大同市区剪切波速与土层岩性及深度关系的研究

在对山西大同市区3个主要地貌单元共72个钻孔的剪切波速资料分析整理的基础上,利用指数形式的剪切波速与深度经验公式,对测点较多的粉质黏土、粉土、粗砂三类土层的剪切波速Vs与土层深度H的关系进行统计回归,并将实测剪切波速值与利用上述统计结果得到的预测值进行对比检验,结果表明,分地貌单元各类土层的Vs-H经验关系是可靠的,符合当地岩土特征,可用于对该地区地层剪切波速进行推测。     

西安市岩土体剪切波速与土层深度关系的研究

通过对西安市3个主要地貌单元共309个钻孔剪切波速资料的分析整理,采用指数和线性拟合两种方法对测点较多的细砂、中砂、粗砂、黄土、粉质粘土、古土壤、卵石等土类的剪切波速VS与土层深度H的关系进行统计回归,得到其经验关系式;将实测剪切波速值与利用上述统计结果得到的预测值进行对比检验,两者差别不大。说明区分地貌单元和各类土层的VS与H经验关系可靠且符合当地岩土特征,可用于西安地区一般建筑的工程勘察与地震安全性评价工作。     

山西临汾市区土层剪切波速与埋深关系的研究

土层剪切波速是地震小区划和工程场地地震安全性评价中的重要参数。选取临汾市汾河冲积平原一二级阶地和三级阶地共60个典型工程的土层剪切波速资料，分别采用三种经验模型进行统计回归分析，随机选取4个实测钻孔检验拟合程度。结果表明，该地区剪切波速与埋深存在明显的相关关系，将实测结果与拟合结果进行检验，经验关系式与实测的剪切波速值基本吻合，表明可用于该地区剪切波速的推测。     

成都地区土层剪切波速与埋深的关系

基于成都市地震安评报告中的场地钻孔剪切波速资料,定性探讨了成都地区Ⅱ类场地常见的10类土的剪切波速与埋深的关系;将拟合优度作为模型的综合评价指标,推荐给出针对不同类型土层的拟合函数模型。基于某工程的钻孔数据,利用推荐的数学回归模型和遗传神经网络模型,与其它研究模型计算得到的剪切波速预测值及实测值进行对比分析。结果表明：...     

土层等效剪切波速空间模拟方法研究

用地统计学的理论和分析方法研究了土层等效剪切波速这一区域化变量的空间分布规律,从而得到其数值空间模拟结果.以潍坊市区121个钻孔的资料为研究对象,首先通过定制的dll文件提取数据并求得这121个坐标点的土层等效剪切波速值,以此构建地统计学分析的样本.在研究了样本的统计分布规律、空间趋势面拟合模型、变异函数拟合模型的基础上,设定泛克里格插值算法的各个参数,计算未知点的土层等效剪切波速.通过计算机程序化实现这些建模和计算的过程,求得空间模拟图.该结果以栅格数据模型表示.最后通过对比测试样本对该结果进行了验证.     

和田市土层剪切波速与土层埋深关系统计分析

收集和田市土层钻孔剪切波速实测数据,按照地貌单元划分,按不同岩性分别采用线性函数模型、一元二次函数模型及幂函数模型等三种模型进行土层剪切波速与土层埋深的统计回归分析,给出拟合参数和拟合优度R2,从而得到和田市各工程地质单元各类土层剪切波速与土层埋深关系公式。并对统计回归分析结果进行了显著性检验,此基础上计算出场地覆盖层厚度计算值,将土层剪切波速预测值与实测值、覆盖层厚度计算值与实测值进行对比,验证统计回归关系式的合理性和适用性。结果表明,统计分析得到的和田市城区各工程地质地貌单元各类土层剪切波速与土层埋深关系公式较为准确可靠。     

玉溪盆地浅层土层颗粒特征与剪切波速的关系研究

以玉溪盆地16个钻孔的柱状图和波速数据为基础,统计分析了具有不同颗粒特征的土层埋深与剪切波速之间的关系,给出了玉溪盆地内角砾、砾石、圆砾、砾砂、细砂和淤泥质黏土等土层在80 m深度范围内深度与剪切波速的经验关系.通过分析不同颗粒大小、不同磨圆程度土层剪切波速特征,认为土层的波速特征与其形成时所处的沉积环境有一定的关系,并以玉溪盆地浅层土层为例,给出了一种根据具有明显颗粒特征土层估算未测波速钻孔的等效剪切波速的方法.      

The porosity of saturated shallow sediments from seismic compressional and shear wave velocities

This study devises a new analytical relationship to determine the porosity of water-saturated soils at shallow depth using seismic compressional and shear wave velocities. Seismic refraction surveys together with soil sample collection were performed in selected areas containing water-saturated clay–silt, sand and gravely soils. Classification of clay–silt, sand and gravel dense soils provided the coefficient of experimental equation between the data sets, namely, Poisson's ratio, shear modulus and porosity values. This study presents a new analytical relationship between Poisson's ratio and shear modulus values, which are obtained from seismic velocities and porosity values of water-saturated material computed from water content and grain densities, which are determined by laboratory analysis of disturbed samples. The analytical relationship between data sets indicates that when the shear modulus of water-saturated loose soil increases, porosity decreases logarithmically. If shear modulus increases in dense or solid saturated soils, porosity decreases linearly.     

华北地区剪切波速与深度之间统计关系的通用模型特征研究

剪切波速是区别土动力学和静力学的重要参数,其影响因素包括土层埋深、颗粒形状、颗粒比重、压缩模量、孔隙比、含水率和密度等,其中土层埋深对剪切波速的变化影响较大。本文搜集整理了华北地区10个城市的928个钻孔共10703个测点的剪切波速与土层埋深之间的经验统计关系,探讨华北地区剪切波速随深度变化的特征,并从岩性条件、沉积环境等方面分析其原因。通过对比分析,给出了华北地区黏性土和砂类土剪切波速随深度变化的最佳拟合经验统计关系,并进行实例验证,所得结果可为缺乏数据的区域提供一定参考。     

山东临沂地区砂土剪切波速与标准贯入击数关系统计分析

剪切波速(V_S)与标贯击数(N)之间存在相关关系,受地区土壤条件影响很大。对临沂地区场地实测得到的砂土的剪切波速和标贯击数之间的关系进行了统计分析,得到了砾砂、粗砂、中砂和细砂相应的关系曲线。结果发现受沉积环境的影响,砂土层粒径与埋深呈正相关,砂土粒径越大其密实段样本点数量越多。为消除不同密实程度段之间的相互影响,以密实度为划分标准进一步进行分区段统计分析,得到了不同密实程度的四类砂土的相关关系方程,通过实际钻孔数据对比了分段与不分段的统计分析结果,分段模拟能更好地反映两者之间的相关关系。将砂土根据密实度进行划分再给出剪切波速和标贯击数的回归关系可以提高分析结果的准确性,同时可以考虑土体特性的影响,更为科学。此研究为临沂地区提供了一种简便预估剪切波速的方法,对相关地区的工程建设和科学研究也具有参考价值。     

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.     

广西柳州地区常见土类剪切波速与埋深之间的相关性

基于广西柳州地区地震安全性评价中实测所获的钻孔资料,利用线性模型、幂函数模型和二次函数模型分别对该地区土层剪切波速与埋深之间的相关性进行了拟合分析,通过对比发现幂函数模型为二者间相关性拟合的最优选择,同时探讨了土体状态对二者相关性的影响。结果表明:除人工填土外,柳州地区内常见土层剪切波速与埋深之间具有较强的相关性,区域性对其相关性也具有影响。最后以实测钻孔为例,验证了本文模型的预测精度和可靠性,而且模型的预测精度可以通过区分土体状态得到明显提高。      

剪切波速测量中地面木板敲击方法和悬挂式井中测试方法的结果比较

地面木板敲击方法和悬挂式井中测试方法是工程中常用的两种剪切波速测量方法。在长期的工作中发现,对于类似的场地,不同的方法所得到的测试结果有时存在一定的差异。为此,选择了山西地区5个场地条件不同的比较典型的地震钻孔,分别采用两种方法对同一钻孔进行测试,并对结果进行了比较和分析。结果表明,在钻孔地层为土和砂且钻孔质量较好的情况下,两种方法所测数据相差不大,一般相差在10%以内。钻孔质量较差,局部有轻微塌孔、缩径的情况时,采用悬挂式测井方法误差较大。对于含有卵石地层的钻孔以及需要测量基岩面以下的地层剪切波速的钻孔,则应采用悬挂式井中测试方法。     

四川盆地场地土动力学参数统计研究

四川盆地地震构造环境相对稳定,主要遭受近场中强地震和外围大地震的影响。盆地内第四系主要为河流相的砂卵石层夹粘土、粉土层,分布于成都平原及盆地内外河流两岸。这种地层在土层地震反应计算时往往产生一个峰值,具有显著的放大作用。本文收集共计123组土动力学参数的实验资料,统计分析了淤泥质土、粉质粘土、粘土、粉土、细砂和全风化泥岩等6种土类实测土动力学参数,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。并且将统计值和"94"规范值与袁晓铭推荐值[9]进行了对比分析,结果表明在盆地内使用规范值和推荐值会对工程的抗震设防产生不利影响。该研究成果对盆地内各类工程建设的工程场地地震安全性评价工作具有一定的借鉴和参考价值。     

Finite element modelling for water waves-soil interaction

The soil permeability and shear modulus of many marine sediments vary with depth because of consolidation under overburden pressure. However, conventional theories for wave-induced soil response have assumed a homogeneous porous seabed, with constant soil permeability and shear modulus. This paper presents a finite element model for the wave-induced soil response in a porous seabed, with variable permeability and shear modulus as a function of burial depth. The soil matrix considered here is unsaturated and hydraulically anisotropic, and subjected to a three-dimensional short-crested wave system. The present finite element formulation is established by using a combination of semi-analytical techniques and the Galerkin method. The nodal effective stresses directly derived from the governing equations can be calculated accurately in the present model. Verification is available through the reduction to the simple case of homogeneous seabed. Three typical marine materials, course, fine sand and gravel, are considered in this study. The numerical results indicate that the soil permeability affects the wave-induced seabed response significantly especially for gravelled seabed, as does the soil shear modulus for sandy seabed.