基于未确知均值聚类分析的砂土地震液化评价

基于未确知测度理论,建立了砂土地震液化判别和液化势分级的未确知均值聚类分析模型和方法。针对砂土地震液化评价中的许多不确定性影响因素,选用地震震级,地面地震加速度幅值,标准贯入击数,比贯入阻力,砂土相对密实度,砂土平均粒径和场地地下水位等7个评价指标作为判别因子;选用17个砂土样本作为训练样本,建立各评价指标的未确知测度函数,以样本中的各评价指标数据的平均值表示其分类中心;利用相似权赋权方法确定评价指标的权重,依据未确知测度距离判别地震液化等级;根据建立的模型对训练样本回判,回判正确率为94.12％。将建立的模型对20个测试样本进行判别,将判别结果与地震液化的实际情况、BP神经网络和SOFM神经网络等方法的评价结果进行了对比。研究表明,该模型的评价结果与实测结果,以及BP神经网络、SOFM神经网络等方法的评判结果一致性较高。     

国内外砂土液化判别方法的比较

国内外判别砂土液化的方法是不同的。在对国标《建筑抗震设计规范》中砂土液化判别方法与国外修正的Seed判别法的原理、方法、参数进行分析的基础上,用数值拟合法将Seed公式作了简化,使其可与前者进行比较,进而讨论了不同影响因素下两种方法的差异。可以看出:土体埋深、地下水位埋深以及地震烈度对两种方法中的锤击数临界值都有不同影响。由于这些差异的存在,用不同方法判别砂土液化可能性时会得出不同的、甚至是相反的结果。用工程实例进行了对比验算。     

饱和砂土中浅埋单药包爆炸液化特性分析

堰塞坝和挡水堤坝的爆破泄洪均可能涉及饱和土中的浅埋爆炸问题,然而关于饱和土中浅埋炸药爆炸引起的动态孔隙水压力及液化的研究则鲜有报道。基于饱和砂土中的浅埋单药包爆炸液化现场试验,分析了浅埋爆炸引起的土中超孔隙水压力变化特征,研究了药量、埋深和爆距等因素对土中超孔隙水压力上升的影响。在评价饱和砂土中封闭爆炸液化经验预测方法的基础上,提出了考虑药包埋深和比例距离的修正的液化预测经验模型,并与金银岛爆炸液化试验数据进行对比验证。研究结果表明,修正后的液化预测经验模型可以描述比例埋深对爆后孔隙水压力上升的影响,可以较为精确地评价和预测浅埋单药包爆炸引起的饱和土中液化的发生程度及范围。研究成果可以作为饱和土中封闭爆炸液化经验预测方法的补充和完善。     

基于标贯击数砂土液化判别方法研究

地震灾害中砂土液化易引起地面不均匀沉降,造成建(构)筑物破坏,引起安全问题。本文针对砂土液化问题,分析了砂土液化机理及砂土液化影响因素,介绍了三种基于标准贯入击数的饱和砂土液化判别方法。针对三种判别方法分析砂土埋深、地下水位和抗震设防烈度对临界标贯锤击数的影响,从临界标贯锤击数和液化指数方面探讨了三种液化判别方法的异同点。结合工程案例,说明不同判别方法对场地液化判别结果不一致,从而导致采用不同的抗液化措施,引起工程造价改变。     

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。     

膨胀土胀缩等级分类中的距离判别分析法

膨胀土胀缩等级的分类是治理膨胀土工作中的首要问题。本文将距离判别分析方法应用于膨胀土胀缩等级的分类问题中,建立了膨胀土胀缩等级分类的距离判别分析模型,选用黏粒含量、粉粒含量、液限、塑限和塑性指数5项指标作为距离判别分析模型的判别因子,以膨胀土实测数据作为学习样本进行训练,建立相应线性判别函数对待判样本进行分类。研究结果表明:距离判别分析模型分类性能良好,预测精度高,交叉确认估计的误判率很低,是膨胀土胀缩等级分类的一种有效方法,可以在实际工程中进行推广。     

砂砾土液化的剪切波速判别方法

 剪切波速也正逐步成为土层液化判别的基本指标之一,但采用现场波速资料得到的砂砾土液化判别方法尚较少见。针对2008年汶川8.0级地震显著的砂砾土液化现象,获取45个场地剪切波速结构,以此提出基于剪切波速的砂砾土液化判别方法;构建相应模型和计算公式,并分析现有2种典型砂土液化剪切波速判别方法对砂砾土的适用性。提出的砂砾土液化剪切波速判别方法由初判和复判组成,初判包括地质年代、埋藏条件和含砾量3个条件;复判模型则由地震烈度、剪切波速基准值、地下水位、砂砾土埋深和和含砾量等5个参数构成,并分别采用归一化方法和优化方法推导出剪切波速基准值以及地下水位和砂砾土埋深的影响系数。砂砾土与砂土属不同土类,相同波速值下二者密实程度不同,现有砂土液化剪切波速判别方法对砂砾土不适用,给出的判别结果明显偏于危险。获取的砂砾土液化资料扩充现有液化数据库内容,提出的砂砾土液化剪切波速判别方法简单明了,回判成功率高,可为工程应用及规范修订提供参考。     

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。     

莫桑比克昌巴水电站坝基砂层液化判别分析

简述了砂土液化产生的条件、剪切波判别法和NCEER判别法。同时采取了剪切波判别法和NCEER判别法对莫桑比克昌巴水电站坝基砂层进行了液化判别分析,两种方法均表明坝基砂层为可能液化土层。根据液化判别结果特征,对坝基可能液化的砂层采取了振冲桩加密处理。     

高地震烈度区深厚覆盖砂层液化研究

砂土的振动液化受很多因素的影响,埋深(应力状态)就是一个非常重要的影响因素。为了研究深埋砂层地基的动力反应和液化规律,进行了离心机振动台试验。针对离心机振动台无法模拟深厚土层的问题,设计了模拟上覆土层荷载的加载气囊,通过控制气囊压力,可以模拟不同埋深砂层地基的地震反应情况,从而满足了深埋地基应力相似条件。试验共设置了4种工况,分别对应两种埋深和两种振动频率。研究揭示了不同埋深条件下砂土地基中的加速度反应规律和超静孔隙水压力反应规律,探讨了振动频率对深埋砂土地基振动特性的影响,为深埋砂土地基地震液化判别提供了较好的研究手段。     

静力触探判别砂土液化

为了利用静力触探评价砂土液化势的实际应用,在唐山不同地震烈度地区,进行了一百多次试验。试验结果用统计方法的判别函数进行了分析。在统计中考虑了地下水位、砂层埋深、上复粘性土层厚度、震中距以及贯入阻力五个因素。提出了一个用静力触探判别砂土液化势的实用方法。本法的有效性用海城地震区的试验资料进一步得到证明。     

Modeling the static liquefaction of unsaturated sand containing gas bubbles

As a modification of the deviatoric hardening plasticity model, a material state-dependent model was proposed to simulate the response of unsaturated sand containing gas bubbles under undrained triaxial conditions. Affected by the compressibility of gas, the stress paths under undrained conditions approach the drained response of sand when the initial degree of saturation is low. Upon an increase in the degree of saturation, the stress path gradually approaches the saturated undrained response. According to the prediction based on the second-order work criterion, static liquefaction occurs in loose sand, but not in dense sand. Increases in the degree of saturation and the initial gas pressure reduce the stress ratio at the instability points. The instability line obtained by connecting those instability points in the p-q space is nonlinear, and its slope depends on the initial void ratio, the initial degree of saturation, the initial gas pressure, and the confining stress. After comparing the experimental results in the literature with the theoretical prediction, the proposed model was shown to precisely predict the onset of the static liquefaction of unsaturated sand containing gas bubbles.     

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...     

建筑物下珊瑚砂地基动力响应振动台模型试验研究

随着岛礁建设的快速发展,珊瑚砂地基抗震安全尤为重要。为揭示珊瑚砂地基和建筑物地震响应特性,开展了地震动作用下不同密实度的可液化珊瑚砂地基上3层框架结构的振动台模型试验,对孔隙水压力、加速度、位移和动应变等动力响应进行测试和分析,并与可液化石英砂场地进行对比。结果表明,相同相对密实度和相近颗粒级配下,珊瑚砂场地相比石英砂场地更难以液化。两种砂场地液化程度均随埋深增大而减小,随与建筑物距离增大而增大。液化后的珊瑚砂场地模型地基相比石英砂场地仍然具有一定的剪切传递能力,这种差异随地基埋深的增加逐渐减弱。珊瑚砂场地液化后建筑物倾斜度、最终沉降和立柱动应变相比石英砂场地均较小。不同相对密实度的珊瑚砂与石英砂场地液化性能存在一定的差异。     

基于实码加速遗传算法的投影寻踪方法在砂土液化势评价中的应用

探讨了利用实码加速遗传算法的投影寻踪方法建立的地震砂土液化势评价模型，并给出了相应算法和流程。实例表明，应用投影寻踪方法来评价砂土液化势是有效可行的，且取得了理想的结果，也为地震液化可视化评价提供可能。     

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。     

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。     

基于经验的砂土液化灰色关联系统分析与评价

分析了砂土液化的主要影响因素 ,建立了砂土液化的灰色关联系统分析模型。基于经验的基础上 ,运用所建立的模型对具体的砂土液化类型进行了判定 ,评价结果与实际相符合 ,也说明了灰色关联系统分析法对砂土液化的可行性     

突变理论在砂土液化分析中的应用

突变理论主要研究事物的突变及不连续性态，目前在井巷围岩位移的判定及利用坡脚隆起位移研究滑坡方面得到了应用。砂土在振动作用下，从稳定状态到液化，具有突变性。基于突变理论对砂土液化安全系数的分析，建立了基于砂土液化安全系数法的突变模型，并针对历史场地砂土进行了分析计算，其结果与抗液化剪应力法和现场液化情况较吻合，表明突变理论应用于砂土液化分析是有效、可行的。