饱和砂土液化后强度与变形特性的试验研究

利用GDS 10Hz/20kN双向振动三轴系统,进行了饱和砂土液化后静力再加载试验。从砂土受振动荷载结束后所处的拉伸、压缩两种状态出发,对饱和砂土液化后的强度变形特性进行分析,研究了液化程度和围压对饱和砂土液化后不排水变形特性的影响。试验结果表明,振后处于拉伸状态的试样,液化后的变形由低强度段、超线性强度恢复段和次线性强度恢复段三段组成。振后处于压缩状态的试样,液化后的变形则只有次线性强度恢复段。提出了统一描述两种状态下砂土液化后应力应变关系的三阶段模型,并给出了模型参数的推导过程。与试验结果对比显示,该模型的预测值与试验值吻合较好,说明该模型有较好的适用性。     

饱和砂土液化后强度与变形特性的试验研究

利用双向振动三轴试验装置,进行了饱和砂土液化后静力再加载试验。从砂土受振动荷载结束后所处的拉伸、压缩两种状态出发,对饱和砂土液化后的强度变形特性进行分析,研究了液化程度和围压对饱和砂土液化后不排水变形特性的影响。试验结果表明：振后处于拉伸状态的试样,液化后的变形由低强度段、超线性强度恢复段和次线性强度恢复段三段组成;振后处于压缩状态的试样,液化后的变形则只有次线性强度恢复段。提出了统一描述两种状态下砂土液化后应力应变关系的三阶段模型,并给出了模型参数的推导过程。与试验结果对比显示,该模型的预测值与试验值吻合较好,该模型有较好的适用性。     

砂土液化及液化后分析综述

综述近３０年来国内外有关砂土液化及液化后分析方法的主要科研成果，叙述由Ｓｅｅｄ等人发展起来的砂土液化分析的总应力法和由Ｍａｒｔｉｎ等人发展起来的有效应力法，对各种方法的优缺点进行比较，并认为今后在液化的判别方法、液化时固相与液相转换机理、骨架与水相互作用、液化时的大位移与大变形问题、土体液化后特性及液化后土体破坏机理和破坏过程、震后再固结体应变变化规律、不规则荷载下砂土的液化特性及影响孔压变化的地震波序的主要控制参数等各方面问题有待于进一步研究。     

循环孔隙水压力作用对混凝土损伤特性研究

为研究混凝土在历经循环孔隙水压力后的损伤特性,利用10 MN大型多功能液压伺服静动力三轴仪,进行了常三轴混凝土动静力加载试验,基于能量分析的损伤本构模型改进,确定损伤变量,进行不同加载速率、不同循环孔隙水作用后的混凝土损伤特性的对比分析。研究结果表明:当饱和混凝土试件分别经历不同大小的循环孔隙水压力作用后,低应变速率下,损伤曲线分布较为分散,随着应变速率的增大损伤曲线越来越趋于集中。随着加载时应变速率的提高,损伤曲线的分布呈现出了一定的规律性:低应变速率下,随着循环孔隙水压力值的增大,产生相同值的损伤对应的应变越小;高应变速率下,产生相同值的损伤发生的应变越来越大。     

循环孔隙水压力作用对混凝土动态抗压特性的影响

为研究混凝土在经历循环孔隙水压力后的力学性能,利用10 MN大型多功能液压伺服静动力三轴仪,进行了常规三轴混凝土动静力加载试验,采用Weibull-Lognormal模型和规范推荐的模型对应力-应变全曲线进行拟合对比分析。试验结果表明:经历循环孔隙水压作用后,在准静态和低应变速率下,混凝土强度明显减少,在高应变速率下,混凝土强度增加;较高加载速率对混凝土峰值应变影响较小,随着加载速率的增加,混凝土的峰值应变有增大的趋势;与未经历循环孔隙水压力相比,经历循环孔隙水压力的混凝土弹性模量有所提高,且弹性模量随着循环孔隙水压力的增加总体呈现增大趋势;采用的Weibull-Lognormal模型和规范推荐的模型对混凝土应力-应变全曲线拟合效果较好,在下降段,Weibull-Lognormal模型拟合效果比规范推荐的模型好     

细粒含量对粉土液化后低强度段变形的影响

应用多功能静动三轴仪进行细粒含量对粉土液化后变形试验,探讨细粒含量对粉土液化后低强度段变形的影响。研究表明,粉粒含量和黏粒含量对粉土液化后低强度段变形都有较大影响,不同黏粒含量对粉土液化后低强度段变形的影响在黏粒质量分数为9%时最大,随着粉粒含量的增加,粉土液化后低强度段变形逐渐增加,定量影响主要体现在变形参数C上。提出了同时考虑黏粒含量和粉粒含量对粉土液化后低强度段变形影响的定量模式,试验结果表明该模式有很好的可靠性。     

某水电站蚀变岩三轴卸荷试验研究

研究蚀变岩在卸荷过程中水对其变形和强度的影响规律。选取西南某水电站右岸坝肩蚀变岩为研究对象,通过扫描电镜获取其微观结构状态和矿物分布;然后对处于天然状态和饱水状态的2种岩样进行三轴加、卸荷试验,分析讨论不同应力路径下水对蚀变岩的应力-应变曲线、变形特性及强度特征的影响规律。结果表明,与加载试验相比,卸荷试验下岩样内聚力增高,内摩擦角减小;饱水状态下蚀变岩三轴加载、卸荷试验的强度均小于天然状态下的强度;蚀变岩遇水后强度明显降低。     

循环荷载作用下建筑垃圾土动力性能

国家基础设施建设不断推进,大量建筑垃圾随之产生。对建筑垃圾进行资源化利用,不仅经济环保,且可缓解环境压力。通过室内大型动三轴试验,对建筑垃圾土与砂土动力性能展开研究,包括动应力-动应变、时程曲线、动弹性模量、阻尼比和液化评估分析。试验结果表明：建筑垃圾土破坏动应力约为砂土的1.3倍,即建筑垃圾土的承载能力明显高于砂土。在循环荷载作用下,砂土超静孔隙水压力大约是建筑垃圾的2.5倍,因此建筑垃圾土发生液化可能性更小。建筑垃圾土动弹性模量远高于砂土,最高是砂土的1.3倍。建筑垃圾土动力性能均高于一般砂土,建筑垃圾土具有代替砂土用作道路工程填料的潜力。     

基于声发射的自然与饱水状态混凝土动态劈拉特性对比

为研究自然状态与饱水状态混凝土的动态劈拉特性,进行了不同应变速率(10^-5/s ,10^-4/s ,10^-3/s ,10^-2/s)下的径向劈拉试验,对混凝土劈拉强度进行了深入分析,并利用实时采集的声发射数据分析自然状态与饱水状态混凝土在劈拉破坏全过程中的能量释放特性及破坏规律。结果表明:自然状态和饱水状态混凝土的劈拉强度随加载速率的增加而增大。在低应变速率(10^-5/s,10^-4/s和10^-3/s)时,由于自由水的楔入作用,饱水状态混凝土的劈拉强度比自然状态混凝土的劈拉强度小;在应变速率为10^-2/s时,由于Stefan 效应,饱水状态混凝土的劈拉强度比自然状态混凝土大;饱水状态混凝土的动态增强因子比自然状态混凝土的大,饱水状态混凝土率敏感性更显著;声发射信号特征与混凝土的破坏特性相一致,实时采集的声发射信号可对混凝土的劈拉破坏过程进行较准确的监测。     

沙河水库西副坝坝基砂土液化分析和处理

1概述 地基液化是地震引起的显著震害之一,地震引起的砂土液化导致大坝事故越来越受到人们关注。地震时,饱和土在强烈振动下发生相对位移,使土的颗粒结构趋于密实,孔隙水压力急剧升高,最终使砂土颗粒局部或全部处于悬浮状态,砂土抗剪强度等于零,从而引起地面喷水冒砂、地面不均匀沉陷和地裂滑坡等现象,     

多功能静动三轴仪研制及在液化后大变形中的应用

土工试验在岩土工程中处于十分重要的地位。河海大学与日本圆井株式会社共同研制了一种新型的多功能静动三轴仪，该设备能进行静应力路径三轴试验、静扭剪、动扭剪、动三轴及垂直振动与周期扭剪双向振动的耦合试验，能模拟动主应力轴旋转、地震液化及液化后大变形等多种复杂的应力条件。文章对其构成和功能以及在液化后大变形研究中的应用进行了介绍。     

饱和砂砾料液化特性的试验研究

本文通过大型动三轴往返加荷试验(试样尺寸30×75cm)，研究了不同含砾量35%、50%、65%、80%和不同排水条件对饱和砂砾料液化特性的影响。研究结果表明，在不排水条件下，以初始液化作为破坏标准，含砾量不同对饱和砂砾料的抗液化强度影响不大；而在排水条件下，饱和砂砾料的抗液化能力则随着含砾量的增大而提高。排水条件下饱和砂砾料的动强度比不排水条件下的要高得多，而变形则明显小于不排水条件下的变形。     

高埋深条件下尾砂土的动强度特性

为分析随着尾矿坝坝高的增加,处于尾矿库高埋深条件下的尾矿料在地震作用下是否会出现液化现象或发生较大永久变形,选择尾砂土进行高埋深条件下不同围压400,800,1 200 kPa的动强度试验,并进行尾砂土液化影响深度分析。分析成果表明高埋深条件下尾砂土的动应力随围压的增加而增大,随固结应力比的增加而增大,变化规律和小围压下的变化规律基本相同;高围压条件下,围压对液化应力比影响较大,液化应力比随围压的增加而减小,但归一化较差。采用规范的尾矿料地震液化判别方法,在尾砂土较小干密度和低固结应力比条件下,中部尾砂土存在大概率液化可能,随着地震作用应力比随埋深的逐渐折减,底部尾砂土可以不考虑液化问题     

四川理县欢喜村冰水堆积体降雨条件下变形机理研究

四川理县欢喜村具有干暖河谷气候特征,降雨量少、蒸发量大,冰水堆积体在降雨作用下的变形特征及机理与以往降雨型滑坡有较大差异。通过水土化学试验、矿物成分检测、电镜扫描(SEM)、降雨模拟-现场中剪试验等手段查明冰水堆积物遇水结构损伤机理,以及由此引起的强度衰减特征及幅度,在此基础上,采用SEEP/W模块分析堆积体降雨条件下地下水浸润、饱和特征及孔隙水压力变化趋势,结合地质环境条件归纳总结堆积体变形机理及过程。研究表明:冰水堆积物遇水后,细粒组分内矿物(以石膏为主)溶解、颗粒重排列共同导致充填细粒土结构弱化、损伤,进一步发展促使大颗粒间相互作用程度减弱,加之粒间水的润滑、软化最终引起土体整体强度大幅度衰减,其中c值降低20.6%,φ值降低34.1%,c值下降幅度弱于φ值;此外,研究区特殊的地质环境条件导致缓坡段降雨入渗效果优于陡坡段,饱和时间、范围、深度的不同形成土体强度差异变化,加之前缘良好的临空条件,导致坡体近前缘端表层易朝临空方向产生蠕滑变形,变形体后缘形成拉张裂缝,并为降雨入渗提供通道,多次降雨-蠕滑变形累积作用使变形体前缘锁固段减小,形成失稳破坏。     

土坝的地震响应及液化无网格法分析

以Biot固结理论的u-p列式作为饱和砂土的控制方程,应用有效循环弹塑性模型建立土的本构关系,并运用更新的Lagrange大变形算法分析液化后土体的大变形行为。利用移动最小二乘法近似推求形函数,再采用伽辽金法对控制方程离散,获得无网格伽辽金法的基本计算方程以进行无网格法分析。通过算例证明了该方法能避免液化大变形有限元分析时由于网格畸变而引起的计算中断问题。将无网格法应用于某坝的地震响应分析。计算结果表明：坝顶的加速度在液化前较输入加速度有一定的放大,在液化后加速度显著减小,且振动周期变长;坝体下部和坝趾处土体相对于其他区域不容易发生液化。     

基于数值仿真的全强风化岩质边坡失稳机制研究

利用数值分析方法来分析边坡的稳定性正逐渐被人们所重视。以某公路边坡工程为例采用考虑地形变化的极限平衡法和考虑变形发展过程的有限元强度折减法相结合的方法对全强风化岩质边坡的失稳机制进行了研究。研究结果表明:边坡的失稳破坏机制表现为典型的牵引破坏,全强风化岩体遇水容易软化,边坡中前部抗滑段饱和时会导致岩体强度极大下降,对于边坡的稳定十分不利,中前部边坡失稳导致滑坡逐渐向上发展,牵引逐级发育,前一级潜在破坏为后一级的发展提供了临空空间。针对这种失稳机制,建议工程措施应重视阻滑段的疏排水,通过工程加固手段阻止第一级破坏发生。     

察汗乌苏水电站坝基覆盖层土料的动强度特性

通过大型与中型动三轴试验，对新疆察汗乌苏水电站混凝土面板堆石坝坝基土料动强度与动孔压特性进行了试验研究。根据试验结果和以往成果中坝基动剪应力比分布规律初步估计，在该工程给定的地震设计烈度条件下，该坝基覆盖层可以满足建坝要求，不会发生液化破坏。研究成果可为深厚覆盖层地基上高土石坝的抗震稳定性计算和安全性评价提供科学依据，为深厚覆盖层工程特性的进一步研究提供参考。     

三峡库区某库岸滑坡地震动力响应机制分析

以三峡库区某库岸滑坡为模型,进行地震作用下的动态响应分析。综合运用Geo-Studio中Quake、Seep、Slope模块,分析库岸滑坡地震作用下的动态响应。结果表明:(1)滑坡在地震作用下,出现一个类似于"鞭梢效应"的现象,上部表层振幅大于下部,且上下部存在变形不同步,整体呈现出"S"型变形迹象;(2)滑坡整体呈现出不同程度的加速度放大作用,且放大的程度和坡体地形起伏及整体坡度有关;(3)库岸前缘首先发生液化现象,随着地震的持续,液化区沿着滑面向上蔓延,而中部表层极难发生液化,最后后缘也呈现出局部液化或者微弱液化的趋势;(4)考虑超孔隙水压力、地震惯性力及强度折减后的滑坡稳定系数远小于1,滑面处平均加速度大于某一临界值时会发生不可逆塑性变形。研究所得结果为水库滑坡治理提供参考。