往返荷载下饱和砂土的强度、液化和破坏问题

原文全面论述了往返荷载下饱和砂土的强度、液化和破坏问题,建议以极限平衡理论作为评定饱和砂土在地震往返荷载下开始破坏的准则,并提出了相应的分析方法。这对于深入了解液化问题的实质是很有意义的。下面提出几点补充和讨论意见:     

往返荷载下饱和砂土的强度、液化和破坏问题

饱和砂土在往返荷载作用下的强度、液化和破坏问题关系到对工程安全的估计,乃是近年来在水工建筑物地基和土石坝抗震防震工作中经常探讨的课题.本文对这些问题提出了一些准则和方法,主要认为极限平衡理论可以作为评价饱和砂土在往返荷载作用下开始破坏的准则,而在此基础上提出了相应的试验和分析方法以及区别液化和开始破坏的不同界限.此外,又根据砂土的结构和压缩特性,初步提出了开敞式有效应力动力分析方案.最后并指出了一些尚须研究和重视的问题.     

往返荷载下饱和砂土的强度、液化和破坏问题

原文指出:“土强度的测定和确定方法,一般须与所解决问题的具体条件和采用的分析方法相联系”。毫无疑问,这是解决土工结构和建筑物地基稳定性问题的一个正确的原则。在研究饱和砂土的地震稳定性问题时,笔者感到对于如下的事实似应予以注意。     

往返荷载下饱和砂土有效应力强度指标的确定

原文提出了一个确定往返荷载下饱和砂土有效应力强度指标的方法,现提出几点意见与作者进行讨论。 (一)原文结论之一指出,以开始剪胀作为达到极限平衡状态的标志,但原文并没有找出往返荷载下饱和砂土实际出现剪胀现象的时刻,而是人为规定以出现所谓“反转”现象时,压半周动应力达到峰值时刻作为土体开始进入极限平衡状态的标志(后称“标志”),并认为在产生“反转”现象之前,饱和砂样一直属于压密。大量饱和砂土振动三轴试验表明:饱和砂土在往返荷载下,一般要经历由动荷作用的拉、压两个半周中的某一半周首先开始达到极限平衡状态而发展到另一个半周也达到极限平衡状态。但究竟拉、压两半周中那一个半周的那一时刻先达到极限平衡,则完全取决于固结应力     

往返荷载下饱和砂土有效应力强度指标的确定

本文以饱和砂土在往返荷载下出现剪胀现象作为达到极限平衡状态的标志,提出确定有效应力动强度指标φ′与c′的一个方法。     

往返荷载下饱和砂土有效应力强度指标的确定

娄炎(南京水利科学研究院)终结讨论:感谢张建民同志对拙文的讨论,现简要答复如下: (一)关于极限平衡状态的标志,原文是以“压应力峰值对应的不再是孔压的峰值,而是它的下限值,孔压的峰值正好对应于动应力的平衡位置上、产生孔压与应力对应关系的所谓“反转”现象作为试样进入极限平衡状态的标志的(而不是讨论稿中说的“压半周动应力达到峰值时刻作为土体开始     

往返荷载下饱和砂土瞬态有效抗剪强度的研究

原文提出了一个瞬态有效抗剪强度理论试验及资料整理方法。由于所研究问题的复杂性,笔者感到以下几点值得注意。 (一)土的有效抗剪强度在静力条件下通常采用Mohr-Coulomb公式     

往返荷载下饱和砂土瞬态有效抗剪强度的研究

本文给出了一个适用于表征饱和砂土在往返荷载下强度变化特性的瞬态有效抗剪强度理论.作者以振动三轴试验为基础,针对饱和砂土在往返荷载下强度变化的过程性和强度丧失的瞬态性,提出了描述瞬态有效抗剪强度的基本定律τ_(dt)=σ′_tgφ′_d+ηγ_t,试验表明了动有效内摩擦角φ′_d和达到液化状态时的动力粘滞系数η有着良好的稳定性.文中也阐明了瞬态有效抗剪强度理论的基本特性规律,建议了一种便于工程应用的确定上动有效抗剪强度指标的试验与整理方法. 土力学中迄今广泛应用的有效抗剪强度理论,是将莫尔-库仑抗剪强度理论与太沙基有效应力原理相结合的产物.对静力条件下土的有效抗剪强度理论,从理论分析、试验研究到指标选用都已相对成熟和完善了.而对往返荷载下土的有效抗剪强度理论,近几年来虽已发表了一系列讨论其机理、规律和强度指标确定与选择方面的成果,但在几个重要问题上还没有取得一致的见解,存在着一些模糊的认识.这些问题是:(1)动强度的变化是否受静力条件下为人们所熟知的有效抗剪强度理论的制约,其关键是动强度指标的选取,取值标准和稳定性问题;(2)动荷作用下土强度破坏的概念和破坏标准问题;(3)动荷作用下有效抗剪强度指标的确定方法问题,考虑到这些问题在理论和实践上的特殊重要性,我     

周期荷载下砂土液化分析方法的综述

本文总结了近二、三十年来国内外关于砂土液化的主要研究成果,叙述了西特等人发展起来的分析砂土液化的总应力方法和新近由马丁、芬恩、石桥等人发展起来的一维有效应力分析方法,同时也介绍了我国沈珠江提出的分析砂土液化的有效应力模式。     

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。     

饱和砂土地基液化强夯处理

强夯法即动力固结法,其原理是利用起重设备将夯锤提升到一定高度,然后使其自由下落、以一定的冲击能量作用在地基上,在地基土里产生极大的冲击波,以克服土颗粒间的各种阻力,使地基密实,从而提高强度,减少沉降,消除湿陷性或者提高抗液化能力。本实验为饱和砂土液化地基的强夯处理,按要求设计强夯处理方案,通过强夯试验确定具体参数,以作为大面积强夯施工的技术依据。试验数据证明强夯后地基的密实度有了显著提高,强度明显增长,加固效果显著,达到了消除砂土液化的目的。相对于其它地基处理方式,强夯法为经济较为合理,技术较为可靠地基处理方法,且施工简单,易于操作和管理,是值得推广的地基处理方式。     

饱和砂土液化判别准则的探讨

首先对目前常见的饱和砂土液化判别准则的适用性进行了讨论。结果表明 ,由于实际的饱和砂土与室内试样在受力条件和变形约束条件上均存在着相当大的差异 ,因此 ,这些准则一般不能直接用于土体的液化分析。根据液化的定义 ,笔者推出了一种统一的判别准则     

饱和砂土液化判别准则的探讨

首先对目前常见的饱和和砂土液化差别准则的适用性进行了讨论结果表明，由于实际的饱和砂土与室内试样在受力条件和变形约束条件上均存在着相当大的差异，因此，这些准则一般不能直接用于土体的液化分析，根据液化的定义，笔者了一种统一的判别准则。     

关于水电工程饱和砂土液化判别若干问题的探讨

我国现行GB50287—2006《水力发电工程地质勘察规范》对砂土地震液化判别有系统的规定,但在实际应用中存在一些认识与理解的偏差。汶川强震后液化调查发现,震区存在6度区液化、深部砂土液化和砂砾石液化等超规范现象。结合现行规范及国内砂土地震液化的研究成果,对砂土液化判别的若干问题进行了探讨,并提出了需要进一步研究的问题。     

饱和砂土地震液化研究方法概述

国内外研究人员在砂土液化机理、影响因素和判别方法等方面进行了深入的研究,取得了一定的成果.概述了广泛使用的砂土液化判别方法,评述了其优缺点,重点介绍了判别砂土液化新方法的研究动态.     

饱和砂土液化应变发展过程的研究

通过动三轴试验，研究了洞庭湖区饱和砂土液化过程中轴向应变的发展规律，根据应力-应变滞回环随振动次数的变化，将液化过程划分为4个阶段，并将轴向应变与砂土的应力路径、孔隙水压力的变化相联系，研究表明：砂土的应变与应力状态紧密相关.据此，观测轴向弹性模量随应变的发展而逐步衰化的过程，有助于进一步了解砂土液化的过程.     

饱和砂土地基液化离心机振动台模型试验研究

通过开展饱和砂土地基水平振动的离心机振动台试验,研究了振动液化过程中砂土地基的动力响应沿深度的变化规律,发现在液化过程中,由于剪切模量的变化,液化土层与下部未液化土层之间将形成反射界面,后续传来地震波所携带的能量将通过该界面反射至下部土层,导致其动力响应显著变大;同时发现土层在经历液化过程后,其抗液化能力会显著提高,但再次地震时,发生过液化的土层的动力响应也将明显增大。研究结果能够加深对于饱和砂土地基中地震动传播规律的认识,同时也可为验证和改进现有评估砂土液化影响的计算方法提供试验数据。     

循环加荷条件下饱和砂土液化细观数值模拟

利用离散单元法中的二维颗粒流方法(particle flow code in 2-dimension,PFC2D),通过对双轴数值试样施加循环等幅应变且控制加荷过程中试样体积(面积)不变的方法,模拟了循环加荷条件下饱和砂土的液化特性。在得到试样液化宏观力学响应的同时,分析了液化过程中内部平均接触数的变化规律。进一步研究了应变幅值、围压对数值试样液化特性的影响,并与室内试验规律进行了对比。结果表明,数值模拟能够定性地反映饱和砂土振动液化的一般规律,数值模拟得到的应变幅值、围压对试样抗液化强度的影响规律符合实际砂土室内试验规律。     

南水北调东线穿黄河工程地基饱和砂土液化问题浅析

穿黄河工程是南水北调东线的关键控制性工程，该工程除穿黄河隧洞围岩为基岩外，其余建筑物位于黄河滩地，地基分布第四系全新统砂性土和砂土，且处于7度地震区，因此地基饱和砂性土地震液化问题不容忽视。对穿引黄渠埋涵和滩地埋管地基土采用综合手段进行地震液化判别的过程进行论述，并对可液化土层提出地基处理的建议。