基于新疆巴楚地震调查的砂土液化判别新公式

以新疆巴楚—伽师 Ms6.8 级地震液化现场勘察和测试为基础,获取了 47 个场地的标准贯入试验资料,分析了现有基于标准贯入的砂土液化判别方法的适用性,提出了新的砂土液化判别公式。分析表明国内外现有基于标准贯入击数的砂土液化判别公式不适用于新疆地区,中国现有规范对此次巴楚地震非液化点判别成功率 88% ,但对液化场地判别成功率仅为 38% ,会给出明显偏于危险的结果。以新调查数据建立的砂土液化判别模型由地震烈度、实测标准贯入击数、标准贯入击数基准值、地下水位、砂土埋深等 5 个参数构成,其中标准贯入击数基准值以及地下水位和砂土埋深的影响系数分别采用归一化方法和本文提出的优化方法给出。与中国现有规范相比,新疆巴楚液化土层有所增加,推导出的标准贯入击数基准值远小于现有规范,表明巴楚地区抗液化能力显著低于以往形成我国规范时调查的可液化场地,深层土和低水位砂层液化可能性更大。所建立的砂土液化判别新公式,液化回判成功率为 91% ,非液化回判成功率为 85% ,表明构建的模型合理,计算公式可靠,同时新公式延续了中国现有规范的基本形式,工程使用方便,可为新疆地区区域性规范制订提供参考。     

含剧烈地震动作用不同埋深砂土液化判别统一公式

震害调查和工程实践均表明,发展含剧烈地震动作用及深埋砂层下合理的液化判别方法为现代城市和重大工程抗震设防所必须。收集整理近期大地震液化新数据,剖析现有代表性液化判别方法,提出基于标准贯入试验的砂土液化判别统一模型和公式,以适于含剧烈地震动作用下不同埋深砂层的液化判别。所提出的双曲线型液化判别模型,对不同深度砂层具有一致的统一表达,符合液化临界线基本特征,且能够做到深、浅砂层和高、低地震动强度作用同时兼顾,较我国规范现有模型明显合理,较国际上基于CSR理论、沿深度分四段表达的NCEER模型明显先进。新公式通过了PGA0.9 g作用下液化砂层埋深30 m内大量实测液化数据的检验,克服了我国规范砂层埋深超过10 m时严重保守的弊端,弥补了我国规范PGA0.4 g和砂层埋深20 m以下液化判别方法的空白,也消除了国际上NCEER方法中砂层埋深超过10 m后液化临界线出现回弯的不合理现象以及很强和剧烈地震动(0.25 gPGA0.9 g)作用下较为保守的缺点。提出的公式已被具有样板规范性质的《建筑工程抗震性态设计通则》修订版采纳,可为相关规范修订及工程应用提供指导与技术支持。     

基于土层常规参数的液化发生概率计算公式及其可靠性研究

工程场地地震安全性评价和地震小区划工作在我国日益普及,对适于工程使用的土层液化发生概率计算方法的需求日趋强烈。该文沿用我国建筑抗震设计规范液化判别模式并使用同样基础数据,以地下水位、埋深、标准贯入击数等土层常规指标为直接变量,采用较为成熟的二分类Logistic回归分析理论,构造砂土液化概率计算公式和不同概率水平下液化临界值计算公式,通过回归分析和近期地震液化调查新数据分项检验其合理性和可行性。构造公式时采用我国大陆以往159例液化数据,检验公式时采用近期地震液化调查358例新数据,来源于1995年阪神地震和1999年集集地震。以上述两方面数据,检验概率50%的该文公式与现有建筑抗震设计规范确定性方法,结果表明:二者对国内大陆液化资料回判成功率基本相当,但该文公式略为保守;就阪神和集集地震新数据,该文公式不同砂层埋深检验结果均可接受,而现有规范砂层埋深下小于10m结果可以接受,大于10m时显著保守,方法需要改进。以上述两方面数据检验该文公式不同液化概率水平下的表现,结果表明:不同液化概率下的该文公式不仅定性上符合现有认识,而且非液化和液化概率水平相同时,对大陆非液化和液化场地回判成功率基本相当,对阪神和集集地震液化与非液化场地判别成功率基本相当,不同埋深下液化与非液化场地判别成功率大体一致。两方面数据检验表明,该文公式对不同液化概率水平、各种地震强度、地下水位和砂层埋深均有较好的适用性。     

砂砾土液化判别的基本方法及计算公式

2008年汶川8.0级大地震中液化现象显著且砂砾土液化占很大比重,而我国一些地区砂砾土分布广泛,发展相应液化预测和判别方法十分必要。我国规范液化判别方法来源于砂层（细粒土）液化资料,且按规范规定标准贯入试验不适于砂砾场地,故现有规范中基于标贯的液化判别方法对砂砾土不可行。以汶川大地震液化震害调查和现场测试为基础,提出了基于超重型动力触探试验（动探试验）的砂砾土液化判别方法并建立了计算模型和公式。结果表明：砂砾土液化判别由初判和复判两部分组成,初判以排除不可能液化及可不考虑液化影响情况为目标,复判则可采用动探击数N₁₂₀为基本指标的计算模型。初判包括地质年代、埋藏条件和含砾量3个条件,复判模型则由动探击数基准值、含砾量、砂砾土埋深、地下水深度和地震烈度等5个参数组成。根据此次地震液化砂砾土埋深及地下水位变化范围较大的特点,采用归一化方法导出动探击数基准值,利用优化方法推导出砂砾土深度及地下水位的影响系数。提出的砂砾土液化判别方法,较全面地考虑了砂砾土液化的影响因素,复判模型和公式表达简单明了,回判成功率较高,且与现有规范具有连续性,便于工程应用。     

基于距离判别分析方法的砂土液化预测模型及应用

基于马氏距离判别分析理论,分析了影响砂土液化的因素,选取平均粒径、不均匀系数、标准贯入击数、地下水埋深、砂层埋深、剪应力与有效上覆应力比、烈度、震中距等8个实测指标作为液化判别指标,建立距离判别分析模型对砂土液化进行预测。研究结果表明,距离判别分析模型预测性能良好,验证了该模型的科学性、高效性,并较规范法、Seed简化法等传统方法具有更高的预测精度。距离判别分析理论是解决砂土液化预测问题的有效方法之一,可以在实际工程中进行推广。     

简化的液化判别概率法

在本文中,液化极限状态函数和液化概率函数分别来自ANN模型分析和可靠度计算.根据这两个函数和Seed的地震应力公式,作者提出简化的液化判别概率公式N=αβN0.N是临界液化锤击数;N0是给定震级、加速度、概率水平、土层埋深和水位的标准贯入锤击数基准值;α为土层埋深水位修正系数,是埋深的非线性函数;β为基准值震级修正系数.该式简单实用,可用于液化风险决策.     

基于标贯的国内外砂土液化判别方法

砂土液化判别是场地岩土地震稳定性评价的重要组成部分。国内通常采用规范推荐的基于标准贯入试验的砂土液化判别方法;而欧美、非洲及东南亚大多采用Seed简化法。在对我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中砂土液化判别方法与国外修正的Seed简化法的原理、方法及参数进行分析的基础上,将这2种方法进行比较,进而讨论了2种方法判别结果的差异。对比分析发现:相对于规范法,Seed简化法对于表层地基土偏于安全;但对深层地基土判别,规范法更为保守。     

适于不同深度土层液化的剪切波速判别公式

剪切波速测试是工程上常用的现场技术,正逐步成为液化判别方法的基本指标之一。利用早期的Andrus数据库对中国《岩土工程勘察规范》方法和Andrus方法进行检验,发现了二者存在的问题。提出了双曲线形式的剪切波速判别模型和公式。采用新的Kayen数据库对三者进行了对比检验,并讨论了提高判别精度的可能性和方式。结果表明:中国现行的《岩土工程勘察规范》中剪切波速判别液化方法,无论对浅层还是深层土,判别结果均严重保守,甚至会把十分密实的砂土判成液化,十分不合理;国际上应用广泛的Andrus方法对浅层土判别结果过于保守,对深层土判别成功率可以接受,但其临界剪切波速曲线在深处存在回弯的不合理现象;所提出的双曲线液化判别模型和公式,能够深浅兼顾,无论对浅层还是深层土都能给出较好的判别结果,克服了中国规范方法和Andrus方法的弊端,且形式简单便于工程应用;采用剪切波速进行液化判别时,应采取多次测试,以降低数据离散性,提高判别的准确性。     

考虑细粒含量的砂土液化判别双曲线模型研究

在砂土的地震液化判别模型中,大多数模型都是针对洁净砂的液化判别提出来的,忽略了其中细粒含量的影响,而细粒含量是影响砂土液化的一个重要因素,忽略细粒含量的影响会导致液化判别结果过于保守.根据中国大陆以往地震液化资料和台湾集集地震的标准贯入试验数据资料,在原始双曲线模型的基础上建立了适用于含细粒砂性土的修正的液化判别双曲线...     

关于改进中国规范中土液化判别准则的建议

基于BP网络的人工神经元模型和可靠度理论,建立极限状态的抗液化阻力比函数和液化概率函数。沿用原抗震规范中液化标准贯入锤击数基准值概念,建立了简化的液化判别概率方法。该法以液化标准贯入锤击数作为估计液化势的基本依据。基准值是给定地面加速度、土层埋深、地下水位的液化临界锤数,也与震级大小和液化概率有关。为了对不同震级和土层中任一点进行液化判别,引入土层埋深水位以及震级大小对基准值的修正系数。为了方便工程应用,也给出了按地震分组的液化判别方法。     

基于强震记录快速识别场地液化的频率下降率法

提出了一个以频率下降率为基本指标的依据强震记录快速识别场地液化的新方法。将可液化场地简化为双质点模型,给出了液化导致场地水平自振频率下降的计算公式,推导出了频率下降率的下限值。以此为基础建立了一套基于强震记录快速识别场地液化的方法,并用实际地震记录对其可靠性进行了分析。结果表明:应用本文提出的方法,不仅成功地识别了液化场地和非液化硬土场地,也成功地识别了软土但非液化的场地。     

液化及液化后砂土的流动特性分析

将液化后土体视为流体是一种较新的地震液化研究思路。根据液化后砂土变形试验结果,从流体力学的观点,分析了液化及液化后砂土的流动特性,包括应力-应变率关系和表观粘度的变化,试验中考虑了相对密度、固结压力和液化度三个参数的影响。分析表明,在一定条件下液化砂土的表观粘度随应变率的增大而减小,是一种“剪切稀化非牛顿流体”,且在“剪切稀化”状态下可发生较大的应变。随着液化后孔压的降低,砂土的表观粘度随应变的增大而增大,随孔压比的减小而增大。     

砂土地震液化后大变形特性试验研究

利用全自动多功能三轴仪进行了砂土液化后大变形试验 ,基于试验结果提出了一个描述砂土液化后应力应变关系的双曲线模型 ,并对模型参数进行了标定 ,通过与前人试验结果比较验证了模型的适用性。结果表明双曲线模型可以较好地反映砂土液化后的应力应变关系     

松原5.7级地震砂土液化研究

2018年5月28日吉林省松原市宁江区发生M5.7级地震,震中地区出现典型罕见的大范围砂土液化现象。通过震害现场调查,结合钻探取样、标贯试验、波速测试及静力触探等试验测试手段,查明震害情况和场地特性,初步分析此次大范围砂土液化的形成条件和影响因素。调查结果表明,此次地震液化区域面积约80km2,宏观现象主要以水稻田内表喷水冒砂为主,未造成建筑物大规模破坏,且区域内土层分布相对单一,液化分布主要受地震动、地形地貌及地下水位等因素控制;液化土层埋深主要在10m以内,并且钻探揭露一处埋深17m左右黏土层中的液化砂土上升通道,证明本次地震中出现明显的深层砂土液化现象,该现象在地震现场调查往往被忽略;静力触探在鉴别液化层位、获取土层物理力学参数上具有一定优势,较适用于震后现场调查工作。另外,松原市具有发生更大规模砂土液化的可能性,在防震减灾规划及建设工程勘察设计等项目中,对该地区的砂土液化情况需进行专门研究。     

细粒土液化判别特征指标研究

中国液化判别方法形成于20世纪80年代,30年来无实质改进。对于细粒土液化判别方法,1999年土耳其Kocaeli地震和台湾集集地震后,国外研究人员做了大量工作。在前人工作基础上,重点研究细粒土液化判别式和初判条件特征指标。通过回顾唐山、海城地震液化场地细粒土土性特征,结合土耳其Kocaeli地震和台湾集集地震液化数据,详细对比国内外细粒土液化判别方法优缺点。结果表明:1塑性指数不宜作为液化判别式指标;2综合细粒含量与黏粒含量判别液化比单独使用任一指标要更为合理;3中国规范液化判别式对细粒土过于保守,尤其只针对粉土考虑黏粒含量导致更为保守,建议去掉"砂土黏粒含量取3"的规定;4黏粒含量不宜作为初判条件指标;5对细粒土的塑性指数,7度、8度和9度分别不小于10,13和15,可判为不液化土。     

液化判别应力折减系数分布特征研究

基于FLAC3D软件对饱和砂土离心机振动台模型试验进行数值标定,以获取合理的分析模型,然后采用数值模拟分析不同地震波和简谐波下模型地基内部应力折减系数rd的分布规律。研究表明,已有经验公式能较好地描述土体未液化时应力折减系数的分布形式,但土体液化后土层剪应力分布与经验公式预测值存在显著差别。地震动作用的作用时间对折减系数也有较大影响,其中,孔隙水压力增长水平和土体软化程度是重要影响因素。而地震动频率对rd的影响则主要与场地卓越频率相关,地震动频率越接近场地卓越频率,rd沿土层深度的变化越剧烈。因此,液化评价中采用Seed-Idriss简化公式估算CSR时,需要综合考虑地震动特征和场地条件对rd分布的影响。