循环荷载下砂土液化特性颗粒流数值模拟

利用PFC2D常体积循环双轴试验条件,对砂土在不排水循环荷载作用下的液化特性进行了颗粒流数值模拟,数值模拟按等应力幅加荷方式进行。颗粒流数值模拟的优点在于得到试样液化宏观力学表现的同时,通过不同循环加荷时刻试样内细观组构参量（包括配位数、接触法向分布、粒间法向接触力、粒间切向接触力）的演化规律,分析砂土液化过程中细观组构变化与宏观力学响应之间的内在联系,从而可进一步探讨砂土液化的细观力学机制。数值模拟研究结果表明,砂土液化现象在宏观力学表现上反映为超静孔隙水压力的累积上升和平均有效主应力的不断减小,在细观组构上对应于配位数的累积损失和粒间接触力的不断减小。砂土液化细观机制分析表明,试样配位数的减少与循环加荷过程中组构各向异性滞后于应力各向异性有关。     

基于判别分析法的地震砂土液化预测研究

将距离判别分析方法应用于砂土液化的预测问题中,建立了砂土液化预测的距离判别模型。选用震级、研究深度、震中距、标贯击数、地下水位及地震持续时间等6项指标作为判别因子,以大量的工程实例数据作为学习样本进行训练,建立了线性判别函数对待评样本进行了评价。研究结果表明,距离判别分析模型判别砂土液化效果良好,预测准确度高,回判估计误判率低,可望成为砂土液化预测的有效手段。     

地基液化导致沉箱码头破坏及地基加固方法的非线性数值分析

地震作用引发的地基液化,往往导致沉箱基础的破坏。本文基于Biot两相饱和多孔介质动力耦合理论,采用FE-FD耦合数值分析方法,对液化海床沉箱基础的地震反应进行非线性有效应力分析。在数值分析过程中,建立了以土骨架位移和超静孔隙水压力表达的us-pw动力固结方程和循环弹塑性本构模型,该方法能够很好地模拟地震作用下沉箱码头的动力特性及液化破坏的影响。通过数值模拟计算,分析了采用碎石桩进行置换砂区域的防液化加固方法,并就碎石桩处理区域的选择提出了建议。     

Formation of chaotic rock units during primary accretion processes: Examples from the Miura–Boso accretionary complex, central Japan

Chaotic rock units exposed in the upper part of the accretionary complex preserve detailed tectonic information related to the periods before, during, and immediately after accretion. Based on the detailed survey in the upper Miocene Miura–Boso accretionary complex, central Japan, three types of chaotic rock units were identified on the basis of the grain sizes and characteristics of blocks and surrounding matrices. The chaotic rock units composed of silt matrices and sandy to pebbly blocks (Type 3) formed by gravity-driven slumping upon the seafloor. The slumping occurred contemporaneously with deposition of the Misaki and Nishizaki Formations within the Izu–Bonin forearc. Vertical variations in the direction of slump vergence represent successive changes from an initially flat seabed to tilting to the northwest and finally to the southeast. Slumping with a northwest vergence indicates landward tilting of the seafloor immediately prior to accretion, whereas vergence to the southeast reflects oceanward tectonic tilting that occurred once the sediments had crossed the deformation front. Other chaotic rock units that have matrices abundant in sand and pebbles (Types 1, 2) formed as a result of subsurface liquefaction and injection associated with large earthquakes that occurred during and after accretion of the sediments. These chaotic rock units are useful in examining surface/subsurface changes such as tectonic tilting of the seafloor and earthquake events during the initial accretion process.     

基于ANN和GIS耦合模型的场地地震液化势评价系统研究

采用组件式GIS (COMGIS)技术开发了结合BP神经网络分析模型的场地地震液化势评价系统,调用水平成层土地震反应分析程序SHAKE91实现设定地震下地震动影响场的模拟。在VB下调用Matlab神经网络工具箱来完成场地地震液化势评价模型在COMGIS系统中的模块化;利用GIS技术对评价结果,即液化势等级进行空间复合,给出场地潜在的地层液化势空间分布图。研究表明,SHAKE91应用程序在系统菜单下可直接调用,实现地震动影响场计算的模块化;BP神经网络技术应用于场地地震液化势评价中能达到较为理想的效果;系统的GIS空间分析功能可使评价结果与场地信息进行空间匹配,实现目标场地潜在地震液化势的快速评估。     

杭州钱塘江防洪堤抗震分析

通过动力试验研究了杭州钱塘江防洪堤基的动力特性,并用原位和室内分析法判别了堤基液化的可能性,在有限元分析时,改进了工程上常用的排水有效应力动反应分析方法,在地震期间采用Biot动力固结方程进行动力分析,可以同时考虑地震期间孔压的上升及固结消散对防洪堤的抗震液化和稳定性进行分析。采用非线性成层地基反演技术,反演分析基岩地震加速度曲线,对堤坝地震反应进行分析。地震响应的各种结果对于了解今后防洪堤在地震期间的运行状态具有一定指导意义。     

饱和砂砾料振动孔压与轴向应变发展模式研究

利用自行研制、开发的高精度中型动三轴仪,对文选定的砂砾料液化过程中的孔隙水压力增长和轴向应变发展模式进行了研究。同时,对剔除粒径大于5 mm后的模拟料,采用相似级配法,运用DS-2T型动三轴仪进行了一组平行试验。着重比较了砂砾料和模拟料在振动荷载作用下孔压、应变发展模式的区别。结果表明：在均压固结条件下,砂砾料在循环应力作用下,其孔压的发展模式与模拟料不同,可以用修正的反正弦进行拟合,而模拟料振动孔压的发展模式可用反正弦拟合;二者振动孔压均达不到初始有效固结围压,约为初始围压的90 %左右。模拟料与砂砾料在振动荷载作用下,应变发展模式不同。前者在初始液化前应变幅值较小且无明显增长,临近初始液化时应变大幅度增加导致试样突然破坏;后者在循环荷载作用过程中应变幅值一直稳定增加。     

砂土地震液化的改进进化遗传算法判别

改进了进化遗传算法,提出了新的交叉算子和变异算子,使之具有更好的全局收敛能力。砂土液化是一种危害极大的地震破坏现象,其影响因素很多,选择地震烈度、砂土粒径、相对密度、标贯击数和有效正应力为判据,利用改进了的进化遗传算法建立了砂土地震液化的判别模型。与现场液化情况比较表明,改进进化遗传算法应用于砂土地震液化的判别效果良好。     

国内外液化砂砾土土性对比分析

砂土液化问题的研究特别是砂土液化的判别目前已经取得了较大的进展,并在国内外现行的规范中充分反映,而砂砾土由于颗粒大、透水性好,普遍认为地震时孔压不至于上升至液化的程度,往往将其划分为非液化土类。通过调查汶川地震砂砾土液化情况以及勘察试验获取其土性资料,对比分析了国内外液化砂砾土的地质背景及土性特征。主要认识为：①以往国内外砂砾土液化实例虽然有限,但已经表明松散-稍密的砂砾土在一定的地震强度下仍有可能发生液化,而2008年汶川地震中的大量砂砾土液化的事实,说明笼统地将砂砾土划归为非液化土类的做法有误;②汶川地震液化砂砾土的颗粒级配范围涵盖了国内外其他地震的颗粒级配,研究汶川地震的砂砾土液化问题具有代表性和普遍性,以此建立的砂砾土液化评价方法在国际上应具有通用性。     

Empirical models for predicting lateral spreading considering the effect of regional seismicity

A revised empirical model has been developed for predicting liquefaction-induced lateral spreading displacement (LD) as a function of both response spectral acceleration derived from strong-motion atte...