砂桩加固可液化地基的振动台试验研究

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,利用振动台在室内开展相关研究是一种行之有效的方法.利用小型振动台模型试验研究散体材料加固可液化地基,得出不同桩距下孔隙水压力的变化规律,探讨不同桩距对抗液化效果的评价.试验表明,桩距在3～3.5桩径时,孔隙水压力最小,抗液化效果最佳;而且得出浅层土比深层土更易液化的结论.建议在实际设计中桩距取3～3.5桩径,并且长短桩结合使用,既能取得良好的加固效果又能降低工程造价.     

可液化土层对地下结构地震影响的振动台试验

针对目前地铁区间隧道建设中常见的单层双跨断面形式结构,开展结构整体位于可液化土层、结构底部存在可液化土层、结构位于非液化土层3组振动台试验,分析地基土加速度、孔隙水压力和结构位移之间的关系. 结果表明,地基土加速度放大系数沿埋深受地震动、地震动峰值、场地的影响展现出不同的变化规律;紧邻结构两侧位置处土体不易液化;结构底部0~45度范围内土体容易液化;液化程度最严重区域分布在结构水平两侧一定距离处和结构底部两侧位置;超孔压比数值分布大小同地震波自身Arias强度有很好的对应关系.     

孔隙水压力对地基非线性影响的试验研究

以土-桩-结构相互作用体系的模拟地震振动台模型试验为基础,根据土中测点的加速度记录、孔隙水压力记录,运用傅立叶频谱比法(FSR)和两层介质系统解法(Tw o-layerSo lu tion)推算了不同深度剪切土柱的基本共振频率、各土层的平均剪切波速和平均动剪切模量,考察了剪切土柱的基本共振频率与输入地震加速度的关系,研究了土层平均剪切波速随深度的变化情况,并分析了超孔隙水压力对地基平均动剪切模量影响的非线性特性.     

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。     

CFG与碎石桩复合地基抗液化研究

饱和砂土地震液化问题是岩土地震工程中的一个重要研究问题.在多种可行的防治液化措施中,采用CFG桩和碎石桩复合地基抗液化具有明显的效果.结合CFG桩和碎石柱复合地基的抗液化研究进展,对CFG与碎石柱的密实、排水减压和减震作用作了较详细的评述.     

超限高层建筑整体模型模拟地震振动台试验研究

为对超限高层结构的破坏机理和抗震性能进行深入研究,对一高宽比超限的复杂高层建筑进行了1/15的模型模拟地震振动台试验。研究了模型结构的动力特性和不同烈度地震作用下模型的加速度反应、位移反应、应变反应和扭转效应,并根据模型试验结果和相似关系反推到原形结构,研究了原形结构的破坏机理和破坏形式。试验及分析结果表明,原形结构的前三阶振型周期分别为1.795 s（Y向平动）,1.72 s（ X向平动）和1.423 s（整体扭转）,扭转与平动周期比为0.79;原形结构在7度多遇和罕遇地震动作用下弹性位移角和弹塑性位移     

地震液化粉土地基的处治研究

国道主干线福州至银川高速公路,经过宁夏固原境内2.2km当年海原大地震破坏区,在施工图设计阶段发现该区域地势起伏不平,地表土质松疏,地形紊乱,路基两侧排水十分困难,是典型的公路地基不良地质.对该段地基的处治关系到高速公路全线的建设成败.经过挖孔、钻探,取样做试验,土质水文分析,多方案比较,最终设计采用碎石挤密桩对该段地基进行处理.施工过程显示该方案技术先进、经济合理、处治成功.该段高速公路已建成通车,状况稳定.采用碎石挤密桩处理液化粉土地基取得了显著的工程效果,对处治类似地基和地震破坏区地基具有积极的借鉴意义.     

小强度振动台试验中的超孔隙水压力实测结果

通过模拟地震振动台试验，考察了SSI体系中不同软基土在地震激励下超孔隙水压力的变化特性，及重复加载过程中的影响，探讨了地震动力下不同地基土的超孔隙水压力变化机理。     

土工布加筋土挡墙在超软地基上的应用

通过方案比较，与分析历时一年加筋土挡墙的地沉降、侧移、孔隙水压力及墙背、墙底土压力的实测资料，证明加筋土挡墙，较经济技术上具有明显优势，且指出该类挡墙稳定安全系数施工期最小。     

单层球壳模拟地震振动台试验及结构减振试验研究

首次进入了较大尺寸及较多杆件和节点的单层球壳模拟地震振动台试验和单层球壳粘滞阻尼器结构减振试验,考究输入不同地震波时,结构的动力响应和该减振系统的减振效果,并与数据结果进行比较,以验证建立的理论分析方法及编制的有限元分析程序的正确性。试验还直接验证了粘滞阻尼器结构减振系统在网壳结构中应用的可行性。     

强震作用下饱和粉细砂液化振动台试验

针对强震区饱和粉细砂液化问题,依托海南铺前大桥实体工程,基于振动台模型试验,选用叠层剪切式模型箱,模拟自由场在地震作用下的振动反应,分析0.15g～0.80g地震动强度下不同深度饱和细粉砂孔压比的变化规律,探讨饱和粉细砂的液化判别方法.结果表明:饱和粉细砂超静孔隙水压力、孔压比的增长滞后于地震动应力,且粉细砂深度越深,滞后时间越长,上覆土层厚度对于饱和粉细砂的抗液化性能有重要影响;深度为5 cm、60 cm和110 cm的饱和粉细砂,当地震动强度分别≥0.15g、0.20g和0.25g时发生液化,此时孔压比稳定值均≥0.8,提出以0.8作为饱和粉细砂液化的临界孔压比;对比讨论现有常用方法的液化判定结果,提出一种以饱和粉细砂深度、地震动强度和孔压比为判据的饱和粉细砂液化判别新方法,可为铺前大桥基础的合理设计与施工提供科学依据,也可为类似工程提供技术支持.     

土体液化动力分析数值模型研究

基于有效应力原理,采用满足Masing准则的修正双曲线模型描述土的本构关系,建立了一种土体液化动力分析的数值模型,该模型反映出地震动引起孔压增长以及伴随的土体软化效应且考虑了围压对场地液化的影响。孔压增长模型选用Ishibashi和Sherif等提出的等效循环孔压模式。为了验证模型在模拟地震触发场地液化分析的可靠性,采用建立的模型,直接针对自由液化场地振动台试验,确立自由液化场地地震反应的二维分析模型和计算方法;土箱-地基边界采用并联弹簧－阻尼器模拟,体系的动力方程采用Wilson-θ逐步积分法求解。通过试验值与计算值的对比与分析,评估了数值建模途径和计算方法的可靠性;总体来看,试验结果与计算结果吻合较好,一定程度上验证了模型良好的模拟能力和正确性,可有效地用于场地液化动力分析。     

土体液化动力分析数值模型

基于有效应力原理,采用满足Masing准则的修正双曲线模型描述土的本构关系,建立了一种土体液化动力分析的数值模型,该模型反映出地震引起孔压增长及伴随的土体软化效应且特别考虑了围压对场地液化的影响.孔压增长模型选用Ishibashi和Sherif等提出的等效循环孔压模式.为了验证模型在模拟地震触发场地液化分析的可靠性,直接针对自由液化场地振动台试验,建立了自由液化场地地震反应的二维分析模型和计算方法;土箱-地基边界采用并联弹簧-阻尼器模拟,体系的动力方程采用Wilson-θ逐步积分法求解.通过试验值与计算值的对比分析,评估了数值建模途径和计算方法的可靠性;总体来看,试验结果与计算结果吻合较好,一定程度上验证了模型良好的模拟能力和正确性,可有效地用于场地液化动力分析.     

不同土性地基中地震波传递的振动台模型试验研究

通过对地基土质从软到硬的三个阶段结构———地基动力相互作用体系振动台模型试验所取得数据的对比分析,讨论了不同土性地基对地震波传递的影响.表明地基土层对地震动的影响与场地土特性、地震动大小等有关,不一定是放大作用,也可能起滤波和隔震作用.     

桩端岩溶顶板地震动力特性的振动台试验研究

为研究溶洞顶板在桩端荷载及地震共同作用下的动力特性和破坏特征,依托渝黔铁路复线周家湾大桥桩基工程,基于分离相似设计方法确定岩质材料、模型桩和地震波的主控参数,通过19组配比试验得到振动台试验用的岩体相似材料配比指标,最后考虑不同顶板厚度及溶洞直径的影响开展岩溶桩基小型振动台模型试验.结果表明:溶洞的存在改变模型的局部基频及动力特性,对地震波的传递起到阻碍及能量消散作用;波的频谱变化与上部荷载大小无直接关系,桩端荷载和地震共同作用下产生的桩端裂隙造成地震波整体幅值的下降,引起模型基频的变化;模型内部裂纹随地震波加速度的增强而增多,造成阻尼比逐渐增大,使得振动主频降低;同类型地震波之间仅幅值有所差别,不同类型地震波作用下的频谱分布差异较大;各测点的应变均随地震峰值的增加而增大,溶洞直径较小时顶板临空面处易发生剪切破坏,而溶洞直径较大时表现为整体的冲-剪破坏.     

含建筑桩基的顺层岩质边坡桩锚支护体系振动台模型试验研究

基于Bockingham π定理,对具有建筑桩基的顺层岩质边坡桩锚支护体系开展振动台模型试验,通过分析预应力锚索、建筑桩基的应变以及边坡坡顶加速度,研究支护体系的动力响应规律。结果表明,预应力锚索的应变在地震波加速度达到峰值时达到最大值,且上排锚索受力大于下排锚索,随着地震幅值的增大,最上排锚索锚固段率先发生滑移破坏失去锚固作用;建筑桩基应变最大值点位于滑动面以下一定深度,且远离边坡坡面的建筑桩基受力大于邻近边坡坡面的建筑桩基;坡顶各点峰值加速度随地震波幅值增大整体表现为线性增大,但在Wenchuan-Wolong波（0.55g）和Sin波（0.4g）工况时,各点峰值加速度相对有所下降,随着地震波幅值增大,各点峰值加速度放大系数在汶川波和正弦波作用下并非单调变化,而是表现为先减小后增大波动变化特点。     

九度地震区高铁组合减隔震体系桥梁振动台试验研究

为研究一种组合减隔震体系在九度地震区高铁简支梁桥中的可行性及适应性,以某九度强震区高铁典型32 m简支箱梁为原型,开展了1∶10缩尺模型的3跨简支梁全桥振动台试验。采用15组近断层地震波按多遇、设计、罕遇地震强度进行纵向+竖向、横向+竖向联合输入,采集试验过程中桥梁关键构件地震位移、加速度、钢筋应变等响应数据,观测各地震输入工况后桥梁损伤情况,综合分析试验现象和实测数据。结果表明:采用双曲面减隔震支座+榫形金属减震限位装置+钢防落梁组合减隔震体系后,多遇地震下,桥墩保持弹性状态,墩梁相对位移较小,主梁横向和竖向加速度分别控制在0.3g和0.5g以内,保障了行车安全;设计地震作用下,组合减隔震体系发挥了良好的减隔震效果,耗散了地震能量,墩梁相对位移控制在20 mm以下,桥墩发生轻微损伤,其位移延性比小于1.2;罕遇地震作用下,组合减隔震体系稳定工作,保证了主梁不发生落梁震害和跳梁风险,桥墩发生中等损伤,其位移延性比控制在2.2以下,没有倒塌风险。组合减隔震体系实现了9度地震区高铁32 m跨简支箱梁各项抗震性能目标,可为今后9度地震区高铁简支梁桥减隔震设计提供试验依据。     

ECC混凝土桩板墙支挡边坡抗震性能振动台模型试验研究

在强震作用下，传统桩板墙支护结构易出现不可恢复的损伤和变形，工程水泥基复合材料（ECC）具有较高的抗拉强度和拉应变硬化特性，在约束裂缝开展、抗弯承载力及耗能能力上优于普通钢筋混凝土，但ECC桩板墙支护结构的抗震性能尚不明确。由此，开展ECC桩板墙支护结构（ECC桩板）和普通钢筋混凝土浇筑的桩板墙支护结构（RC桩板）振动台试验，对比其动力响应和破坏特性。结果表明：ECC桩板的抗震性能优于RC桩板；在相同的地震动作用下，ECC桩板支护下边坡的动力响应小于RC桩板支护时，在更高强度的地震动作用下，相同材料强度的ECC桩板可保证边坡稳定性；在动力作用下，ECC桩板和RC桩板表现出较明显的弹性和弹塑性，在输入地震动较小时，两种支护结构的动力响应较为一致；当输入地震动峰值较大时，ECC桩板支护下边坡的加速度放大系数为RC桩板支护下的0.77~0.9倍，ECC桩板和RC桩板的桩背动土压力分布都表现为“双峰型”，RC桩背动土压力峰值为ECC桩背的5倍左右；两种支护结构的桩顶残余位移与震级呈指数关系，RC桩板的桩顶残余位移为ECC桩板的2倍。破坏阶段，ECC桩板仅在嵌固端面出现多条细微裂缝，RC桩板出现抗弯破坏特征，钢筋和混凝土相对滑移明显，位移不可控。