某长江大桥深度超过15米的砂土层液化势的综合评价

不同抗震设计规范的砂土液化判别方法或国内外其他有代表性的液化判别方法所采用的地震动参数和土性指标及其埋藏条件是不同的,因而采用这些方法对同一工程场地进行液化势预测时其评价结果通常有一些差异,甚至会得到相反的结论。为了给重大工程建设提供较为合理、可信的地基液化势预测结果,采用多种液化判别方法进行场地液化势的综合评价是比较客观的,也是必要的。本文结合某长江大桥桥基工程,采用建筑抗震设计规范的砂土液化判别方法、国内外有代表性的液化判别方法、有限元数值分析法等多种方法逐一对该工程场地砂性土层进行液化判别,并结合室内动三轴液化试验结果,对主桥墩不考虑冲刷条件和考虑一般冲刷深度5m条件时的砂性土层进行了液化势的综合评价,并将各土层的液化势分为液化、可能液化和不液化3个等级,得到了较为合理可靠的判别结果。     

近断层地震下可液化场地土反应的数值模拟

液化条件下场地土大变形是造成工程结构失效的主要原因之一。文中以某高速公路特大桥的可液化岸坡近场场地为研究对象,基于PL-Finn液化本构模型,利用FLAC 3D程序对其在地震作用下的动响应全过程进行了数值模拟分析。结果表明,PL-Finn模型可较好地反映地震过程中孔隙水压、液化区的变化规律,并能较好的预测液化后场地土的变形规律。液化引起的地基土大变形对桥梁桩基的影响需引起重视。     

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.     

地震荷载作用下饱和粉土地基液化深度试验研究

对地震荷载作用下不同深度饱和粉土地基的液化特性进行研究,通过室内动三轴试验研究地震荷载作用下饱和粉土地基的最大可液化深度,试验中通过对给定不同应力幅值动荷载作用下饱和粉土的液化特性进行研究,得到不同地震烈度下不同深度土体的动剪应力比与破坏振次关系曲线,进而结合地基液化判别公式判断不同深度饱和粉土在不同地震烈度下是否发生液化。研究成果为高烈度地区确定抗液化措施及处理深度提供了依据。     

地震荷载作用下饱和粉土地基液化深度试验研究

对地震荷载作用下不同深度饱和粉土地基的液化特性进行研究,通过室内动三轴试验研究地震荷载作用下饱和粉土地基的最大可液化深度,试验中通过对给定不同应力幅值动荷载作用下饱和粉土的液化特性进行研究,得到不同地震烈度下不同深度土体的动剪应力比与破坏振次关系曲线,进而结合地基液化判别公式判断不同深度饱和粉土在不同地震烈度下是否发生液化。研究成果为高烈度地区确定抗液化措施及处理深度提供了依据。     

江油火车站典型液化震害分析

2008年5月12日我国四川省发生的8.0级汶川大地震中,江油火车站外表看似完好,但地基沉降、墙体开裂严重,最终不得不废弃,而周围其他建筑物破坏较轻,具有典型研究价值。通过对江油火车站进行钻孔以及现场剪切波速测试,查明了火车站破坏主因、液化主要土类,并对现有液化判别方法进行了检验。结果表明:(1)江油火车站结构振动破坏相对较轻,主要为液化导致地基沉降而最终废弃;(2)江油火车站候车室地表喷出物为粉砂,但实际液化土与喷出物差别显著,主要为砂砾土液化;(3)现有液化判别方法主要基于砂土液化资料,不适用于砂砾土的液化评价,需要研究和发展新的砂砾土液化判别方法。     

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。     

饱和黄土场地液化的工程初判和详判指标与方法研究

黄土液化的判别是工程界长期存疑的问题.本文基于不同黄土场地的现场标贯试验、波速测试和试样的室内动三轴试验研究以及《兰州市区建筑抗震设计规程》(DB62/T25-3037-2006)使用反馈情况,提出了饱和黄土场地液化的工程初判和详判指标与方法:(1)地层年代、粘粒含量、塑性指数、剪切波速、土层埋深条件等可作为饱和黄土场地液化初判的指标;(2)国家《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)[2]中基于标贯击数的液化判别公式和液化指数计算公式适用于饱和黄土地基的液化判别和液化程度评价,但黄土液化判别的标贯击数基准值需要修正;(3)对应于设防加速度0.1g、0.15g、0,2g、0.3g、0.4g下饱和黄土液化判别的标贯击数基准值应分别为7、8、9、11、13,显著小于砂土液化判别的相应值.目前该判别方法已被纳入《甘肃省建筑抗震设计规程》(DB62/T25-3055-2011)[3].     

坝基地震液化特性及动力稳定性分析

为了考虑水库大坝地基地震液化及动力特性,首先通过室内动三轴试验研究混黏土的粉土、粉砂在动荷载作用下的孔压累积特性,提出了选择双幅应变达到5%作为土样液化的标准;然后采用现场标贯试验和室内动三轴试验对水库坝基中的粉土、粉砂层进行了液化判别,并对判别结果进行了对比分析;同时在液化判别的基础上利用有效应力动力分析方法对坝基土体进行了考虑渗流和不考虑渗流的地震液化的非线性动力有限元分析,并将液化的判别结果与现场标贯试验、室内动三轴试验的判别结果进行对比,从中得出一些有益的结论可供类似工程参考。     

关于砂土液化判别的若干意见

简要回顾了我国抗震规范中液化判别方法的发展历史,并对我国若干规范中的液化初步判别的条文进行了比较,提出了修改意见;对我国有代表性的几种液化判别方法及基于Seed简化方法修正的美国NCEER法进行了评述和综合对比,指出了我国现行若干规范中有关液化判别规定方面的错误;此外,还将GB50011－2001《建筑抗震设计规范》液化判别公式转变为类似于NCEER法的表达式,拓宽了该规范方法的应用范围。最后,结合某长江大桥工程的地基液化判别工作,探讨了深层土液化判别的可能性,结果表明,本文建议的方法是可行的。     

河流沉积相土层结构对砂土液化的影响研究

目前相关规范主要依据工程场地单点的测试数据进行砂土液化判别,而实际的三维土层结构可能非常复杂。研究土层结构对砂土液化的影响机制,有利于提高砂土液化判别结果准确度。分析2008 年5 月28 日发生的松原M_S地震和2010—2011 年新西兰坎特伯雷地震序列中砂土液化点的分布,结果显示:砂土液化点主要位于高弯度河流的沉积相地层,凹岸侧蚀、凸岸沉积形成的边滩具有典型的二元结构,其顶部分布的黏土类不透水层有利于下伏饱和粉细砂等易液化土层的超孔隙水压累积;而辫状河流沉积相中,上覆黏土类不透水层间断分布特征明显。针对河流不同沉积相的土层结构建立简化场地模型,使用FLAC3D 进行砂土液化数值模拟,揭示出不同土层结构中超孔隙水压力的累积、消散和渗流过程机制,结果表明,河流沉积相土层结构对砂土液化场点的分布和地表变形具有显著影响。在合理的工程地质分区基础上,现有的液化判别方法有必要考虑场地的土层结构的影响。      

Ground response analysis of Kanpur soil along Indo-Gangetic Plains

The present work deals with 1D and 2D ground response analysis and liquefaction analysis of alluvial soil deposits from Kanpur region along Indo-Gangetic plains. Standard penetration tests and seismic down hole tests have been conducted at four locations namely IITK, Nankari village, Mandhana and Bithoor at 1.5 m interval up to a depth of 30 m below the ground surface to find the variation of penetration blows and the shear wave velocity along the depth. From the selected sites undisturbed as well as representative soil samples have been collected for detailed soil classification. The soil profiles from four sites have been considered for 1D and 2D ground response analysis by applying the free field motions of three Himalayan earthquakes namely Chamba earthquake (M_w—5.1), Chamoli earthquake (M_w—6.4) and Uttarkashi earthquake (M_w—6.5). An average value of Peak Ground Acceleration (PGA) obtained from 1D and 2D analysis is considered for liquefaction analysis and post-liquefaction settlement. The excess pore water pressure ratio is greater than 0.8 at a depth of 24 m from ground surface for IITK, Nankari village, Bithoor sites. More than 50% of post liquefaction settlement is contributed by layers from 21–30 m for all sites. In general, the soil deposits in Kanpur region have silty sand and sand deposits and are prone to liquefaction hazards due to drastic decrease of cyclic resistance ratio (CRR) at four chosen sites in Kanpur.     

汶川Ms8.0级大地震中成都地区液化特征研究

汶川大地震中成都地区液化及其震害现象较为显著.通过现场调查和工程地质资料分析,成都地区的液化特点为:液化带主要集中都江堰市液化在烈度Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、X和X度区均有出现,但Ⅶ度区最为集中液化喷水高度多在1-3m之间,最高一处超过10m液化场地喷出物涵盖了多种土类,约67％为粉细砂,且有卵砾石,约占11％液化带普遍伴随地裂缝,...     

基于SPT-APD-DDA的砂土液化评价方法研究

传统的规范法在建立经验判别准则过程中存在大量不确定性因素,工程中亟需针对复杂场地液化判别方法的综合性研究。通过对上海市包头路段沉管抢修项目49组砂土土样的研究,在标准贯入试验法(SPT)定性评价的基础上采用提出的绝对差值百分比法(APD),划分出35组判别结果精确及14组存在判别误差的土样。借鉴判别分析理论思想,将平均粒径D₅₀、不均匀系数C_u、比贯入阻力P_s、标准贯入点深度d_s、地下水埋深d_w和标准贯入锤击数N_63.5等物理力学参数加入液化评价,利用精确土样建立适宜研究区工程地质特性的距离判别分析模型(DDA),对14组存在判别误差或失误的土层进行定量评价。研究结果表明：建立的砂土液化综合评价体系对研究区具有较强的针对性与适应性,从多角度全面、客观地评价了研究区砂土液化情况。最终通过合理的抗液化沉陷措施,保障了后续工程的稳步进行,为类似地质条件场区的砂土液化稳定性评价提供参考和借鉴。     

液化地基自由场振动台模型试验研究

进行了液化场地自由场振动台试验,试验采用柔性容器以减小边界影响,采用上覆黏土层的饱和砂土作为模型土。试验中再现了液化场地土的震害现象。得出的主要规律有:随着振次的增加,地基的频率迅速降低,阻尼比迅速增大;砂土对地震动起滤波作用;土体的加速度峰值反应在高度上呈"K"形分布;当最初加速度峰值到达前,砂土层中的孔压比存在负值;震后土中振动孔隙水压力不一定随振动的停止而立即开始消散,在短期内可能继续增长。     

从海平面造成的影响预测下辽河平原区未来的砂土液化灾害

未来的海平面上升将对沿海地区的经济发展和自然环境造成重大影响。下辽河平原区是辽宁沿海经济带的组成部分,也是容易产生砂土液化灾害的地区。从讨论砂土液化灾害致灾因素着手,分析了该区未来的地震趋势和因海平面上升带来的地下水水位变化,预测下辽河平原区未来百年可能产生一次或多次局部较严重的砂土液化灾害,而产生大面积砂土液化的可能性不大。     

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。     

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.     

汶川大地震中德阳地区液化特点分析

汶川大地震中八个主要地区均有液化现象出现,其中德阳地区液化现象及其震害最为显著.通过现场调查和工程地质资料分析,德阳地区的液化特点为:液化带主要集中在绵竹市、什邡市和德阳市,绵竹市最为严重;液化在烈度Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度区均有出现,但Ⅷ度区最为集中;液化喷水高度多在几公分到2m之间,最高一处超过10 m;液化场地喷出物基本涵盖...     

Liquefaction macrophenomena in the great Wenchuan earthquake

On May 12, 2008 at 14:28, a catastrophic magnitude M 8.0 earthquake struck the Sichuan Province of China.The epicenter was located at Wenchuan (31.00°N, 103.40°E). Liquefaction macrophenomena and corresponding destruction was observed throughout a vast area of 500 km long and 200 km wide following the earthquake. This paper illustrates the geographic distribution of the liquefaction and the relationship between liquefaction behavior and seismic intensity, and summarizes the liquefaction macrophenomena, including sandboils and waterspouts, ground subsidence, ground fissures etc., and relevant liquefaction features. A brief summary of the structural damage caused by liquefaction is presented and discussed. Based on comparisons with liquefaction phenomena observed in the 1976 Tangshan and 1975 Haicheng earthquakes, preliminary analyses were performed, which revealed some new features of liquefaction behavior and associated issues arising from this event. The site investigation indicated that the spatial non-uniformity of liquefaction distribution was obvious and most of the liquefied sites were located in regions of seismic intensity Ⅷ. However, liquefaction phenomena at ten different sites in regions of seismic intensity Ⅵ were also observed for the first time in China mainland. Sandboils and waterspouts ranged from centimeters to tens of meters, with most between 1 m to 3 m. Dramatically high water/sand ejections,e.g., more than 10 m, were observed at four different sites. The sand ejections included silty sand, fine sand, medium sand,course sand and gravel, but the ejected sand amount was less than that in the 1976 Tangshan earthquake. Possible liquefaction of natural gravel soils was observed for the first time in China mainland.