复合地基抗液化振动台试验中模型的制备

以砂石桩法处理可液化砂土地基为例,阐述了研究桩土复合地基抗液化性能的振动台试验中模型的制备过程,提出了应注意的几个问题并给出了相应的对策。     

竖向土工加筋体对碎石桩承载变形影响的模型试验研究

在碎石桩桩顶一定深度内包裹竖向土工加筋体形成筋箍碎石桩,能有效提高碎石桩的承载能力,控制复合地基沉降量。采用分级加载方式,设计并完成了两组较大比例室内模型试验,对比分析了筋箍碎石桩和传统碎石桩的承载变形特性,进而探讨了筋箍碎石桩的加筋机理和鼓胀变形模式,重点分析了竖向土工加筋体的应力应变特征。分析结果表明：竖向土工加筋体能有效约束碎石桩的侧向鼓胀,在微小侧向变形内提供足够的径向约束应力;筋箍碎石桩的最大鼓胀变形多发生于加筋体以下区域,其破坏模式与筋体材料、桩体、桩周土体及其相互作用和协调变形密切相关;筋箍碎石桩的桩顶和桩底桩土应力比均明显大于传统碎石桩,上部土工加筋体在提高桩体刚度的同时,可有效地将上部荷载传递至桩底较好土层。     

电解减饱和法处理可液化地基的振动台试验研究

减饱和法是近年来提出的一种可液化地基处理方法,其基本原理是通过工程措施减小饱和砂土地基中的饱和度,将饱和砂土地基变成不饱和的砂土地基,从而提高地基的抗液化强度,减轻地震时产生的液化震害。根据电解水的原理,采用新型可导电的塑料排水板为电极,开展了饱和砂土地基的电解试验,通过试验中产生气泡的宏观现象,确定了电解试验应采用的电极间距、电解电压、电极布置型式。基于室内振动台对电解减饱和法的抗液化效果进行了试验研究,考虑了电极在砂土地基中的竖向布置、水平布置和倾斜布置对地基抗液化效果的影响。结果表明,3种电极布置方案中水平电极布置方案在振动时产生的超孔压最小,抗液化效果最好。同时开展了电解后静置工况下的振动台试验,结果表明静置一段时间后,电解产生的减饱和作用仍然明显,但地基深部的气泡存在上移运动的趋势。在实际应用过程中,可以定期进行地基土体的电解作业,从而提高可液化地基的抗液化能力。     

广州地铁砂土层液化判别

在广州地铁工程砂土地震液化判别过程中,考虑了地铁结构与液化土层的相互作用。通过大量的现场实验、室内动三轴实验,总结了水平场地、区间、车站土层液化分布情况和液化特点;为了提高液化判别精度,进一步详细地对比和检验了现场和室内的判别结果,分析了液化土层与结构的空间相对位置以及结构对液化势的影响,所采用的多参数和多手段的液化判别技术为合理的抗液化设计提供帮助。     

振冲碎石桩在工程中的应用分析

通过对两个工程振冲碎石桩的检测，分析了该工程产生问题的原因，并提出施工中应注意的一些问题，对类似工程施工和检测有一定的借鉴意义。     

液化场地-群桩基础-结构体系动力响应分析—大型振动台模型试验研究

进行了液化场地-结构体系动力相互作用大型振动台试验,对土体和桩基的加速度反应、饱和砂土层的孔压反应等进行了测试。重点阐述了土体和群桩基础的加速度地震响应特征和饱和土体的孔压发展规律,并对土体侧向变形规律进行了分析。试验研究结果表明：0.05g拍波输入时,土体和桩基对加速度反应有着明显放大作用,土体各处孔压比增长幅度不大,土体侧向位移较小;0.3g汶川地震卧龙台地震记录输入时,桩基加速度反应规律与土体反应基本一致,土体孔压比增长明显,上部土体完全液化;土体水平侧向变形较大。本文成果可为液化场地-群桩基础动力相互作用研究做对比分析和验证数值模拟工作提供参考。     

碎石桩加固不同密实度砂土宏观液化现象研究

通过进行不同密实度条件下未加固与碎石桩加固可液化地基的振动台模型试验,对不同密实度下模型地基的宏观液化现象作了对比和分析,得出:砂土密实度越大,抗液化能力越强;在加固土中碎石桩形成排水通道,所以同一密实度下的加固土液化现象比未加固土推迟,这意味着碎石桩起到了很好的抗液化效果。     

刚性桩复合地基的振动台试验研究

设计并完成了刚性桩复合地基1∶10比尺的振动台试验。对刚性桩复合地基的抗震性能、桩土变形特性、上部结构的影响、柔性容器的效果等问题进行了研究讨论。结果表明,刚性桩复合地基具有良好的抗震性能,上部结构特性对桩身变形的影响不大,桩身的运动主要受自由场运动的控制,柔性容器能够较好的解决模型试验的边界问题。     

Investigation of the seismic behavior of grouted sandy gravel foundations using shaking table tests

Sandy gravel foundations exhibit non-linear dynamic behavior when subjected to strong ground motions, which can have amplification effects on superstructures and can reveal insufficient lateral resistance of foundations. Grouting methods can be used to improve the seismic performance of natural sandy gravel foundations. The strength and stiffness of grouted sandy gravel foundations are different from those of natural foundations, which have unknown earthquake resistance. Few studies have investigated the seismic behavior of sandy gravel foundations before and after grouting. In this study, two shaking table tests were performed to evaluate the effect of grouting reinforcement on seismic performance. The natural frequency, acceleration amplification effect, lateral displacement, and vertical settlement of the non-grouted and grouted sandy gravel foundations were measured and compared. Additionally, the dynamic stress-strain relationships of the two foundations were obtained by a linear inversion method to evaluate the seismic energy dissipation. The test results indicated that the acceleration amplification, lateral displacement amplitude, and vertical settlement of the grouted sandy gravel foundation were lower than that of the non-grouted foundation under low-intensity earthquakes. However, a contrasting result was observed under high-intensity earthquakes. This demonstrated that different grouting reinforcement strategies are required for different sandy gravel foundations. In addition, the dynamic stress-strain relationship of the two foundations exhibited two different energy dissipation mechanisms. The results provide insights relating to the development of foundations for relevant engineering sites and to the dynamic behavior of grouted foundations prior to investigating soil-structure interaction problems.     

Shaking table test of composite foundation reinforcement of saturated silty soil for high speed railway

Three shaking table model tests were conducted with a geometrical scale of 1:10 using a large-scale laminar shear box to investigate the reinforcement effects of compacted gravel column-net composite foundation and cement fly-ash gravel (CFG) column-net composite foundation on the saturated silty soil along the Beijing-Shanghai High Speed Railway. The research results indicate that the increase in excess pore water pressure can be restrained effectively by the compacted gravel column-net composite foundation to improve the anti-liquefaction ability of the ground, and that shear displacement of the ground can be reduced greatly by the compacted gravel column-net and CFG column-net composite foundations to improve the capability of resisting shear displacement of ground. Furthermore, the amplifying of response acceleration, induced by foundation liquefaction, and the settlement of foundation and subgrade can be reduced greatly by the compacted gravel column-net and CFG column-net composite foundations to improve the aseismatic property of the foundation and subgrade. __________ Translated from Journal of Southwest Jiaotong University (Natural Science Edition), 2006, 41(2): 190–196 [译自: 西南交通大学学报 (自然科学版)]     

地震激励下冻土–液化土–单桩共同作用试验研究

地基土地震液化诱发的侧向扩展可导致桩基侧移过大甚至失效破坏,但如果场地存在冻土层,情况则变得复杂。通过试验研究了在地震作用下冻土、液化土和单桩三者之间的相互作用,分析了由于存在冻土层这一因素对地基液化和桩基承载性能的影响。试验中土体盛放在一个柔性模型箱当中,分为上下两层：下层为饱和砂土,上层为模拟冻土层。模拟的钢管桩嵌入土体之中,上部设有附加集中质量。测试过程中选取不同等级的调幅地震波对装置进行激励加载,分别观测桩身应变、桩与冻土层位移以及砂土内的孔隙水压力等参数。试验结果显示：地基土液化时,冻土层限制孔隙水排出而致使地基液化程度急剧发展,从而导致桩基的侧向变形快速增长;随着地震激励的增强,冻土层与桩体接触部位可能因挤压出现局部破损,导致二者分离;冻土层端面处桩体变形存在突变,此处桩体易于失效。     

振冲碎石桩在工程中的应用

根据地质条件，结合工程实例，从加固机理、地基沉降计算、抗震、施工等方面，介绍振冲碎石桩复合地基的应用，说明振冲碎石桩加固地基是可行的，经济的。     

钢-钢筋混凝土塔式组合结构模型振动台试验研究

对一利用太阳能发电的钢-钢筋混凝土塔式组合结构原型进行1/18缩尺比模型设计,并开展了模型结构模拟地震振动台试验,以研究结构的抗震性能。通过分析试验中加速度响应、位移响应和应变响应,得到钢-钢筋混凝土塔式组合结构在地震激励作用下的受力性能。结果表明：钢-钢筋混凝土塔式组合结构底部在水平向地震作用下,承受巨大的剪力,最早出现严重的水平向贯通性破坏裂缝;加速度放大系数沿着结构高度升高而逐渐增大;随着台面激励加速度输入值的增大,加速度放大系数逐渐减小;位移反应随着结构高度增加而逐渐增大,塔顶结构有明显的鞭梢效应;8度罕遇地震作用下,X向最大位移172mm;混凝土筒壁最薄处,结构应变反应最大。钢塔顶结构的塔柱底部和底部斜杆应力较大,出现了局部屈曲变形。     

基于滑块平衡法顶部加箍碎石桩承载力计算方法

针对工程实践中出现的顶部加箍碎石桩复合地基形式,分析了其破坏模式。引入滑块平衡法,考虑土体自重效应和加箍段桩侧摩阻力影响,分别基于计算深基础承载力的Meyerhof法和Terzaghi法,建立了顶部加箍碎石桩在深层鼓胀破坏模式下的两种计算模型,并利用随机优化算法搜索临界滑裂面及其所对应的极限承载力。通过与实验结果以及与既有方法的对比分析发现：本计算方法更符合工程实际,而且就承载力而言,顶部加箍碎石桩的最优加箍深度约为4倍桩体直径。     

厦门残积土的静动力学特性与震陷特性研究

用GDS应力路径三轴试验、振动三轴试验和振动台模型试验研究了厦门2种残积土的静动力学特性与震陷特性.发现花岗岩残积土具有剪缩特性,回弹体积模量随偏应力增大而显著提高;确定了花岗岩残积土的变形强度参数,并首次得到该土的液化曲线;建立了火成岩残积土的振动残余变形与模拟地震加速度及荷载之间的关系,并用其预估厦门填海地基的震陷量.