饱和砂土动力液化到渗流液化过程探讨

根据饱和砂土地层地震液化现象及饱和砂土动力学试验所观察到的现象，本文从砂粒－孔隙水两相介质相互作用的角度出发，研究饱和砂土在振动荷载作用下的液化过程和机制。研究结果表明，饱和砂土受振，砂粒相对滑动并重新排列，孔隙率降低，孔隙水受压产生超静孔水压力并不断增大，部分孔隙水挤出渗流，隙水渗流对砂粒产生渗流压力。渗流压力与超静孔隙水压力迭加，形成的上托力等于或大于砂粒水中重力时，砂粒在隙水中处于悬浮状态。此时，饱和砂土宏观上表现为液态。为此，根据下沉砂粒与向上渗流孔隙水之间相对运动过程中的动力作用特征，建立了描述饱和砂土液化过程的模型和液化判据。     

BP网络在砂土震动液化评价中的应用

在简要分析BP算法的基础上 ,应用BP网络的理论与方法 ,选取地下水位、临界深度、平均标准贯入击数、地面最大加速度、震动持续时间作为指标 ,评价砂土震动液化 ,取得了较好的评价效果。     

Investigation on the dynamic liquefaction responses of saturated granular soils due to dynamic compaction in coastal area

Dynamic compaction (DC) has been widely used for a variety of soil types and conditions in coastal area. However, as the ground water table is near the ground surface, a significant increase of pore water pressure is noticed after each impact, which results in local liquefaction and limits further drop effect. Consequently, to obtain effective compaction effects on saturated soils, it is essential for the evaluation of the liquefaction responses of soil medium caused by DC to determine the time delay between the drops and prevent ‘rubbery soil’. In this study, a numerical investigation on the liquefaction responses of saturated granular soils during DC is carried out using a coupled hydro-mechanical model. The developed model considers all the stages of DC involved in impact stage and consolidation stage. A new cap model for simulations of high strain rate behaviors of soils under DC is incorporated in the coupled hydro-mechanical model. Verification of the proposed model is performed against the previous test data and analytical result. Then, a series of parametric studies have been performed to examine the effects of the tamping energy level, hammer radius and permeability on liquefaction responses of saturated granular soils at several stages of DC. The numerical results demonstrate that the dimension of liquefaction zone is driven by the tamping energy level rather than the permeability, and strain rate has a significant effect on soil responses in DC.     

龙门山山前砂土液化初步研究

对龙门山山前的成都平原(金马河以北)和川北丘陵区进行了地震液化现场调查。结果表明:液化点主要沿河谷底部和低阶地分布,液化集中区平行于NE向龙门山地震断层,与断层的转折、终止、出现部位相对应,与地震动最大峰值加速度(PGA)等值线主轴一致。液化喷出砾石最大粒径30 cm,最大喷砂量约15m3,堆积厚达4m,冒水高达775 cm,地表破裂长达1 000m。喷砂冒水与强震动相一致,强震过后,大部分液化点上的喷砂冒水现象消失。分析表明:冒水高度总体随震中距增加而降低,亦存在随震中距增加而增高和波动的趋势。液化砂土来自第四系不同地层,并出现了下更新统下段的红色强风化泥砾。     

基于土层常规参数的剪切波速液化概率计算公式

分析国际上现有液化场地剪切波速473组数据进行参数特征后,以此为基础,采用分区方法,利用成熟的Logistic模型,提出了以地表峰值加速度、剪切波速、地下水位、可液化层埋深等4个参数表达的土体液化概率计算公式和不同概率下液化临界值计算公式,研究了不同概率水平下公式的适用性,并与现有主要方法进行比较。研究表明:地震动强度为液化判别首要影响参数,液化层与非液化层剪切波速区分度不显著,采用以往一个公式构造液化判别公式的方式难以要达到基本要求;现有Andrus公式和石兆吉公式会将很多明显为非液化的场地误判为液化场地,违背了现有认识,达到了不可接受的程度,需要改进。文中公式取50%概率时液化点和非液化点回判成功率符合对等原则,不同烈度下成功率均在70%左右;总体看,公式表现良好,可为中国工程建设提供一个合理、可操作性强的剪切波速液化概率判别方法。     

中国南海吹填岛礁钙质砂动力特性试验研究

南海对我国经济发展、资源开发与运输、维护国土完整具有战略性意义。目前我国已在南海海域以吹填方式建设了一系列的岛礁,并在其上修建了一系列的结构物（房屋、防波堤、机场等）。作为这些重要结构物的地基材料,珊瑚钙质砂在极端波浪、海底地震等环境荷载作用下的动态响应特性对评价其上结构物的安全稳定性具有重要的意义。以我国南海珊瑚岛礁吹填工程为背景,对取自岛礁吹填体现场的钙质砂样品,以吹填现场实测的颗粒级配和干密度为依据,开展动态三轴循环试验,研究我国南海珊瑚岛礁吹填体钙质砂地基土的动力特性。试验结果表明：岛礁钙质砂受动态循环荷载作用,在排水不通畅的条件下可以达到部分液化状态,在排水通畅的条件下不发生液化;在不排水条件下,岛礁钙质砂归一化的累积孔压u/ 与振次比N/Nf符合Seed提出的反正弦孔压发展模式;在不排水条件下,所有岛礁钙质砂样品的动态变形模量Ed /E0与归一化应变?m /?r之间全部重合在一条双曲线上,表明不排水条件下岛礁钙质砂的Ed /E0与?m /?r之间的关系不受干密度和颗粒级配的影响,具有很好的统一性。     

饱和橡胶砂动力特性动三轴试验研究

橡胶质轻、耐磨、渗透性好、减振性能优良,橡胶颗粒与砂土混合作为土工填料可被用于边坡、路基和垃圾填埋场中。通过室内动三轴试验研究了不同橡胶含量混合土的动强度特性及动孔压发展特性。结果表明：橡胶质量含量越高,混合土的抗液化强度越高,且混合土的液化强度曲线符合乘幂函数关系;考虑橡胶质量含量的影响,得到了归一化混合土液化强度曲线;初始应力比和橡胶含量对混合土动孔压比发展具有明显影响,建立了不同试验条件下动孔压比发展模型。试验发现,当初始动应力比超过0.4时,10%橡胶含量的混合土出现明显橡胶颗粒向上迁移现象。基于颗粒细观接触和颗粒运动状态,揭示了橡胶颗粒迁移机制。     

表层液化地基中结构与桩惯性相互作用简化分析方法

传统桩基础结构抗震设计中一般认为忽略结构与桩基础相互作用影响使得结构所受惯性作用计算结果偏于保守,但对几次强震中地震动反应谱和桩基础结构震害特征的总结与分析表明,液化作用和结构与桩基础相互作用可能导致桩基础结构惯性作用增强。通过可液化地基中桩基础结构的动力离心模型试验手段,分析了地基液化对结构与桩惯性相互作用的影响,发展了适用于表层液化地基中的结构与桩惯性相互作用的简化计算方法,并利用该方法对文中及Wilson等的离心模型试验进行分析,得到的结构加速度与试验结果吻合较好,从而验证了方法的有效性。     

日本9.0级大震体应变同震分析

以江苏溧阳地震台体应变仪记录到的2011年3月11日日本本州东海岸附近海域9.0级地震为基础,分析记录的应变波特征,计算出震中距和震级等参数。通过初步了解体应变记录远震、大震的特征,对进一步分析、研究体应变映震能力和震源机制有一定的借鉴作用。