电解减饱和法处理可液化地基的现场试验研究

电解减饱和法是近年来提出的一种处理可液化地基的新方法,通过电解饱和地基中的孔隙水生成气体,达到减小地基饱和度并提高抗液化强度的目的。采用石墨毡为电极,开展恒定电流强度下的现场电解减饱和试验研究。通过地基压缩波速试验测得电解作用下地基深部的饱和度从98.2%减小至94%。着重分析了地基土在电解过程中的电学特性,试验结果表明:等效电阻随着饱和度的减小而逐渐增大,呈现出较好的单值函数关系;随着电流强度的增大,等效电阻的增长速率越高,其电阻增幅也越快,达到最大等效电阻所消耗的电量先逐渐增大,然后再趋于平缓;虽然增大电流强度会略微增加耗电量,但是可以显著提高电解减饱和法效率。此外,等效电阻的衰减过程可以分为快速衰减、平缓衰减和稳定3个阶段,其中快速衰减阶段为停止电解3 h内,等效电阻的平均衰减速率为11Ω/h;由于试验场地位于河边,电解产生的气泡易受渗流的影响,使其难以长期维持在正负极间土层中;然而在该阶段,其电阻降幅也仅有15%,使可液化地基仍维持着较好的抗液化能力。对地基二次或多次电解,可以大幅节省耗电量,约为首次电解的30%;而且还能加快地基正负极间土层中气泡的生成量,从而有效减小饱和度,提高电解减饱和法效率以及地基的抗液化能力。     

可液化地基电解减饱法处理的电学特性分析

电解减饱和法是近年来提出的一种处理可液化地基的新方法,通过电解饱和砂土地基中的孔隙水生成气体,达到减小砂土地基饱和度并提高抗液化强度的目的。采用可导电的塑料排水板(EKG)为电极,开展饱和砂土地基在恒定电流下的电解减饱和模型试验,并分析了砂土地基在电解过程中的电学特性。试验结果表明,电解初期饱和度的下降速率与电流强度呈正比;然后饱和度的下降速率变缓;最后饱和度减小到89.5%不再变化,且最终饱和度的大小与电流强度无关。此外,地基的等效电阻随着砂土饱和度的减小而增大,并且对比了孔隙水压力系数B、含气水体积模量Kwa、压缩波速vp和地基等效电阻等4种评价指标在分析饱和砂土减饱和试验中的适用性,结果表明等效电阻在电解减饱和法中最易测得,且对砂土饱和度的敏感范围更大以及适用于各类试验,因此可将地基等效电阻作为评价砂土减饱和状态的有效指标。     

饱和砂土地基液化特性振动台试验研究

饱和砂土地基试验是研究碎石桩复合地基抗液化性能振动台试验的先导和必要组成部分。本文采用自行研制的简易单向专用振动台和大型叠层剪切变形模型箱完成了两个饱和砂土地基模型的三次振动台试验,验证了模型箱的性能和模型地基内部的均匀性。通过量测振动过程中砂土的超静孔隙水压力,得到了饱和砂土地基液化规律以及振动加密对其抗液化能力的影响。同时,探索了饱和砂土地基液化大型振动台模型试验技术,如饱和砂土模型地基设计与制备、传感器布置、试验加载方案确定等,为今后开展此类试验提供一般的研究思路,并且为后续碎石桩复合地基振动台试验提供了必要的技术经验。     

强夯法在高震区饱和砂土液化地基处理中的应用

以工程实例出发,对强夯法处理高震区饱和砂土液化地基的原理及可行性,以及处理范围、技术要求、施工要求、工艺参数等进行探讨,以做到安全适用、技术先进、经济合理、节省工期。     

可液化土–高层结构振动台试验的土性参数识别

 基于已进行的可液化地基–桩–高层结构振动台试验,利用参数识别技术对试验记录的土体加速度和孔隙水压力进行分析,研究场地液化机制及土的动力特性。由振动台试验的土体加速度记录,通过剪切梁模型,求出土体的动剪切应力–剪切应变曲线,研究土体的动剪切模量及阻尼特性随动剪切应变的变化关系,并进一步研究土体剪切波速、有效应力路径及桩和土的剪切应变等情况。结果表明：在较强地震激励下,动剪切应力和动剪切应变滞回圈更饱满,表现出更强的滞回特性;土的刚度随着深度的增加而增大;孔压比存在明显的上升,孔隙水压力增长对土的剪切波速有影响,土的刚度随着孔隙水压力的上升而降低;利用参数识别技术得到的土的刚度与土动力性质试验得到的结果比较一致,而阻尼要高于土动力性质试验的结果;群桩内外土体的剪切应变形状相似,外侧土体的剪切应变比内侧土体的剪切应变大。该土性参数识别技术对于研究液化场地及液化场地中结构的抗震设计具有一定的参考价值。     

刚性-亚刚性桩复合地基的振动台试验研究

本文开展了不同场地条件下刚性-亚刚性桩复合地基的振动台试验,对比分析了不同场地条件下刚性-亚刚性桩复合地基的地震动响应特性。试验结果表明:场地土特性对场地地震反应存在显著影响,不仅改变了桩体周围加速度峰值,还使桩顶的加速度时程曲线的形状发生了少许变化,对傅立叶谱曲线的影响也较大;与干砂场地相比,桩体在饱和砂土场地条件下沿桩身长度方向的应变峰值变化趋势更显著;地震动特性对饱和砂土场地的孔压发展存在影响;场地土特性对结构应变峰值影响显著。     

爆炸法加固饱和粉细砂地基的试验研究

为探索爆炸法对饱和粉细砂加固处理的效果,在某码头吹填粉细砂地基上进行了爆炸法加固饱和粉细砂地基的现场试验。测得了试验中孔隙水压力的增长和消散过程、地表沉降和静力触探值的变化,分析得出爆炸处理粉细砂地基孔隙水压力的变化具有独特的规律,采用顺序爆炸的方式更有利于地基加固,爆炸能使饱和砂地基达到中密状态,但未能使地基得到均匀加固等一些有益的结论,结论和试验为爆炸法处理饱和粉细砂地基的理论研究和工程应用提供较高的参考价值。     

碎石挤密桩在处理饱和砂土液化地基中的应用

本文通过一工程实例介绍了碎石挤密桩对饱和砂土地基有良好的挤密、减震及排水作用,不仅提高地基的承载力,减少变形,而且还有效地消除了饱和砂土的地震液化现象。     

降水强夯法处理饱和吹填砂土地基现场试验研究

滨海吹填砂土地基地质条件复杂常含软土夹层,且地下水位高易液化,地基处理难度较大.为了处理好这类地基,文中采用了管井+塑料排水板+强夯复合降水强夯法工艺对山东某吹填砂土地基进行了 4000kN·m能级强夯现场试验.处理后,有效加固深度达5.5m,深度修正系数为0.275,减小了场地差异沉降,消除了饱和砂土和粉土液化势,地...     

Model test of stone columns as liquefaction countermeasure in sandy soils

The shaking table model test was conducted to investigate earthquake resistant behavior of stone columns under the intensity of an earthquake resistance of buildings is VIII. The test results show that when acceleration is less than 0.20 g, composite foundation is not liquefied, settlement is also small and pile dislocation is not observed; when acceleration is 0.3g, ground outside embankment’s slope toe is liquefied and ground within stone column composite foundation is not. It is suggesting that reinforcement scale of stone column foundation should be widened properly. The designed stone column composite foundation meets the requirements for seismic resistance.     

复合地基抗液化振动台试验中模型的制备

以砂石桩法处理可液化砂土地基为例,阐述了研究桩土复合地基抗液化性能的振动台试验中模型的制备过程,提出了应注意的几个问题并给出了相应的对策。     

基于等效骨架孔隙比指标的饱和砂类土抗液化强度评价

为探讨各类饱和砂类土的物理特性对其抗液化强度CRR的影响,将具有不同细粒含量FC的福建、南京和南通砂类土分为3组:(1)相同的相对密度Dr;(2)相同的孔隙比e;(3)相同的骨架孔隙比esk。对具有不同物理特性的三类饱和砂类土进行了一系列均等固结不排水循环三轴试验,结果表明:e或Dr相同的饱和砂类土的CRR随FC的增加而降低;但esk相同的砂类土的CRR随FC的增加而增大。结合文献中十类砂类土的CRR试验数据,分析表明:各类饱和砂类土的CRR随其等效骨架孔隙比*ske的增大而单调地降低,且两者呈现较好的幂函数关系。这表明能综合反映砂类土颗粒组成,密实状态和粗细粒接触状态的*ske是表征饱和砂类土CRR的一个有效物理特性指标;并首次发现饱和砂类土的CRR–*ske关系曲线的最佳拟合参数A和B值由砂粒和细粒的物理特性共同决定。据此,饱和砂类土的CRR可仅由其物理特性指标较好地预测。     

碎石桩加固不同密实度砂土宏观液化现象研究

通过进行不同密实度条件下未加固与碎石桩加固可液化地基的振动台模型试验,对不同密实度下模型地基的宏观液化现象作了对比和分析,得出:砂土密实度越大,抗液化能力越强;在加固土中碎石桩形成排水通道,所以同一密实度下的加固土液化现象比未加固土推迟,这意味着碎石桩起到了很好的抗液化效果。     

排水刚性桩单桩抗液化性能的振动台试验研究

排水刚性桩是一种将竖向排水体与刚性桩相结合的新型桩基。为研究抗液化排水刚性桩的单桩抗液化作用效果,采用振动台试验对排水刚性桩在动力荷载作用下的排水效果、地基孔压响应、加速度响应以及在上覆荷载作用下桩顶的侧向永久位移等动力响应进行了研究,并与不设排水体的普通桩作了对比。结果表明:抗液化排水刚性桩是一种有效的抗液化措施。在排水刚性桩桩身1倍桩径范围内,土体的喷砂冒水现象得到有效控制,普通桩试样中喷砂冒水现象严重。距离桩身排水通道0.5倍桩径处,排水桩超孔压比峰值约为普通桩超孔压比峰值的50%,排水桩可以更快地消散地基内的超孔压,超孔压比从峰值减小为0.7时,排水刚性桩用时6 s,普通桩用时17 s。排水刚性桩距排水体0.5倍桩径处加速度峰值为0.2g,相同测点处普通桩加速度峰值为0.09g,与排水桩相比,减少约100%。随加载过程的持续,排水桩桩顶震荡幅值基本不表现,在惯性力作用下,振动荷载初始时间段内(3 s时间内),桩身发生轻微震荡。普通桩桩顶水平震荡幅值为0.6 cm,且震荡时间持续整个加载过程中(10 s),普通桩桩顶的侧向永久位移约为排水桩的3倍。     

含黏粒砂土场地液化离心机振动台试验研究

提出了含黏粒砂土模型地基制备、饱和与均匀性监测技术,利用ZJU-400土工离心机振动台开展了相同相对密度含黏粒砂土（黏粒含量10%）和洁净砂的地震液化模型试验,再现了水平场地地震液化现象,揭示了含黏粒砂土场地液化灾变特点。弯曲元波速监测表明,模型制备均匀性良好,相同条件下含黏粒砂土剪切波速比洁净砂低。而根据超静孔压消散与固结沉降观测分析发现,含黏粒砂土渗透系数比洁净砂低一个数量级,从而影响其液化前后超静孔压响应和应力应变行为。渗透性差异导致模型内超静孔压产生模式和消散速率显著不同,振动时含黏粒砂土模型浅层超静孔压累积比洁净砂慢,而深层则相反;震后含黏粒砂土孔压消散时间是洁净砂的15倍。液化过程中含黏粒砂土剪应力应变响应比相同深度处的洁净砂更显著,液化后其滞回圈应变较大、割线模量较小且阻尼比较大。土体液化沉降主要发生在液化后超静孔压消散过程,含黏粒砂土模型超静孔压消散时间更长,沉降量更大。上述成果为进一步研究含黏粒砂土地震响应分析及其液化判别提供了科学依据。