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。     

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。     

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。     

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。     

液化判别的双曲线模型

基于国内外液化判别方法存在的问题,提出了一个双曲线形式的液化判别新模型。采用中国大陆以往156例液化数据完成了基于标准贯入试验的新公式构造,利用近来集集和阪神地震312例液化新数据进行了检验,并与现有规范方法和Seed方法进行了对比,结果表明：提出的双曲线模型和液化判别公式对不同地震烈度、地下水位和砂层埋深均有较好的适用性;新模型弥补了现有规范Ⅶ度下浅层液化（砂层埋深小于10 m）判别偏于危险的缺欠,对Ⅷ度和Ⅸ度下浅层土液化和非液化场地的成功率比现有规范表现得更为均衡;新模型可满足临界曲线浅层内快速变化、深层时明显变缓的客观实际要求,克服了规范Ⅷ度、Ⅸ度下深层土（砂层埋深10~20 m）判别严重保守的弊端;新模型具有渐近线形式,更符合实际情况,消除了Seed方法中标准贯入临界值随土层埋深增加先递增后递减的不正常现象。     

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。     

饱和土液化判别公式的讨论

对2010版和2001版建筑抗震设计规范中饱和土液化判别公式进行了分析和讨论,指出了液化初判公式中几个尚未考虑到的问题;重点讨论了两本规范在液化判别公式形式、判别深度以及参数取值等方面的不同点,并得出了一些有益的结论,具有一定指导意义。     

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。     

基于径向基函数神经网络模型的砂土液化概率判别方法

以国内外25次大地震中的344组场地液化实测资料为基础,通过径向基函数神经网络模型的训练和检验,分析了修正标准贯入击数N1与饱和砂土抗液化强度之间的非线性关系,建立了饱和砂土液化极限状态曲线或抗液化强度临界曲线经验公式。经统计分析,给出了液化和非液化的概率密度函数以及抗液化安全系数与液化概率之间的经验公式,最后导出了具有概率意义的饱和砂土抗液化强度经验公式。当液化概率水平为50%时,即等价于传统的确定性砂土液化判别,该方法预测液化和非液化的可靠性分别为90.4%和81.2%,具有较高的可靠性。本文提出的砂土液化概率判别方法,使工程场地的砂土液化概率判别如同确定性砂土液化判别一样简单、方便,从而使砂土液化概率判别方法用于工程实践和纳入有关规范成为可能。     

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中液化判别公式改进思路解析

本文通过对近年来国内外地震砂土液化判别概率方法的发展介绍,阐明了<建筑抗震设计规范>(GB50011-2001)中的液化判别公式需要改进的主要问题;并着重分析介绍了<建筑抗震设计规范>(GB50011-2010)建立液化判别公式中所采用的人工网络模型、可靠度理论等新思路和新方法;进而通过对2010版规范与2001版规范...