颗粒级配对含蒙脱石砂土抗液化性能的影响

通过对含蒙脱石粘粒砂土进行不同粗颗粒级配、不同粘粒含量重塑土样的室内动三轴试验、X光衍射试验和电镜扫描 ,对含粘粒砂土的抗液化性能进行了研究 .结果表明 :随着其粗颗粒由大变小 ,含粘粒砂土的抗液化能力逐渐降低 ;液化应力比与粘粒含量并非呈单调增加关系 ,而呈抛物线关系 ,并给出了回归方程 ;含粘粒砂土抗液化能力的最低点总是在粘粒含量 8.5 %～9.5 %之间     

粘粒含量对砂土静动力液化影响的试验

含一定粘土颗粒的砂土在一定条件下易发生静态和动力液化的现象,且粘土对砂土的抗液化影响规律较为复杂。为了研究粘粒含量对砂土液化的影响规律,通过静力三轴仪和动力三轴仪试验系统,对粘粒含量分别为0%、5%、10%和15%的砂土进行试验。静力与动力的试验结果表明:粘粒含量对砂土抗液化性能的影响并不是单调的,存在一个粘粒含量值(5%~10%)使得砂土的抗液化性能最差。当粘粒含量小于5%时,粘粒会促进孔压的发展;当粘粒含量大于10%时,粘粒会抑制孔压的发展。不同含量的粘粒在砂土颗粒间分别起到润滑与粘结砂粒的作用。     

粉土抗液化特性的试验研究

本文对不同干重度，含粘粒不同的重塑粉土样进行了系统的振动三轴试验，研究得出：（１）含天然粘土颗粒的粉土剪应力比随粘粒含量呈抛物线形变化，最低点在粘粒含量为９％左右。２）粉土抗液化强度随干重度增大，抗液化强度增强；反之，粉土抗液化强度降低，为今后阐明粉土液化机理奠定了基础。     

双向振动下含黏粒砂土液化特性试验研究

采用GCTS双向动三轴测试系统,把膨润土作为试验的黏粒材料,通过饱和砂土的双向动三轴试验,以试样液化的耗损能量为指标,探究不同黏粒含量、干密度、围压及相位差对饱和砂土液化特性的影响。结果表明:随着黏粒含量的增加,砂土液化所需的耗损能量先减少后增加,呈抛物线型,这是因为黏粒含量较低时,黏粒在砂颗粒间起到润滑的作用,随着黏粒含量的增多,黏粒反而起到固定和镶嵌砂颗粒的作用;随着干密度和围压的增大,砂土液化所需的耗损能量不断增加;相位差为180°时更有利于饱和砂土的液化,而相位差的变化与砂土液化所需耗损能量之间的关系不明显。     

细粒含量对饱和砂土动孔压演化特性的影响

利用GDS循环三轴仪,对不同细粒含量砂土进行了不排水动三轴液化试验,并基于Seed孔压应力模型,研究了细粒含量对液化进程中动孔压演化特性的影响。研究结果表明：细粒含量对砂土孔压发展影响较大,其影响主要体现在孔压发展模式参数θ的不同。含细粒砂土中细粒含量与孔压参数θ的关系不是呈单调的线性关系。参数θ先随着细粒含量的增加而减小,并在细粒含量为30%时达到最小值,之后随着细粒含量的增加又逐渐增加,不同的是参数θ在细粒含量超过30%后,其增加的趋势相对平缓。通过对不同细粒含量砂土动孔压演化特性试验研究,更进一步证明了临界含量的存在,试验所用的含细粒砂土,临界细粒含量在30%左右。     

粘粒含量在岩土工程勘察中的应用研究

在岩土工程勘察中,粘粒含量这一特殊指标常用于判别饱和砂土液化以及进行地基承载力特征值计算.作者应用数理统计的方法对焦作地区地基土的粘粒含量和土的物理力学性质指标之间的相关性进行分析,总结出粘粒含量的一些变化规律,为以后岩土工程勘察设计参数的确定提供了依据.     

粘粒含量在岩土工程勘察中的应用研究

在岩土工程勘察中,粘粒含量这一特殊指标常用于判别饱和砂土液化以及进行地基承载力特征值计算.作者应用数理统计的方法对焦作地区地基土的粘粒含量和土的物理力学性质指标之间的相关性进行分析,总结出粘粒含量的一些变化规律,为以后岩土工程勘察设计参数的确定提供了依据.     

青藏铁路沿线负温填土长期动力力学特性试验研究

本文通过室内试验和理论分析相结合的研究方法对高原高寒铁路填土的动力力学特性动剪切模量和阻尼比进行了分析。首先,开展了室内固结不排水长期循环三轴试验,分析了不同负温、循环应力比对路基粉质粘土和地基砂土的动剪切模量和阻尼比等动力特性的影响。结果分析发现,对于路基粉质粘土,动剪切模量与温度呈现明显负相关性,且随着循环应力比增大而展现出较明显的增长趋势,阻尼比随着动剪切模量的增长而减小；对于地基砂土,动剪切模量和阻尼比受温度的影响与粉质粘土的响应规律呈现相同趋势,但同在—10℃温度与循环应力比为0.2的条件下动剪切模量的值高出约110MPa,是1.22倍,而阻尼比是0.66倍。值得注意的是砂土的动剪切模量在循环应力比约为1时响应达到峰值,意味着动应力幅值达到围压时,随着循环应力比的增大,动剪切模量呈现减小的趋势而阻尼比则呈现出增大的趋势。随后,在Wichtmann提出的高周循环模型的基础上,建立了对动剪切模量的预测模型,能良好反映动剪切模量在温度和循环应力比影响下随振动次数的响应规律,通过拟合参数w₀反映动剪切模量随循环应力比先增后减的规律,拟合数学关系显示长期振动次数约在13000次以上。最后,基于Hardin-Drnevich双曲线模型对动剪切模量和阻尼比的试验结果进行拟合,得到了动剪切模量与阻尼比的函数关系式从而能大致预测阻尼比随动剪切模量变化的趋势及范围,随着归一化剪切模量的增大阻尼比呈现出减小的趋势。     

橡胶颗粒–砂混合物新型路基填料动力参数特性的试验研究

为研究橡胶颗粒与砂土混合物这种新型路基填料在循环列车荷载作用下的动力参数特性,进行室内固结不排水动三轴试验,分析了橡胶颗粒含量、围压以及加载频率等因素对橡胶颗粒–砂混合物动剪切模量、阻尼比等特性的影响,研究结果表明:应变一定时,混合物的动剪切模量随着橡胶颗粒含量的增加而减小,随着围压的增大而增大,随着加载频率的增加而轻微减小;基于Hardin-Drnevich双曲线模型对动剪切模量试验结果进行拟合,得出最大动剪切模量,发现最大动剪切模量随着橡胶颗粒含量的增加而减小;混合物的阻尼比随着橡胶颗粒含量的增大而增大,随着围压的增大而减小,加载频率对阻尼比的影响较小;基于试验结果,建立了橡胶颗粒–砂混合物阻尼比与动剪应变的关系式。最后,基于柔性橡胶颗粒与刚性砂土颗粒的微观接触特性,分析了橡胶颗粒对混合物动剪切模量以及阻尼比的影响机理。综合研究结果得出:橡胶颗粒含量不宜超过20%,此时橡胶颗粒–砂混合物作为新型路基填料的动剪切模量可以满足要求,阻尼比较大,具有良好的减震耗能效果。     

橡胶颗粒-砂混合物新型路基填料动力参数特性的试验研究

橡胶材料具有密度低、线弹性变形能力强、耐久性好、耗能大等优点,其衍生物与土体制成的混合物被广泛应用于岩土工程和交通工程领域。为研究橡胶颗粒与砂土混合物这种新型路基填料在循环列车荷载作用下的动力参数特性,进行室内固结不排水动三轴试验,分析了橡胶颗粒含量、围压以及加载频率等因素对橡胶颗粒-砂混合物动剪切模量、阻尼比等特性的影响,研究结果表明：应变一定时,混合物的动剪切模量随着橡胶颗粒含量的增加而减小,随着围压的增大而增大,随着加载频率的增加而轻微减小;基于Hardin-Drnevich双曲线模型对动剪切模量试验结果进行拟合,得出最大动剪切模量,发现最大动剪切模量随着橡胶颗粒含量的增加而减小。应变一定时,混合物的阻尼比随着橡胶颗粒含量的增大而增大,随着围压的增大而减小,加载频率对阻尼比的影响较小;基于试验结果,建立了橡胶颗粒-砂混合物阻尼比与剪切应变的关系式。最后,基于柔性橡胶颗粒与刚性砂土颗粒的微观接触特性,分析了橡胶颗粒对混合物动剪切模量以及阻尼比的影响机理。综合研究结果得出：橡胶颗粒含量不宜超过20%,此时橡胶颗粒-砂混合物作为新型路基填料的动剪切模量可以满足要求,阻尼比较大,具有良好的减震耗能效果。     

可液化场地桩基桥梁结构地震响应振动台试验

实施了可液化场地桩-土-桥梁结构地震相互作用振动台试验,研究桩基桥梁结构地震响应特征.试验再现了自然地震触发场地液化与结构破坏的主要宏观现象.小震输入下,地基动力反应较小,孔压在输入波峰值到达后几秒内达到峰值,并很快进入消散阶段,近桩区与远桩区峰值孔压差别很小,砂层上部轻微液化;桩-柱墩表现为弹性动力变形,地基对桩地震反应约束效应较大,桩在砂层中动应变大于粘土层中动应变;由于上覆粘土层对桩的嵌固与墩顶配重惯性力的共同作用,致使桩在上覆粘土层中动应变远大于柱墩动应变.大震输入下,砂层很快全部液化且发生强烈剪切流动,孔压在输入波峰值到达瞬间增大,而后缓慢上升至峰值,消散也很慢,近桩区峰值孔压远大于远桩区峰值孔压;墩顶配重产生较大惯性力作用,加之砂层全部强烈液化使得桩-柱墩动力反应十分强烈,导致桩上部嵌固点发生大幅度上移,且在砂层与上覆粘土层过渡带附近出现大范围破裂、在粘土层中折断.     

可液化场地桩－土－桥梁结构地震相互作用大型振动台试验研究

采用大型振动台试验,研究可液化场地桩－土－桥梁结构地震相互作用。试验很好再现了自然地震触发场地液化与结构破坏的主要宏观现象。小震输入下,地基动力反应较小,孔压在输入波峰值到达几秒内达到峰值,并很快进入消散阶段,近桩区与远桩区峰值孔压差别很小,砂土层上部轻微液化;桩－柱墩表现为弹性动力变形,地基对桩地震反应的约束效应较大,桩在砂土层中动应变大于黏土层中动应变;由于上覆粘土层对桩的嵌固与墩顶配重惯性力的共同作用,致使桩在上覆粘土层中动应变远大于柱墩动应变。大震输入下,砂土层很快全部液化而发生强烈剪切流动,孔压在输入波峰值到达瞬间增大,而后缓慢上升至峰值,消散也很慢,近桩区峰值孔压远大于远桩区峰值孔压;桩－柱墩动力反应十分强烈,由于墩顶配重较大惯性力作用,加之砂土层全部强烈液化,致使桩上部嵌固点发生大幅度上移,并在砂土层与上覆粘土层过渡带出现大范围破裂且于粘土层中折断,下伏粘土层对桩的嵌固作用失效。试验成果,有利于合理认识可液化场地桩－土－桥梁结构地震相互作用,并为可液化场地桩基桥梁地震安全性评价与抗震设计积累宝贵的基础资料。     

重塑红黏土动剪切模量与阻尼比的共振柱试验

在保证路基施工质量的前提下,对重塑红黏土在小应变幅值条件下土体动剪切模量和阻尼比的研究,可作为其是否适宜作高铁地基的判别标准之一.为此,在颗分、液塑限及击实等试验的基础上,对不同围压下标准红黏土试样进行小应变幅值的共振柱试验研究.通过对相关试验数据进行整理,得出了重塑红黏土在小应变条件下动剪切模量和阻尼比的变化规律及其影响因素.利用改进的Davidenkov模型对重塑红黏土动力指标进行了拟合,效果良好.该研究成果可为相关高速铁路路基工程提供基础数据及分析参考.     

地震作用下可液化饱和自由场地动力响应

针对既定埋深条件下的可液化自由场地在地震作用下动力响应问题,基于OpenSEES计算程序和有效应力动力分析方法,通过建立自由可液化饱和场地数值计算模型进行了耦合动力响应分析.计算结果表明:可液化场地β谱曲线卓越平台随埋深的增加而逐渐变窄,场地土层存在典型的高频滤波、低频放大效应;随着土层埋深和土层密实度增加,砂土层内的液化趋势明显减弱;饱和砂土和黏土层在地震作用下会分别发生剪缩效应和循环软化效应,进而使得土体产生不可恢复的残余变形及地表震陷.     

基于扭剪试验的细砂区域长距离流滑机制分析

大量灾害现场发现,即使地面倾角极其平缓（1°~5°）,地表也可能因地震荷载而发生长距离的横向变形。为了解此类砂土变形特性,在改良的空心圆柱扭转剪切仪中采用涌水量概念进行试验,随后采用恒定剪应力静态液化试验,确定排水条件以及小初始静力剪切条件下试样流动的可能性。为突出对比,相同试样被用以进行不排水循环加载试验,观察其行为特征。研究发现：（1）在小初始静态剪应力下可以观察到丰浦砂连续流动的特性;（2）砂土的连续流动特性由初始密实度决定,初始密实度也影响砂土的体积膨胀特性;（3）静态液化试验显示流动砂土试样在涌水机制下可产生流动,而即使样本发生了液化,其在典型的不排水试验中却表现出非流动特性。     

SICP方法加固饱和砂土提高抗液化能力的动三轴试验研究

在地震作用下,饱和砂土地基易达到液化状态，从而形成安全隐患。以标准砂为材料进行大豆脲酶诱导碳酸钙沉积（SICP）的胶结固化，对30%、40%和50%相对密实度下的中密砂分别做1~3次处理，进行不同循环剪应力与有效固结围压比值下的动三轴试验。通过分析动应变、超孔隙水压力、动循环次数，对SICP方法处理饱和砂土的抗液化效果进行评价。结果表明：试样的孔压与应变发展都呈现出分阶段增长的特点，孔压在加载瞬间会急剧增长到一定水平，而后伴随塑性应变以稳定的速率增长，直至破坏。SICP方法处理饱和砂土能有效增强砂土的抗液化能力，减缓超孔隙水压力的增长速度，且处理次数越多，密实度越高，抗液化效果越好。     

对淮安市区粉土地基液化评价的思考

粉土中砂粒、粉粒、粘粒都存在,有着既不同于砂土也不同于粘性土的工程性质。淮安市区粉土由于粉粒占绝对优势,砂粒很少,使其液化特性又表现出不同于普通粉土的区域性特性。在总结国内外粉土地基液化评价及预测的研究成果、分析了其对淮安市区粉土的适用性的基础上,结合区域工程地质特征及土层分布等情况,对淮安市区粉土的液化可能性评价及研究方法提出了有益的思考。     

Estimation of sand liquefaction based on support vector machines

The origin and influence factors of sand liquefaction were analyzed, and the relation between liquefaction and its influence factors was founded. A model based on support vector machines (SVM) was established whose input parameters were selected as following influence factors of sand liquefaction: magnitude (M), the value of SPT, effective pressure of superstratum, the content of clay and the average of grain diameter. Sand was divided into two classes: liquefaction and non-liquefaction, and the class label...     

天津市原状饱和土的动力参数特征

通过天津市区５种原状土振动三轴试验结果,采用数学归纳法着重分析了天津市区范围内,具有代表性的５种土：砂土、粉土、粉质粘土、粘土、淤泥质土的动力参数特征,并给出５种土性在不同埋深处的剪切模量和阻尼比随剪应变的关系曲线．     

软土地基中包裹碎石桩地震动力响应数值模拟研究

包裹碎石桩是将碎石桩包裹在土工合成材料中，通过土工合成材料的径向约束作用，减少碎石桩的变形，提高其在软土地基中的稳定性。使用有限差分程序FLAC3D进行模拟，研究地震荷载作用下软土地基中包裹碎石桩的动力响应。数值模型采用考虑滞回特性的非线性弹塑性模型模拟碎石桩和软土，使用线弹性土工格栅单元模拟土工合成材料。利用振动台试验结果验证三维动力数值模型，然后开展参数分析，研究筋材刚度、软土剪切模量、路堤荷载等参数对软土地基中包裹碎石桩地震动力响应的影响规律。数值模拟结果表明：随着筋材刚度的增加、软土剪切模量的增加、竖向荷载的减小，碎石桩的沉降及筋材应变和土体的剪应变也显著减小，土工合成材料包裹筋材可以有效提高碎石桩的抗震性能。