基于扭剪试验的细砂区域长距离流滑机制分析

大量灾害现场发现,即使地面倾角极其平缓（1°~5°）,地表也可能因地震荷载而发生长距离的横向变形。为了解此类砂土变形特性,在改良的空心圆柱扭转剪切仪中采用涌水量概念进行试验,随后采用恒定剪应力静态液化试验,确定排水条件以及小初始静力剪切条件下试样流动的可能性。为突出对比,相同试样被用以进行不排水循环加载试验,观察其行为特征。研究发现：（1）在小初始静态剪应力下可以观察到丰浦砂连续流动的特性;（2）砂土的连续流动特性由初始密实度决定,初始密实度也影响砂土的体积膨胀特性;（3）静态液化试验显示流动砂土试样在涌水机制下可产生流动,而即使样本发生了液化,其在典型的不排水试验中却表现出非流动特性。     

地震作用下可液化饱和自由场地动力响应

针对既定埋深条件下的可液化自由场地在地震作用下动力响应问题,基于OpenSEES计算程序和有效应力动力分析方法,通过建立自由可液化饱和场地数值计算模型进行了耦合动力响应分析.计算结果表明:可液化场地β谱曲线卓越平台随埋深的增加而逐渐变窄,场地土层存在典型的高频滤波、低频放大效应;随着土层埋深和土层密实度增加,砂土层内的液化趋势明显减弱;饱和砂土和黏土层在地震作用下会分别发生剪缩效应和循环软化效应,进而使得土体产生不可恢复的残余变形及地表震陷.     

对淮安市区粉土地基液化评价的思考

粉土中砂粒、粉粒、粘粒都存在,有着既不同于砂土也不同于粘性土的工程性质。淮安市区粉土由于粉粒占绝对优势,砂粒很少,使其液化特性又表现出不同于普通粉土的区域性特性。在总结国内外粉土地基液化评价及预测的研究成果、分析了其对淮安市区粉土的适用性的基础上,结合区域工程地质特征及土层分布等情况,对淮安市区粉土的液化可能性评价及研究方法提出了有益的思考。     

SICP方法加固饱和砂土提高抗液化能力的动三轴试验研究

在地震作用下,饱和砂土地基易达到液化状态,从而形成安全隐患。以标准砂为材料进行大豆脲酶诱导碳酸钙沉积（SICP）的胶结固化,对30%、40%和50%相对密实度下的中密砂分别做1~3次处理,进行不同循环剪应力与有效固结围压比值下的动三轴试验。通过分析动应变、超孔隙水压力、动循环次数,对SICP方法处理饱和砂土的抗液化效果进行评价。结果表明：试样的孔压与应变发展都呈现出分阶段增长的特点,孔压在加载瞬间会急剧增长到一定水平,而后伴随塑性应变以稳定的速率增长,直至破坏。SICP方法处理饱和砂土能有效增强砂土的抗液化能力,减缓超孔隙水压力的增长速度,且处理次数越多,密实度越高,抗液化效果越好。     

砂土地震液化的模糊综合评判法

根据砂土液化问题具有的模糊性和不确定性,建立了一种判别砂土液化发生可能性的模糊综合评判模型。在提出的砂土液化模糊综合评判模型中,通过综合地震烈度、标贯击数、地下水位和平均粒径等影响砂土地震液化的因素,采用梯形隶属函数并分别给出各因素隶属函数的表达式。通过工程实例计算验证了该模型的可行性,计算过程简单明了,有一定的实用价值。     

海底管线周围海床的地震液化分析

地震荷载作用下海床液化是海底管线失稳的主要原因之一.本文建立了地震荷载作用下海底管线周围海床液化的有限元模型,采用土工静力-动力液压三轴-扭剪多功能剪切仪,将不排水循环扭剪试验条件下得到的孔隙水压力增长模式引入到二维动力固结方程中,基于有限元方法对推广的固结方程进行数值求解,得到了地震荷载作用下海床中累积孔隙水压力的发展过程与变化规律.通过变动参数计算了海床土性参数和管线几何尺寸对由地震所引起的管线周围海床中累积孔隙水压力分布的影响,进一步对管线周围海床的液化势进行了评判.     

似粘聚力对砂土地层成孔性影响分析

工程上处理砂土地层作为持力层时,多将其视为粘聚力为零的无粘性土,这种忽视似粘聚力存在的做法过低得估计了土体强度,使得设计参数相对保守,工程造价也因此增加。此外,在砂土地层的基坑中采用土钉支护时,成孔不易,容易坍塌,无法正常施工。本文通过引进非饱和砂土的似粘聚力,采用力学方法对砂土地层进行稳定性分析,得到了砂土地层在孔洞挖成后重分布的应力场及位移场,并且以西安某大厦基坑支护项目为依托,结合Flac3D数值模拟来进行成孔稳定性的分析研究。结果表明,砂土地层的成孔性与砂土似粘聚力相关,在一定的密实度下,砂土的似粘聚力与其含水率有关。在工程实践中,可通过改变砂土含水率来保证砂土地层的土钉成孔。     

越江隧道抗震稳定性计算

根据越江工程场地地震安全性评价报告和地质调查报告，在室内动力试验的基础上，采用有限元有效应力动力分析法，研究了隧道结构的动力响应和地基土的液化情况，利用拟静力法对隧道抗滑稳定性进行了校核，得出了该隧道抗震稳定性满足要求的结论，并提出了能进一步增强隧道抗震性能的建议。     

Vertical dynamic response characteristics of single pile in non-homogeneous soil layers

A computational method and a mechanical model for evaluating the vertical dynamic harmonic response characteristics of a single pile embedded in non-homogeneous soil layers and subjected to harmonic loadings were established based on a certain assumption and the improved dynamic model of beam-on-Winkler foundation by using the principle of soil dynamics and structure dynamics. Both non-homogeneity of soil strata and softening effect of soil layer around the pile during vibration were simultaneously taken into account in the proposed computational model. It is shown through the comparative study on a numerical example that the numerical results of dynamic response of the single pile computed by the proposed method are relatively rational and can well agree with the numerical results computed from the well-known software of finite element method. Finally the parametric studies were conducted for a varied range of main parameters to discuss the effects of relevant factors on dynamic responses of the single pile embedded in non-homogeneous layered soils excited by harmonic loading with different frequencies.     

地震作用下可液化土的数值模拟与试验验证

将有限差分法程序用于可液化土的地震响应分析,采用动力和流体的流固耦合理论分析了振动过程中土体孔隙水压力的产生、扩散与消散,并对液化场地桩-土-结构相互作用体系振动台试验进行了三维数值模拟;通过与振动台试验数据的对比分析,验证了计算模型的可靠性和合理性。结果表明：采用的方法能较好地模拟可液化土的动力特性,所得结论为液化场地土-结构相互作用体系动力分析提供了参考。     

碎石排水层地下结构非自由场液化数值试验分析

在浅埋地下结构周围设置碎石排水层,应用FLAC3D作自由场、普通地下结构非自由场、碎石排水层地下结构非自由场液化对比数值试验,研究碎石排水层法液化场液化分布特性,验证碎石排水层方法的抗液化效果,分析碎石排水层非自由液化场结构的动力特性变化。计算结果表明,液化场中地下结构周围设置碎石排水层,结构周围则不会液化,结构远处液化场中的超静水压力显著降低,结构不出现上浮,水平漂移减小。碎石排水层加大了结构与碎石的整体质量和刚度,增加了结构的稳定性。研究成果为地下结构穿越液化土层设计提供理论及试验基础。     

沉箱码头地震液化任意拉格朗日欧拉方法大变形分析

为解决传统UL方法在大变形分析中由于网格畸变出现分析中断的问题,基于水土二相混合理论和算子分离技术,开发了一种解耦合任意拉格朗日欧拉方法(ALE方法),并将其用于松砂地基沉箱码头地震液化大变形分析。ALE方法能够在UL方法失效时完成强震作用下松砂地基沉箱码头的地震响应分析,保证网格整体质量并提供误差较小的数值解。此外,将ALE方法用于松砂地基沉箱码头地震液化减灾措施评价,为松砂地基下沉箱码头优化设计提供了一种途径。结果表明：松砂地基条件下,加密置换区土体能显著减小沉箱结构的位移和沉箱趾部前端隆起;对于置换区不加密的情况,加密回填区土体能减小沉箱结构的位移,但对置换区加密的情况,加密回填区土体对沉箱结构的位移无明显减小作用;置换区和回填区均存在临界有效加密范围,超过此范围,沉箱结构的位移响应无明显变化;碎石桩结合置换区和回填区加密措施能进一步减小沉箱结构的位移响应,并提高沉箱结构的抗液化潜能。     

基于GRNN的砂土液化危害等级评价模型研究

影响砂土地震液化的因素复杂且具有随机性和不确定性.神经网络方法不仅能考虑定量因素,而且能考虑定性因素的影响,因而神经网络方法适用于解决非确定性的砂土地震液化评价问题.在分析广义回归神经网络的基本原理和算法基础上,建立了砂土液化危害等级评价的广义回归神经网络模型.然后用收集到的工程实例样本对该模型进行训练和检验,并与BP神经网络判别结果进行对比.结果表明,广义回归神经网络性能良好、预测精度高,是砂土地震液化危害等级评价的一种有效方法.     

自由场地液化响应特性的离心机振动台试验

利用ZJU-400土工离心机振动台,对相对密度为40%的福建中细砂自由场地模型,进行5次动态加载的液化试验.分析试验中土的动力特性和地震动特性,得到土体不同深度范围内加速度、超静孔隙水压力随时间的发展规律,以及土体加速度、沉降与超静孔隙水压力增长之间的关系,增强了对地震过程中土体加速度、沉降与孔隙水之间相互作用的理解.结果表明：场地放大作用受超静孔隙水压力增长和土体软化的共同作用,液化破坏了土颗粒的联结强度和结构稳定性,再次沉积形成的结构不稳定易再次液化|峰值过后切应力对超静孔隙水压力增长仍起到不可忽视的作用;土体超静孔隙水压力增长和土体沉降是外荷由土颗粒到孔隙水再到土颗粒传递的结果|液化后固结完成,场地土体自振频率增加;基于剪切波速确定CRR曲线的方法是合理的.     

极浅埋富水砂层地铁横通道注浆加固与开挖稳定性

针对极浅埋富水砂层地铁隧道横通道可能出现的施工安全问题,采用室内实验、理论分析及数值模拟的方法,对隧道进行注浆加固试验及开挖工法的优选,提出一套适用于浅埋富水砂层横通道的注浆加固工艺及开挖工法。认为注浆加固可有效提高砂层的物理力学参数和土体力学性能;支护时间越迟,围岩变形越大,预加固可有效提高围岩的物理力学参数,降低围岩变形,改善地层的应力—应变关系;对台阶法与CRD(交叉中隔墙法)法开挖后拱顶沉降、应力及塑性区分布特征进行了对比分析,通过现场开挖监测量控与数值分析的对比,验证了该工艺的可行性,该研究可为类似工程提供一定的借鉴和指导作用。     

表层沙强度特性的试验研究

本项研究利用土壤动态三轴仪对表层沙的强度特性进行了试验分析,测出其应力应变关系和强度参数φ、c,并分析了颗粒级配、含水量、密度和动态载荷对强度特性的影响,建立了浅层沙的Duncan-Chang应力应变模型,为车辆行走机构与沙相互作用的力学计算分析提供了重要的资料。     

关于砂土液化判别方法的探讨

本文通过静力触探锥尖阻力与标准贯入击数的回归关系，提出了以《建筑抗震设计规范》（GBJ11－89）为基础的饱和砂土液化静力触探判别方法及液化指数的计算方法。     

土体液化动力分析数值模型

基于有效应力原理,采用满足Masing准则的修正双曲线模型描述土的本构关系,建立了一种土体液化动力分析的数值模型,该模型反映出地震引起孔压增长及伴随的土体软化效应且特别考虑了围压对场地液化的影响.孔压增长模型选用Ishibashi和Sherif等提出的等效循环孔压模式.为了验证模型在模拟地震触发场地液化分析的可靠性,直接针对自由液化场地振动台试验,建立了自由液化场地地震反应的二维分析模型和计算方法;土箱-地基边界采用并联弹簧-阻尼器模拟,体系的动力方程采用Wilson-θ逐步积分法求解.通过试验值与计算值的对比分析,评估了数值建模途径和计算方法的可靠性;总体来看,试验结果与计算结果吻合较好,一定程度上验证了模型良好的模拟能力和正确性,可有效地用于场地液化动力分析.     

基于可拓学的砂土液化等级评价研究

砂土液化等级的判别方法多种多样,考虑的因素有多有少.但不同判别方法中考虑的因素,由于评分标准的不同不可以任意相互选用,导致了传统砂土液化等级判别方法的局限性.可拓评判则从可拓集合理论出发,建立多指标性能参数的等级评定模型,通过定量的数值表示评价结果,这样可以使评价指标最优化地接近实际的土质情况,评价结果自然比传统评价方法更加准确.结合改进的层次分析法(The Analytic Hierach Process),应用可拓理论对砂土的液化等级进行评价,较好地解决了工程中的实际问题.     

陡坡双桩柱式桥墩沉降分析

针对山区陡坡桥墩的复杂受力特点,根据某陡坡双桩柱式桥墩的工程实际情况,利用ADINA有限元分析程序的模拟结果,分析了墩顶竖向荷载、坡顶荷载、桩径、桩柱混凝土强度等级、桩周(岩)土的弹性模量、桩间距等对双桩柱桥墩沉降的影响。结果表明:在竖向荷载作用下,前桩墩顶的沉降比后桩墩顶的大,且随着荷载的增加其差值也越来越大;但是在坡顶荷载作用下,前、后墩顶的沉降变化规律则相反;不论是在墩顶竖向荷载作用下,还是在坡顶荷载单独作用下,前桩柱墩顶的沉降增量总比后桩柱墩顶的要大。在一定的墩顶竖向荷载作用下,随着墩周(岩)土的弹性模量、桩径、桩柱混凝土强度等级的增加,双桩柱墩顶的沉降量都减少,且其减幅基本相同。