砂土液化内部应力变化规律与工程液化判别

以往对砂土液化的研究主要侧重于水平场地、自由应力场条件下有关地基液化机理与判别等问题的研究。通常将Δu=σz=ΔUmax作为地基土液化的判据，而对工程结构物和场地条件的影响考虑不足。基于当前砂土液化问题的研究现状及工程特性，提出了将液化分为理论液化和工程液化。前者主要研究地基土液化的一般规律性问题；后者则针对具体工程结构物而言。其液化标准是以地基土在遭受地震液化时是否会导致工程结构物的破坏为依据。通过对砂土在震动液化过程中内部应力变化规律的理论分析，阐明了水平应力σx或σy对斜坡场地地基土发生侧向液化的作用机理，不能将斜坡场地的地基看作半无限空间体处理，提出了液化膨胀侧扩势Ψ的概念与计算式。指出：对斜坡场地，为避免这种侧向液化流动变形破坏，采取加强可液化土体的侧向约束、缩小偏应力差是必要的。根据工程结构物的承载力极限状态和正常使用极限状态，提出工程液化的判别准则：(1)可液化土体的地基强度τ降低到工程结构物所允许的强度值[τ，]；(2)可液化土体的膨胀侧扩势Ψ增加到其侧向约束强度[τh]；(3)可液化土体地基的变形s增大到工程结构物所允许的变形值[s]。     

地层结构对砂土液化影响的有效应力动力分析

跟据上海市区典型土层的力学参数,构造不同地层组合的计算剖面,利用Biot固结理论和亚塑性边界面模型的排水有效应力动力分析法,研究地层结构对砂土液化的影响。分析发现：上履土层厚度增加时,砂土峰值孔压比随之减小;上履土层较软时, 砂土峰值剪应力先增加、后减小;较硬时,峰值剪应力单调增加。下卧土层越厚,砂土层的峰值孔压比越小,峰值剪应力愈大,总体变化都不大,但下卧土层较软时,砂土层的峰值孔压比变化相对明显。     

碎石桩复合地基的抗液化特性探讨

饱和砂土地震液化问题是岩土地震工程中一个重要的研究课题。在多种可行的防治液化措施中 ,最普遍的方法是采用碎石桩复合地基。本文结合目前国内外碎石桩复合地基的抗液化研究的最新进展 ,对碎石桩的密实、排水减压和减震作用做了较详细的评述 ,最后还提出碎石桩复合地基抗液化特性需要进一步研究的问题     

研究地基液化的新方法

介绍一种研究地基液化的新方法，利用地震时可能液化的土层的地面加速度，地下钻孔加速度及孔隙水压力方面的连续资料，通过计算处理，先后获得土层的水平位移反应，平均剪应变和有效应力，在此基础上，对平均剪应力－应变和有效应力路径历史作出评价，由此获得地震振动时有关地基液化过程的直接和有价值的资料。     

夯扩挤密碎石桩加固液化砂土地基的动力数值分析

砂土液化问题一直是土动力学与岩土地震工程研究领域的重要课题之一。基于南水北调中线某工程,通过现场和室内试验获取土体的物理力学参数,利用岩土数值分析软件FLAC3D对夯扩挤密碎石桩加固干渠液化砂土地基进行了动力数值分析。结果表明,由于夯扩挤密碎石桩的排水作用,干渠底部饱和砂土地基中的超静孔隙水压力和孔压比与加固前相比明显减小;干渠渠道底部饱和砂土中的监测曲线表明,随着地震荷载持续时间的增加,饱和砂土地基中超静孔隙水压力和孔压比峰值较加固前大幅值降低,且时程曲线达到峰值之后也由加固前的基本保持不变改为迅速消减降低;由于夯扩挤密碎石桩的排水和挤密作用,有效消除了干渠渠道底部以及渠堤坡面外侧平台至坡脚底部砂土层的液化现象,加固后干渠底部饱和砂土地基中没有液化现象产生。     

某机场振动碎石桩地基处理检测结果分析

介绍了振动碎石桩处理机场跑道地基的效果。根据钻探取样和原位测试结果,分析了碎石桩处理前后的孔隙水压力变化情况,并对比了处理前后的土层物理力学性质指标,分析了砂土地震液化可能性,得出了检测结论,可供类似工程参考。     

地层组合对砂土液化的影响分析

利用Laplace变换取得了下卧与上覆层的组合地层在已知地震烈度或地层位移两种初始条件下的剪应力的解析表达式,提出了一种新的液化判别方法;并利用编程计算,分析了地层组合中各参数对砂土液化的影响,得到了在各种组合情况下砂土液化的难易程度。对工程判别有一定的理论指导作用。     

地下水位上升对砂土液化的影响

由温室效应引起的地下水位上升，将会对砂土液化产生一定的影响，本文主要运用Ｓｅｅｄ－Ｉｄｒｉｓｓ砂土液化判别的简化法，来定量地揭示这种影响。     

应力路径对砂土变形特性影响的细观机制研究

在对已有试验结果进行分析基础上,从细观角度研究了砂土变形机制。通过对简化的颗粒单元体的受力及变形分析,推导了主应力比与θ的关系以及孔隙比与θ的关系。结果表明,颗粒单元体变形过程中主应力比与孔隙比有着对应的关系,这与"应力路径对塑性体应变的影响主要是由应力比引起的"的试验结论是一致的。从细观角度分析了应力路径(主要是主应力比)影响砂土变形的过程。研究表明,砂土体中存在着大孔隙以及两种基本状态的颗粒单元体结构孔隙,它们是控制砂土变形特性的关键因素,大孔隙受应力路径影响不大,而颗粒单元体结构孔隙则与应力路径密切相关,主要表现为主应力比对塑性体应变的影响;从细观角度分析了峰值应力比与相变应力比的关系,即初始孔隙比越小,相变应力比越低,峰值应力比越高,这与宏观试验结果是一致的。     

地震历史对各深度土体抗液化性影响的振动台试验研究

地震引起的液化会对岩土结构造成重大破坏,而震后伴随的余震可能导致砂土再次发生液化。为研究自由场地下地震历史对各深度饱和砂土的抗液化能力的影响,设计并开展了一系列振动台试验。试验中对砂土输入了4次不同加速度的震动事件,细分为7次小的事件。通过计算对比每次振动事件的超静孔压比、加速度响应以及土体沉降,以研究不同地震历史下各深度土体抗液化能力的变化规律。试验结果表明：输入的地震波加速度大小与加速度响应系数呈正相关关系;饱和砂土遭受轻微和中等地震时液化更容易发生在浅层而非表层;表层土体中,强烈地震后的中等余震使得土体对地震烈度的敏感性降低,孔隙水压力在峰值加速度后消散迅速,液化时间缩短;有强震历史的土体会降低浅层土体的抗液化性能,深层土体抗液化性反而会在经历强地震后增强,影响深度范围取决于地震的烈度;通过数据拟合得到了不同等级的循环地震在各深度土体的抗液化提升比的量化公式。试验结果可以反映在地震实际中各等级的地震历史对各深度土体的不同影响。     

上海市崇明岛浅层砂土、粉土分布探讨

通过对崇明岛内大量勘探资料的分析研究,本文分析了岛内浅层砂土、粉土的分布特征,并根据岩性及静力触探指 标对其进行详细分类,找出了每类土的典型静力触探曲线,最后探讨了各类土的液化问题。     

路基工程中的砂土液化判别与治理

通过现场标准贯入试验,对国道317线K205+700～K207+100段路基填方段中的淤泥质粉细砂层进行了液化判别.<公路工程抗震设计规范>(JTJ004-89)和<建筑抗震设计规范>(GB5001-2001)的计算结果均表明该砂层会产生液化.但前一规范的计算值偏大,在工程中建议使用后一规范,并以振冲密实法进行预防.     

饱和粉土振动液化分析

液化是造成场地地震破坏的首要原因之一。自Casagrande的经典工作以来,对地震液化的研究已经取得了很大的进展。然而这些研究大多是针对于砂土而进行的,对于粉土液化研究的相对较少,且粉土的液化特性也有别于砂土。因此,在已有研究的基础之上利用粉土液化试验得出的结果,分析了粉土液化的机理、影响因素以及在振动过程中粉土中孔隙水压力的增长规律,认为粉土中的粘粒含量、密实度以及土的结构性对其抗液化能力有较大的影响。考虑到试验中振动次数的离散性,引入了时间参数的概念,根据动三轴试验结果提出了孔隙水压力增长的经验公式,可以比较方便地应用于计算液化的有限元程序中去。     

真空预压联合堆载预压加固软土地基现场试验研究

真空预压联合堆载预压是加固深厚软黏土地基的有效方法。本文开展了真空预压联合堆载预压的现场试验研究。在试验过程中监测了加固区域膜下真空度、地表沉降和孔隙水压力的时空变化规律。通过对试验数据的分析, 推算了真空预压联合堆载预压作用下地基的最终沉降量。依据平均固结度理论, 分别计算了基于应力形式和应变形式定义的地基平均固结度。结果表明, 不均匀沉降主要发生在堆载阶段。真空度随排水板深度的增加而衰减。基于应力和应变两种形式计算的地基平均固结度分别为90.2%和91.8%, 表明地基土在预压期间已完成了大部分沉降, 取得了理想的加固效果。     

饱和软土中挤土桩休止期的探讨

在上海地区许多项桩基静载试验中，发现桩身大部分处于软土中的桩，在规范要求的间歇内，有时桩的竖向承载力与地质资料提供的计算值相差甚远，而有时又基本相符，经比对相同休止期不同场地的桩静载试验结果，发现地质条件的细微差异，可能是造成桩休止期不同的主要因素。本文根据微小的地质差异，阐述其对挤土桩休止期的影响。这一论点若成立，将对工程桩基的投资及安全取值具有一定的实际价值。     

砂性地基中防波堤地震残余变形机制分析与液化度预测法

海港工程中防波堤地震残余变形的预测以及震损机制的分析是较复杂的问题。采用定义在应变空间中考虑土体动主应力轴方向偏转影响的多重剪切机构塑性模型,分别从砂性土的黏粒含量和标贯击数2个主要影响因素对防波堤地震变形的变化机制进行了有效应力分析,得出防波堤较大的残余变形是由于地震作用下土体中孔隙水压力的升高致使土体软化而产生的。然后,采用液化度单一指标从物理本质上来间接表征防波堤的残余变形,得到防波堤残余变形与液化度之间的函数预测关系,预测值与震害调查值以及数值分析值基本相符,表明所得液化度预测公式具有一定的可靠性。残余变形的液化度预测法可为类似防波堤地震灾害设计与评价提供参考依据。     

标准贯入试验成果在砂土中的应用

标准贯入试验是最常用的原位测试手段之一。在岩土工程勘察中,判定砂土的密实度、确定其地基承载力、判定饱和砂土的液化时均需采用标准贯入试验。在实际工程地质勘察中,如何正确运用标准贯入试验成果显得尤为重要。本文结合作者多年的工程地质实践活动,就标准贯入试验成果在砂土中的应用进行归纳整理,以便为岩土工程勘察服务。     

地下水位上升对砂性土地基承载力的影响

本文主要从土体的物理性质出发,以极限荷载理论为依据,找出砂性土地基承载力随地下水位上 升而下降的变化规律。这在由于温室效应及人为开发而引起地下潜水位不断上升的今天,对于从事 岩土工程和基础工程的研究、设计,具有一定的现实意义。     

饱和土蠕(滑)动液化的研究

本文在文献[1],[2]的基础上对黄土区饱和土蠕动及滑动液化作了进一步研究。文中首先列举了黄土滑坡现场饱和土液化的一些典型实例及其所造成的宏观危害。从不同的角度提出了饱和土蠕(滑)动液化的定义,在大量现场及室内试验的基础上分析了饱和土蠕(滑)动液化的机理和影响因素,最后给出了液化势的评价方法。     

冻土可钻性理论分析及影响因素探讨

采用冲击载荷下的弹性波理论对冻土可钻性进行了理论分析 ,并分析了影响冻土可钻性的主要因素 ,即温度、波速、冲击韧性和凿碎比功 ,进行了冻结粘土在 7个不同温度下的可钻性试验 ,结果表明利用凿碎比功来确定冻土的可钻性 ,数据稳定 ,和钻眼相关性好 ,能较好的反映冻土可钻性。试验得出的结论对现场施工具有一定的参考价值