关于深层砂土液化判定方法的探讨——以港珠澳特大桥水下隧道工程场地为例

以港珠澳特大桥海底隧道工程场地为例,利用振动三轴液化试验结果,并结合等效线性化土层地震反应分析方法间接获取的土层等效循环剪应力,对该工程场地所涉及的覆盖层43 m深度范围内存在的砂土层进行液化可能性判定,进而采用动力反应分析液化势的方法进行液化程度的详细判定。结果表明：20 m以下的饱和砂土层也存在着不同程度液化的可能。因目前我国尚无关于深层砂土液化具体判定的统一规范,故所用方法对深层砂土液化的详细判定具有较好的参考和借鉴意义。     

原位测试在砂土地基液化判别中的应用

在砂土或粉土地区,判定地基土液化可能性是岩土工程设计中的一个重要课题。目前,获得高质量"原状"砂土样不仅取样困难而且试验成本较高,且大多判定方法是基于定性研究的基础上。饱和砂土地震液化的定量化研究是一个具有挑战性的研究课题。文章以扁铲侧胀试验成果为基础,结合静力触探和标准贯入试验,对天津市西青区砂土地基的地震液化进行了判别和对比。对比结果表明原位测试试验在砂土地基液化判别中具有操作简单、人为误差小和结果可靠性高的优点。     

基于静力触探测试判别天津市西青区砂土地基液化的研究

在砂土或粉土地区,判定地基土液化可能性是岩土工程设计中的一个重要课题。目前,获得高质量原状砂土样不仅取样困难而且试验成本较高,因此,基于静力触探(CPT)的原位测试方法通常用于砂土液化势的评价,但大多判定方法是基于定性研究的基础上,饱和砂土地震液化的定量化研究是一个具有挑战性的研究课题。本文根据现场的静力触探测试成果,采用Robertson法对地基土进行了液化判别分析,并将该静力触探测试成果与标准贯入试验判别方法进行对比分析。根据天津市西青区砂土地基的地震液化的判别结果,证明了该法的优点是人为误差小、精度高。     

动态土工真三轴仪在砂土液化研究中的应用

为了模拟实际场地中土体变形和强度特性,研究开发了揭示侧限条件下饱和砂土震动液化机理的试验方法。文中采用了动态真三轴试验系统,该设备采用刚性板加柔性面的混合边界加载装置,并应用先进的CATS试验控制系统。试验结果表明应用动态土工真三轴仪进行砂土液化实验是可行的,并初步分析了侧限条件下的液化机理,即土体将在轴向压力、侧压和孔隙水压力相等的条件下发生液化,表明振动荷载过程中的应力重分布对砂土液化强度和孔隙水压力发展等具有显著的影响。     

饱和砂土液化后的剪切吸水效应

饱和土在自然排水条件下随着剪切作用而发生的含水量增大的行为和过程被称为剪切吸水现象。本文发展了一种新的试验方法,成功地再现了从较松到密实状态的饱和砂土在振动液化后的剪切吸水现象,探讨了剪切吸水速率对饱和砂土液化后应力应变关系的影响。试验结果表明,具有相同密度的饱和砂土,其液化后的应力应变关系随剪切吸水速率的不同而呈现出硬化、理想塑性及软化的不同变化。文中给出了判定这些不同的液化后应力应变响应产生的条件     

振冲碎石桩消除饱和砂土地基液化失效分析

本文通过对振冲碎石桩消除饱和砂土液化的机理分析,结合工程实例,应用标准贯入原位测试方法的检测数据和勘察、设计、施工资料,主要从建筑场地水文地质条件的变化方面探讨了某风电场振冲碎石桩消除砂土液化失效的原因,并提出在地下水位较高或地下水具承压性的细砂地区建议慎用振冲法的建议。     

滩涂地区饱和粉土强夯法加固效果分析

介绍了位于临海滩涂地区某饱和粉土场地的强夯试验方案.通过监测,给出了夯击次数对超孔隙水压力的影响及超孔隙水压力的增长、消散规律;强夯期间地下水水位的变化规律;夯沉量与夯击次数的关系;强夯试验区外的土体位移规律等.通过室内土工试验、静力触探试验、标准贯入试验、竖向平板静载荷试验、回弹模量试验等对比以及震动液化判断、最终沉...     

胜利—果园村液化带工程地质条件及液化土层特性分析

砂土液化是地震主要次生地质灾害之一,其是否发生及液化程度如何与地层结构、地下水、土层类型及特征等工程地质条件密切相关,通常饱和砂土和饱和粉土容易发生液化。5.12汶川地震中,在以砾石为主要地层的德阳等地发生了严重的砂土液化现象,这在以往地震中少见。胜利—果园村液化带是德阳地区诸多典型液化带之一,通过现场钻探和试验表明:液化带主要土层为砾石和粘土,发生液化的土层为全新统砾石层;液化砾石层结构松散,颗粒大小分布曲线较平缓,平均粒径和不均匀系数较大,曲率系数较小;地面喷出物是粗砂,其颗粒组成与液化砾石层相差很大。     

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。     

谈地基土液化的成因及防治措施

通过分析饱和粉土和饱和砂土的振动液化机理及其带来的危害,介绍了粉土、砂土的分析方法以及判别方法、判定条件,总结了影响土层液化的因素,并对此提出了预防及处理措施。     

循环加载频率对砂土液化模式的影响试验研究

为了研究循环加载频率对饱和砂土的液化特性的影响,针对密实度为35%、50%、70%的福建标准砂进行了振动频率为0.05Hz、0.1Hz、0.5Hz、1Hz、2Hz的循环扭剪试验,并对密实度为50%的珊瑚砂和细砂进行了振动频率为0.1Hz和1Hz的循环扭剪试验。结果表明：无论是松砂还是密砂,其剪胀剪缩特性与加载频率密切相关,在低频荷载作用下表现出显著的剪胀特性,达到初始液化后孔隙水压力波动,土体仍具有抵抗液化能力,呈现“硬化型”液化模式;在高频荷载作用下表现出显著的剪缩特性,达到初始液化后孔隙水压力保持稳定,循环液化模式呈现“软化”特征,珊瑚砂和细砂的孔隙水压力特征和液化模式也同样受加载频率的影响,说明循环加载频率显著影响饱和砂土的剪胀剪缩特性,进而影响液化模式;液化阶段产生的流滑变形大小与加载频率密切相关,低频荷载作用下所产生的流滑变形显著大于高频荷载作用下的流滑变形。     

电解减饱和法处理可液化地基的振动台试验研究

减饱和法是近年来提出的一种可液化地基处理方法,其基本原理是通过工程措施减小饱和砂土地基中的饱和度,将饱和砂土地基变成不饱和的砂土地基,从而提高地基的抗液化强度,减轻地震时产生的液化震害。根据电解水的原理,采用新型可导电的塑料排水板为电极,开展了饱和砂土地基的电解试验,通过试验中产生气泡的宏观现象,确定了电解试验应采用的电极间距、电解电压、电极布置型式。基于室内振动台对电解减饱和法的抗液化效果进行了试验研究,考虑了电极在砂土地基中的竖向布置、水平布置和倾斜布置对地基抗液化效果的影响。结果表明,3种电极布置方案中水平电极布置方案在振动时产生的超孔压最小,抗液化效果最好。同时开展了电解后静置工况下的振动台试验,结果表明静置一段时间后,电解产生的减饱和作用仍然明显,但地基深部的气泡存在上移运动的趋势。在实际应用过程中,可以定期进行地基土体的电解作业,从而提高可液化地基的抗液化能力。     

Effects of Pore Fluid Compressibility on Liquefaction Resistance of Partially Saturated Sand

It has been recognized that the soil resistance to liquefaction increases significantly as the degree of saturation decreases. However, the effect of the degree of saturation reported in the literature varies widely between researchers. In this study, influential factors of the liquefaction resistance of partially saturated sand are derived from theoretical consideration and effects of the factors are examined through a series of triaxial tests. It was confirmed that the degree of saturation has a significant effect on the liquefaction resistance. It also appeared that the liquefaction resistance depends on the initial confining pressure and the initial pore pressure; the higher the confining pressure and the lower the initial pore pressure, the higher the liquefaction resistance of partially saturated sand. A unique relationship between liquefaction resistance ratios and the potential volumetric strain was found, which enable to estimate the liquefaction resistance of partially saturated sand with the effects of the three factors taken into account.     

珊瑚礁钙质沉积物液化特性及其机理研究

针对南沙群岛永暑礁小澙湖珊瑚礁沉积物-钙质砂土的多孔隙及颗粒破碎特点,利用现场原位扁铲侧胀试验和室内动静三轴-扭剪试验手段,开展不同条件下钙质砂土的液化特性分析。试验结果表明,在7度地震烈度下浅海钙质砂土会发生液化;在波浪荷载作用下,饱和钙质砂土峰值孔压随振动次数的增加可分为抛物线型增长、线性增长、指数型增长和稳定状态等四个阶段,而每一阶段均对应有钙质砂颗粒间孔隙和内孔隙的不断调整和破碎过程;在均压固结条件下其液化机理归结为流滑破坏。     

有效消除地基液化的工程措施

在了解有关地震知识的基础上,分析了饱和砂土液化机理,并对砂土液化进行了分类,进而提出消除砂土液化的工程措施,以取得理想的消除效果。     

Shaking table test on underwater slope failure induced by liquefaction

Sand liquefaction is a process in which the excess pore water pressure of saturated sand soils increases and the effective stress of saturated sand decreases under the action of vibration, resulting in the transition of sand soils from the solid state to the liquid state. In this paper, an underwater sand slope model containing the upper sand slope and the bottom non-liquefied clay layer was designed. The whole process of large deformation of flow liquefaction from the solid state to the liquid state was reproduced by the shaking table test and recorded by the high-definition particle image velocimetry (PIV) equipment. Four main influencing factors: the acceleration amplitude of the shaking table, the frequency of the shaking table, the relative density of the sand slope, and the slope ratio of height and width of the sand slope, were considered. During the test, the dynamic response characteristics of acceleration and excess pore water pressure (EPWP) within the underwater sand slope model were monitored and analyzed in the whole deformation process to reveal the mechanism of the sand liquefaction process and the law of development and provide data support for subsequent research.     

Liquefaction Resistances of Unsaturated Non-Plastic Silt

It has been pointed out that there are two possible mechanisms that enhance liquefaction resistances of unsaturated sand. The first mechanism is where air in a partially saturated sand mass plays a role of absorbing generated excess pore pressures by reducing its volume. Okamura and Soga (2005) derived the influential factors of the liquefaction resistance for partially saturated sand from theoretical consideration and effects of the factors were examined through a series of triaxial tests on a clean sand. They found a unique relationship between liquefaction resistance ratios and the potential volumetric strain, which allows the estimation of the liquefaction resistance for partially saturated sand. The second is the matric suction of unsaturated sand which increases the effective stress and thus the strength of the soil mass. In this study two series of cyclic triaxial tests on non-plastic silt were carried out to observe the liquefaction resistance in both mechanisms. In the first series, a top cap with an accumulator tank was used to study the effect of compressibility of pore fluid on the liquefaction resistance. The empirical relationship derived by Okamura and Soga is found to be valid even for the silt provided that the matric suction is negligible. In the second test series an ordinary cap was used. The liquefaction resistance increased linearly with the matric suction, with the increasing ratio being higher than that for the net stress. A unique linear relationship is found between the normalized liquefaction resistance and the matric suction. Results are summarized in the form which can be easily applied to evaluate the liquefaction resistance of a partially saturated soil.     

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。     

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。