超声波测三轴饱和砂样剪切模量及力学性的关系

本文解决了三轴仪内饱和砂试样剪切波速的量测技术问题,并对其原理进行了阐述,使动三轴仪又具有测量微小应变下饱和砂试样的动剪模量的性能。在此基础上,通过试验得到了饱和砂土超声剪切模量和平均有效主应力、孔隙比、有效主应力比及排水条件之间的关系;饱和破土静力抗剪强度和超声剪切模量之间的关系;饱和砂土动力液化性质和初始超声剪切模量之间的关系。     

以原位剪切波速模拟砂土结构性的工程应用

结合瀑布沟工程，进行了坝基砂结构性的试验研究，研究了试样密度、固结时间、超固结效应和预振等结构性因素，对剪切波速值的影响及剪切波速与砂土动强度和动变形特性的关系。试验研究表明，剪切波速对以上结构性因素均有敏感反应并有良好的相关关系，动强度、动变形特性与剪切波速也有非常密切的相关关系，以原位剪切波速值作为制样控制标准，进行了坝基砂的动力特性研究和坝基上、下游砂层的液化可能性分析，并与传统的以密度控制     

土工地震减灾工程中的一个重要参量─—剪切波速

在全球地震灾害中，很多现象与土工问题有关．最突出的是土的液化现象，其次是土体变形、裂缝和失稳．它们都与土体状态，特别是与它的剪切刚度或剪切模量联系的动力应力应变关系和抗剪强度特性有关．而剪切波速又与剪切模量的平方根成正比．因此剪切波速就成为土工抗震中的一个重要物理量．当今在土工抗震工程中对剪切波速的应用和研究计有：（１）作为划分建筑场地土类型的定量界限；（２）作为评价地基饱和土液化可能性的依据之一；（３）为土工地震反应计算中不可缺少的参数；（４）作为在实验室内用扰动砂重塑原状饱和砂组构特性的可能控制参数等．     

土工地震减灾工程中的一个重要参量—剪切波速

在全球地震灾害中，很多现象与土工问题有关，最突出的是土的液化现象，其次是土体变形，裂缝和失稳，它们都与土体状态，特别是与它的剪切刚度或剪切模量联系的动力应力应变关系和抗剪强度特性有关，而剪切波速又与剪切模量的平方根成正比。因此剪切波速就成为土工抗震中的一个重要物理量。当今在土工抗震工程中对剪切波速的应用和研究计有：１作为划分建筑场地土类型的定量界限；２作为评价地基饱和土液化可能性的依据之一３为土地     

细粒含量对饱和砂土液化特性的影响

通过对原状土样进行共振柱和动三轴试验，排除扰动样对原状土体结构性的破坏，研究不同细粒含量对饱和砂土动剪切模量和液化强度的影响。研究结果表明，在细粒含量小于30%时，由于细颗粒赋存于砂颗粒骨架形成的孔隙中，在砂颗粒之间起到类似于“滚珠”的作用，使得饱和砂土的抗液化强度随细颗粒的增加而降低。大于30%时，细颗粒逐渐占据砂颗粒形成的孔隙而起着土体骨架的作用，并和砂颗粒一起承担由循环荷载引起的剪切变形，表现为抗液化强度随细粒含量的增大而增大。     

细粒含量对饱和砂土液化特性的影响

通过对原状土样进行共振柱和动三轴试验,排除扰动样对原状土体结构性的破坏,研究不同细粒含量对饱和砂土动剪切模量和液化强度的影响。研究结果表明,在细粒含量小于30％时,由于细颗粒赋存于砂颗粒骨架形成的孔隙中,在砂颗粒之间起到类似于“滚珠”的作用,使得饱和砂土的抗液化强度随细颗粒的增加而降低。大于30％时,细颗粒逐渐占据砂颗粒形成的孔隙因而起着土体骨架的作用,并和砂颗粒一起承担由循环荷载引起的剪切变形,表现为抗液化强度随细粒含量的增加而升高。     

利用剪切波速对饱和砂土地震液化的判别

现行有关抗震规范的液化判别方法大多使用标贯试验方法,最大判别深度不超过20 m,而近些年来的地震灾害调查显示超过20 m的饱和砂土深层液化现象是客观存在的。为此,基于Kayne场地液化数据库和修正的双曲线模型,建立了临界剪切波速液化判别公式,其判别成功率可达到80%以上。以西藏某水利枢纽为例,结合现行规范中的判别方法,对比分析并评价了本文剪切波速液化判别方法的适用性。结果表明:(1)对于埋深20 m以内的饱和砂层,《水力发电工程地质勘察规范》(GB 50287—2016)中规定的标贯判别方法得到的液化判别结果最为安全;(2)《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)中规定的剪切波速液化临界曲线,对埋深超过20 m的饱和砂层液化判别过于保守,在高地震烈度时可导致极其密实的砂土被判别为液化,但在Ⅶ度时,该法对埋深10 m以内的浅层砂土的液化判别结果偏不安全;(3)对于高地震烈度区或者埋深超过20 m的深层液化判别来说,本文剪切波速方法既能克服《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)判别方法过于保守的弊端,又能得到相对合理的液化判别结果。当场地缺少标贯数据或者需要对埋深超过20 m的砂土进行液化判别时,本剪切波速判别液化方法具有较强的实用性。     

含细粒饱和砂土的液化特性研究综述

综述了国内外有关含粉粒饱和砂土和含黏粒饱和砂土液化特性的试验研究成果,对于含粉粒饱和砂土,粉粒质量分数、粉粒粒径和砂骨架颗粒级配对饱和砂土的液化特性影响显著,粉粒的存在或可以增加或降低含粉粒饱和砂土的动强度,或存在临界粉粒质量分数使饱和砂土的动强度随粉粒质量分数的增加呈非单调性变化;对于含黏粒饱和砂土,临界黏粒质量分数使饱和砂土的抗液化强度随粉粒质量分数的增大先减小再增大;黏粒的塑性指数对饱和砂土的抗液化强度有较大影响;不同颗粒组成的饱和砂土对塑性指数的反应不尽相同。     

原状与重塑粉土固结不排水剪切特性的对比试验研究

利用应变控制式静力三轴剪切仪，对3组原状饱和粉土试样进行了不同围压下固结不排水剪切试验；在此基础上，又采用干装法和控制固定含水率的湿装夯实法制备了相同干密度的重塑饱和粉土试样，对两种方法制成的试样进行了同样的对比试验研究。通过对原状试样与不同成样方法的重塑试样的应力-应变关系、应力路径、抗剪强度指标等试验结果的对比分析，探讨了两种室内成样方法制备重塑试样的试验结果与原状试样结果的差别及其产生的原因。试验结果表明：在3组对比试验中，两种重塑样之间、重塑样与原状样之间的应力-应变关系和应力路径均差异较大；湿装重塑样的抗剪强度指标均低于干装重塑样，两种重塑样抗剪强度指标均低于原状样。固结后的密实程度并不是导致试验结果差异的根本原因。原状样和重塑样固结过程的孔压消散曲线及正常固结线均有所不同，说明原状样和重塑样的结构不同，是导致试验结果不同的根本原因。     

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。