FOSM在水平场地液化概率评价中的应用

为了更好地进行场地液化评价,将可靠度理论引入水平场地液化概率评价中。以标准贯入试验(SPT)实测数据的统计分析结果为基础,用一次二阶矩法(FOSM)建立水平场地液化概率评价模型,分析了测试数据变异系数对抗液化安全系数与液化概率的影响,并建议了水平场地液化概率评价标准。实例分析表明,新建水平场地液化概率评价模型各参数的物理意义与统计指标明确,相比传统的确定性分析方法,不仅能判定液化的发生与否,还能给出液化发生的概率,这为进行基于风险分析的抗震设计提供了可能。     

液化场地桩-土-桥梁结构地震相互作用简化分析方法

液化场地桩-土-桥梁结构地震相互作用分析属于桩基桥梁抗震设计中的一个关键科学问题,而目前尚缺乏合理的简化分析方法。鉴于此,直接针对振动台试验,基于Penzien模型,建立了液化场地桩-土-桥梁结构地震相互作用的数值分析模型与相应的简化分析方法。通过振动台试验验证了数值建模途径与简化计算分析方法的正确性,可用于液化场地桩基桥梁结构地震反应的分析,并且特别考虑砂层中孔压升高引起的砂土承载力衰减效应,推荐了计算参数的合理选取方法;据此进行了桩径、桩土初始模量比、砂土内摩擦角、上部桥梁结构质量等重要参数对液化场地桩-土地震相互作用影响的敏感性分析。研究表明：在液化场地条件下,随桩径和桩土初始模量比的增大,桩的峰值加速度、峰值位移减小,而桩的峰值弯矩则增大;随砂土内摩擦角增大,桩的峰值加速度、峰值弯矩、峰值应力均增大,而桩的峰值位移则减小;随上部结构配重增大,桩的峰值位移、峰值弯矩均增大。     

剪切波速测试技术及场地土液化势判别

文章简要地介绍了剪切波测试技术的基本原理、野外测试方法及其在工程中的主要用途.结合工程实例,对于在资料处理中碰到的场地液化势判别的问题,采用石兆吉判别式,丁伯阳判别式,谢生荪判别式及标准贯入试验法等目前运用较多的多种液化判别方法进行对比分析,最后得出在本次工程中石兆吉判别式结果最切合本次工程,其结果予以采用,并且就液化判别问题提出了一些建议.     

基于现场记录的液化和非液化场地加速度时频曲线对比分析

研究液化场地和非液化场地上地表地震加速度记录的时频曲线,提出频率下降率概念和计算方法,给出液化场地和非液化场地频率下降率的分界值。加速度时频曲线采用零交法进行分析,非液化场地包含软土场地和除去软土场地后的一般非液化场地。结果表明：①所定义的频率下降率的概念和计算方法,能够反映液化和非液化场地地表加速度时频响应特征和变化规律;②峰值前,在平均意义上液化场地与一般非液化场地平均频率相差不大,软土场地上的平均频率远小于一般非液化场地和液化场地;③峰值后,在平均意义上一般非液化场地加速度平均频率最高,软土场地居中,液化场地最低;④软土场地与液化场地峰值后平均频率范围有交叉,如以加速度时频曲线绝对变化量为判断标准,软土场地和液化场地会出现混淆;⑤液化场地和非液化场地的加速度频率下降率的分界值为0.5,以此可正确区分出液化场地与非液化场地以及液化场地与软土场地。     

关于场地液化评价的几点认识

较详细地分析说明了土层埋深、地下水位对临界标贯击数的影响，澄清了规范公式所带来的上覆应力增加会使土层更易液化的误解。在对规范液化指数分析基础上，重新定义了液化指数。新定义的修正液化指数概念具有明确的概率意义，适用于场地液化评价和风险决策。     

国内外地震液化场地特征对比研究

收集整理了阪神、通海、唐山、集集以及海城地震等5次大地震的液化资料,对比分析了场地特征,剖析了其差别和联系。分析结果表明,几次地震中液化层埋藏深度、液化场地地下水位深度差异明显,液化层和地下水位分布范围从小到大依次为通海地震、唐山地震、阪神地震和集集地震,液化层分别主要集中在0～2、2～6、4～6、2～8 m间,地下水位则分别主要集中在0～1、1～2、1～3、1～3 m间;集集地震液化层埋深和水位均分布最广,液化层埋深分布在0～20 m,地下水位则分布在0～9 m范围;几次地震液化层标准贯入击数集中范围相似,主要在5～15击之间,但范围差异显著,通海地震虽然地下水位和液化层埋藏深度最浅,但标贯击数均值最大,而集集地震标贯击数范围最广,最大超过30击;几次地震液化层剪切波速变化范围差异明显,海城地震在150 m/s以内,阪神地震集中在150～200 m/s,而集集地震集中在150～250 m/s,其均值接近200 m/s,且有波速250 m/s左右液化场地存在,以往认为场地剪切波速210 m/s以上可不考虑场地液化的认识有误。     

脉冲地震动中竖向加速度对场地液化的影响

为研究近断层脉冲地震动中竖向加速度对砂土场地液化的影响,基于有限元平台OpenSees开发的边界面塑性本构模型,建立了动单剪单元试验模型和饱和砂土三维有限元模型。选取台湾Chi-Chi地震中10条具有速度脉冲特性的地震波,对比分析了水平双向脉冲波与三向脉冲波作用下土柱竖向位移、循环应力比、孔压比及等效循环周数的差异性,继而明确了脉冲地震动中竖向加速度对砂土液化的影响规律。研究表明,三向脉冲地震波中竖向加速度分量对场地永久位移值影响较小,但使永久位移的发展持时明显增大;土柱循环应力比受竖向地震动影响较小,因此分析脉冲地震动对场地剪切特性的影响时,可将三向脉冲地震动简化为水平双向地震动;考虑竖向地震动的三向脉冲地震波引起的孔压比变化幅度较大,孔压消散时间较长;三向脉冲地震波对应的等效循环周数较大,地震动发展持时长,可认为竖向加速度对场地液化有促进作用。     

建筑场地地震液化危害评价及地基处理

本文分析了地基失稳,计算震陷值及差异震陷等地基失效形式和液化土层的隔震作用,研究了液化指数、地基失效、液化土层隔震与多层房屋震害的关系,根据液化土的双重作用原理划分了液化危害等级,并提出了建筑场地地震液化危害评价方法和按小震不坏,中震可修,大震不倒的抗液化处理原则。     

浅埋隧道开挖引起的土体水平位移分析

对于浅埋隧道开挖引起的土体位移规律很多学者进行了研究,但对于其水平位移规律的研究却不多。在总结比较现有3种地层沉降公式的基础上,结合其中一种地层沉降理论以及土体不可压缩的假设推导出了浅埋隧道上方土体的水平位移公式,使用该公式对相关文献中的实测数据以及有限元模拟结果进行了拟合对比,证明提出的公式能够较好地预测和描述浅埋隧道开挖引起的土体水平位移规律;另外,基于所推导的地层水平位移公式以及地层沉降理论公式,得出了该方法下的土体位移矢量角公式,并与O’Reilly 和New提出的方法进行了比较,所得结果与相关学者的研究结论一致,证明了该土体位移矢量公式的适用性。此研究成果可为相关实际工程中土体水平位移的计算和控制提供理论参考。     

包裹式土工格栅加筋土挡墙水平位移研究

包裹式土工格栅加筋土挡墙在工程中的设计分析仍采用基于极限平衡理论的锚固楔体法,而没有考虑在达到极限平衡之前加筋土挡墙所发生的变形发展和积累过程。加筋土挡墙面板的水平位移是墙体内外部稳定的重要体现。通过采用有限元数值方法,分析了不同工程因素对包裹式土工格栅加筋土挡墙面板处工后水平位移的影响,分析结果表明,FEM计算值和实测值接近,说明了有限元计算分析的适用性;包裹式土工格栅加筋土挡墙面板处的工后水平位移呈由下向上增大趋势;拉筋刚度、长度、竖向间距对水平位移具有明显的影响并应选择适宜数值,以实现加筋土挡墙的良好工程性能;挡墙墙顶处外荷载大小及位置对水平位移具有相应影响,位于加筋区外的外荷载对墙面水平位移影响不明显。     

挡墙水平变位诱发地表沉降的简化解析解

推导了平移模式下的地表沉降理论显式解,在此基础上提出了任意挡墙变位诱发墙后地表沉降的简化计算方法。分别与平移、绕墙趾及绕墙顶等3种变位模式下的弹性有限元数值解进行对比分析,对简化解析方法进行了验证。最后将这一简化解析方法应用于工程案例预测,与软土地基现场实测结果进行对比,发现理论预测的地表沉降曲线与实测值相吻合,且较准确地预测了最大沉降发生的位置,表明了该简化解析方法的实用性。     

A revised solution for the horizontal vibration of an end‐bearing pile in viscoelastic soil

This note presents a new method to derive closed‐form expressions describing the horizontal response of an end‐bearing pile in viscoelastic soil subjected to harmonic loads at its head. The soil surrounding the pile is assumed as a linearly viscoelastic layer. The propagation of waves in the soil and pile is treated mathematically by three‐dimensional and one‐dimensional theories, respectively. Unlike previous studies of the problem, the formulation presented allows the governing equations of the soil to be solved directly, eliminating the need to introduce potential functions. Accordingly, the dynamic response of the pile is obtained by means of the initial parameter method, invoking the requirement for continuity at the pile–soil interface. It is demonstrated that the derived compact solution matches exactly an existing solution that utilises potential functions to formulate the problem. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

粉质砂土土钉墙水平位移与土钉轴力的FLAC3D研究

以物理模型土钉墙的破坏性试验获得的土体的基本参数和模型的尺寸为基础,应用FLAC3D软件建立土钉墙数值模拟模型。通过数值模型模拟基坑开挖与支护过程,并监测该过程中的土钉墙墙体沿深度方向水平位移情况和各层土钉的轴力变化情况以及它们之间的关系。支护过程结束后,在墙顶分级施加竖向荷载直至墙体产生较大变形,研究了土钉墙在超载状况下的工作状况以及破坏过程,并与物理模型土钉墙的破坏性试验结果进行对比。研究发现,开挖过程中墙体水平位移底部大于顶部,呈“勺形”分布;墙体水平位移最大处附近的土钉轴力也最大;粉质砂土土钉墙变形超过基坑开挖深度的4‰后,墙体的稳定性会极大降低;粉质砂土土钉墙没有下卧软弱层时,在地面超载作用下其破坏形式为体内破坏,表现为部分土体沿滑裂面向下滑动。     

基于Mindlin解的土压力位移计算模型

以不同土压力状态与静止土压力状态时的压力差值计算分布力,基于Mindlin应变解建立了任意土压力变化下的土体侧向位移计算模型,计算得到土体达到主动极限状态下土体位移和达到被动极限状态下的土体位移。通过编制的程序研究了不同计算参数对土体达到主（被）动极限状态下土体位移的影响规律,包括土的内摩擦角、黏聚力、计算深度、计算宽度等,研究了土体主动极限位移和达到被动极限位移相关性规律。通过模型试验的实测资料验证了土压力位移计算模型的有效性和合理性。利用计算模型可以得到不同位移限值要求下的侧向土压力,从而为不同工程中土压力的合理取值提供了理论依据。     

近水平岩层滑坡启动的临界水柱高度分析

从岩性特点和外部诱发因素等方面分析了近水平岩层滑坡的形成机制,提出此类滑坡启动的主要诱发因素是暴雨或持续降雨.从力学角度讨论了滑坡启动的判别依据,推导了滑坡启动时的临界水柱高度.研究表明,裂隙水对近水平岩层滑坡启动的影响是有条件的,在滑体厚度d一定的情况下,当滑面长度L小于安全长度LS时,滑坡就会启动,否则裂隙水不足以引起滑坡的启动.同时对应于一定的滑面长度,分析了浅层、中层、厚层滑坡的临界水柱高度值.     

卧式椭球盐岩储气库理论解及设计参数分析

我国的层状盐岩储层具有岩层厚度薄、夹层含量多、杂质含量高的特点,盐层厚度较薄时立式盐岩储气库有时难以获得较为经济的溶腔体积,通过提高储气库水平方向尺寸而建造的卧式储气库则可以达到经济体积的要求。从力学稳定性角度探讨卧式储气库的可行性,提出了卧式椭球储气库的力学简化模型。在前期研究的基础上使用弹性理论方法,推导了卧式椭球上关键点处以椭球形状比s（水平半轴与竖直半轴之比）、材料泊松比 、腔体内压 和远场应力（ 、 、 ）为函数的应力解。对理论解和数值解进行了对比,结果表明二者误差平均在3%左右。使用推导得到的理论公式,结合DP屈服准则,计算了当椭球形状比一定时储气库的最小运营内压值,得到了椭球形状比与储气库最小运营内压的关系曲线,并对卧式储气库运营内压的稳压范围进行了简单讨论。     

大连地铁盾构开挖地层移动规律的模型试验研究

以大连市地铁2号线202标段工程为研究对象,通过相似材料模型试验绘制不同地层随时间沉降曲线,即同一时刻不同地层沉降槽曲线和不同地层水平位移曲线,得到盾构隧道施工地层移动规律。试验结果表明,不同地层各测点的垂直位移随时间的变化可用以时间为自变量的负指数函数表示;先行隧道施工对地层产生扰动,引起地层软化,导致两条隧道之间地表沉降明显叠加,沉降较大;隧道开挖时,若存在地下结构或管线,其将受到附加剪切作用,易出现裂缝,在施工中必须做好切实可行的防护措施。     

宁夏南华山-西华山北麓断裂最大水平位移质疑

关于南华山—西华山北麓断裂最大水平位移值,《海原活动断裂带》一书认为达１２ ～１４ ．５ ｋｍ 。但通过近年的调查研究,测制了大量地层剖面,系统采集样品,建立了南华山—西华山地层层序,进行了１∶２ ．５ 万大比例尺地质填图,取得了丰富的第一手资料,认为上述断裂位移值的证据不足,并从地层、岩石、断裂力学性质３ 方面作了阐述。