砂土的地震液化分析与防护

运用理论分析和实践对比的方法,系统研究了砂土地震液化的危害、产生的机理、形成条件以及判别标准。研究认为砂土液化与砂土的相对密度、粒径大小、成分、级配组成、密度、饱水砂层的成因、时代、埋藏条件以及地震等因素有关,并且需满足一定的条件才能产生砂土液化现象。同时给出了剪应力法、标贯试验法、静力触探法等常见的液化判别方法。最后从建筑场地的选择、地基的改良、基础形式的选择及砌置深度等方面提出了具体的砂土液化防治措施与方法。     

静力触探在江太高速公路工程地质勘察中的应用

我国自1970年前后在勘察领域大规模推广使用静力触深以来，引入公路勘察特别是高等级公路勘察中发挥了极为重要的作用，积累了丰富的经验。本文以江阴至太仓高速公路勘察中静力触探与常规机械取样钻孔的对照孔资料对比，浅谈静力触探的应用和经验。     

连徐高速公路砂土液化强夯法处理的试验研究

连徐高速公路徐州段分布有可液化亚砂土，亚粘土等液化地基，液化势以中等，严重液化为主，需进行抗震加固处理，设计采用强夯法处理，本文通过试验路对施工有关参数进行了试验研究，对施工起到较好的指导作用。     

无黏性土的电阻率CPTU状态参数确定方法及其液化评价

为研究基于现场原位测试技术的状态参数评估新方法, 以宿迁—新沂高速公路工程为背景, 利用电阻率孔压静力触探对饱和无黏性土进行了现场原位测试; 参考已有原位测试状态参数计算法的均值, 联合电阻率与土类指数建立了状态参数计算方法; 利用该方法评估的状态参数进行液化评价。分析结果表明: 状态参数与土类指数呈正比关系, 而土类指数与电阻率呈反比关系, 土类指数可作为连接无黏性土状态性能和电学性能的有效指标之一; 建立的电阻率CPTU状态参数计算方法所评估的状态参数沿深度变化趋势与已有方法一致, 提出的电阻率CPTU状态参数评估法主要适用土类指数为1.8~2.6的粉土和粉砂; 根据电阻率CPTU法计算的无黏性土原位状态参数与相对密实度呈现良好的线性关系, 变化趋势相反, 可作为一种相对密实度常用指标的有效替代参数来进行土体密实状态的评估; 基于电阻率CPTU法计算的无黏性土原位状态参数评估的液化阻力比与国际通用法基本一致, 判别粉质砂土层8 m以下为液化层, 与标准贯入试验结果相符, 状态参数可有效地用于液化势的可靠判别。      

采用挤密砂桩处理软基的效果分析

通过静力触探与标准贯入两种试验方法，测试处理软基的砂桩与桩间土，获得了挤密砂桩处理软土地基的试验资料。通过统计分析，建立了两种测试方法的相关关系，提出了判断挤密砂桩密实程度的界定值，为采用静力触探快速检测砂桩施工质量，加快软基处理的施工进度与监理工程师确认砂的密实度，找到了一种快速可行的检测方法。     

石武高铁黄淮平原区粉质土特性试验研究

石武铁路为按车速350km/h无碴轨道设计的高速铁路,工程技术标准高,对变形要求极为严格.深厚层粉质土性质较差、变形控制尤为困难,提供可靠的粉质土地质参数是实现该类地基上路基和桥涵工程高标准沉降控制的基础,对设计和施工起着重要的指导作用.采用土工试验、标准贯入试验、静力触探试验、载荷试验等多种方法进行综合勘探测试,试验研究黄淮平原区粉质土特性,准确获得其特征参数和变化规律,得到粉质土压缩模量与标贯击数的关系曲线,掌握粉质土单桥静力触探与双桥静力触探的关系特征,分析粉质土载荷试验、标准贯入试验及静力触探试验测试承载力的差异,确定准确求取粉质土承载力的经济实用方法.     

在静力触探应用中有关土层分类命名问题的探讨

多年来，静力触探的土层分类命名一直是困扰勘察设计人员的大问题，本篇以静力触探资料整理中的普遍经验及铁道部《静力触探技术规则》（TBJ37－93）中有关土类划分内容，结合勘察实践做些讨论，指出“普遍经验”的局限与相关规范的优缺点，并尝试提出笔者的工作方法和见解，以供探讨。     

静力触探曲线中异常数据的处理方法

探讨了静力触探曲线中异常数据的判别和删除方法,并分析了静力触探曲线中的异常数据对相关距离计算结果的影响.     

浅海海域饱和砂土地震液化方法分析探讨

针对浅海海域饱和砂土采用标准贯入试验法和抗液化剪应力法进行液化判别分析,对海底浅表层砂土液化判别时,发现对于设计地震第一组、7度和8度条件下,采用《建筑抗震设计规范》（GB50011）2001版推荐的原判别公式比2010版推荐的新公式液化判别结果安全度要高,当工程场地浅表层有砂土分布时,建议采用原判别公式进行液化判别更偏于安全。抗液化剪应力法对海域砂土的液化判别成功率较高,有着较好的适宜性,是值得推广应用的液化判别方法。     

小北河太子河特大桥桩基砂土问题研究

砂土液化涉及液相与固相相互转化的过程,是重要的工程安全问题。以辽阳市小北河太子河特大桥为例,通过分析地质情况和设计要求,探究了砂土液化对桥梁工程的影响。对比分析了正常桩长和考虑砂土液化后的桩长。采用离散元分析了桩基础周围砂土的运动特性。结果表明,太子河特大桥地面15m内存在饱和细砂处于轻微液化状态,设计桩长超过15m,具有足够的安全性,桩基长度的增加提高桩基四周土体运动状态的稳定性。研究结果对桥梁桩基设计施工具有一定借鉴意义。     

Experimental study on the effect of cyclic preloading on the resistance to liquefaction of saturated loose sand under wave loading

By using the soil static and dynamic universal triaxial and torsional shear apparatus, a series of combined cyclic shear tests are performed to simulate the rotation in the principal stress direction induced by ocean wave. The tests include the cyclic preloading tests and liquefaction tests in the second loading on saturated loose sand with a relative density of 30%. The all tests are consolidated under isotropic condition. The effect of the cyclic preloading on the resistance to liquefaction of saturated loose sands under the condition of continuous rotation in the principal stress direction is investigated. Experimental data indicate that the void ratio of saturated sands has a negligible reduction after cyclic preloading. With the increase of the intensity of cyclic preloading (in the amplitude and in the number of cycles), the resistance to liquefaction in the second loading is increased continuously under the condition that the liquefaction does not occur during the cyclic preloading. The reason is that the construction of more stable structure due to the uniformity of the void and the better interlocking of the particles when the cyclic preloading is applied to the saturated sand.     

循环荷载下重塑黄土变形特性

为研究主应力方向和大小耦合变化对土体应力-应变状态及非共轴性的影响, 采用空心圆柱扭剪仪对饱和重塑黄土开展一系列循环扭剪试验, 分析了应力-应变状态和非共轴角的变化规律及影响因素。试验结果表明: 轴向应变始终处于压缩状态, 环向应变先负向累积再正向累积, 径向应变基本处于受拉状态, 剪切应变的受拉与受压状态交替出现, 轴向、环向和剪切应变曲线的波动特性明显, 而径向应变曲线的波动特性弱, 说明循环荷载作用下各应变分量表现出不同的发展规律; 轴向和径向应变及环向和剪切应变变化幅值随中主应力系数的增大先增大后减小, 说明中主应力系数影响各应变分量的累积; 随着主应力方向角旋转范围的增大, 轴向和径向应变逐渐减小, 环向应变由负向往正向变化的趋势提前, 剪切应变变化幅值逐渐减小, 说明主应力方向角旋转范围影响各应变分量的发展趋势; 剪切和正偏应力-应变曲线滞回现象明显, 且刚度发生循环强化, 但剪切刚度的循环强化比正偏刚度更明显, 说明土体出现次生各向异性, 这是引起非共轴现象的内在因素; 非共轴角变化曲线随中主应力系数的增大先下移后上移, 随循环次数的增大而逐渐上移, 随偏应力幅值的增大其变化范围增大。可见, 循环荷载下中主应力系数、循环次数和偏应力幅值可显著影响饱和重塑黄土的应力-应变状态及非共轴性, 在黄土工程设计和本构关系研究中应加以考虑。      

海相黏土静力触探锥形因子影响因素研究

为了研究土体刚度指数、应变软化和应变速率对海相黏土锥形因子的影响,利用有限元方法模拟了圆锥在黏土中的静力贯入,并采用任意拉格朗日-欧拉网格划分技术控制锥尖土体在大应变条件下的网格质量,讨论了稳定状态下传统小应变分析与大应变分析之间的差异性以及土体刚度指数对锥形因子与塑性区扩展的影响;引入土体应变软化参数和应变速率依赖性控制参数,分析了应变软化（灵敏度）和应变速率对锥形因子的影响,并建立了考虑土体刚度指数、应变软化和应变速率影响的锥形因子表达式. 结果表明:传统小应变分析会大大低估土体承载力,大应变极限承载力随着贯入深度的增大而增大,并在12D（D为探头外径）深度处达到稳定状态;锥形因子与塑性区均随着刚度指数的增大而增大,锥尖附近塑性区的径向扩张更接近于球形孔扩张;土体灵敏度随着应变软化参数的减小而增大,锥形因子出现小幅度减小;随着应变速率控制参数的增大,锥形因子出现大幅增加,但增量与灵敏度无关;锥形因子表达式量化了刚度指数、应变软化和应变速率对海相黏土的影响,有助于利用静力触探技术更准确的评价海相黏土抗剪强度.      

熔融石英砂动力特性动三轴试验

为探究振动荷载作用下熔融石英砂液化破坏过程中动变形和动强度变化规律, 促进透明土技术在岩土工程动力特性可视化模型试验中的推广和应用, 对构成透明砂土骨架结构的典型粒径(0.5~1.0 mm)熔融石英砂开展饱和试样动三轴试验; 研究了不同围压、加载频率和动应力比等试验条件下熔融石英砂试样的累积轴向应变、动孔压发展模式、动应力衰减、动弹性模量和阻尼比的变化规律, 并将试验结果与相同级配的标准砂进行了对比。分析结果表明: 熔融石英砂累积轴向应变随动应力比的增大呈现出由稳定型向破坏型转变的趋势, 加载频率为0.5~1.5 Hz时, 临界动应力比为0.150~0.175, 小于标准砂的0.200~0.225;升高围压、增大动应力比、降低加载频率会加快试样塑性应变累积, 缩短液化破坏时间; 熔融石英砂孔压发展模式随围压增大逐渐由Seed孔压模型向指数型过渡, 增大加载动应力会加剧液化破坏后孔压的振动幅度; 相同动应力比下, 熔融石英砂与标准砂的动应力与动应变呈现线性相关, 在围压大于200 kPa时, 二者动应力衰减幅度随围压的增大而逐渐减小; 熔融石英砂的动弹性模量和阻尼比表现为线性关系, 动弹性模量随动应变的增大呈现出双曲线型减小的趋势, 并随围压的增大而增大; 阻尼比随动应变的增加先增大后基本稳定在0.22, 发展曲线受围压影响较小。      

沥青混合料高温稳定性剪切试验参数分析

车辙是沥青路面的主要破坏形式之一,沥青混合料的剪切破坏是其主要原因。通过不同条件下的沥青混合料剪切试验,分析侧压力、剪切速率、试验温度对剪切试验结果的影响,研究得出,随着侧压力和剪切速率的增大,混合料的抗剪强度增大,剪应变减小,剪切模量增大;随着试验温度的升高,抗剪强度降低,剪应变增大,剪切模量有所减小。结果表明,利用剪切试验评价沥青混合料的高温稳定性时,剪切速率和试验温度应作为主要因子予以控制,侧压力可以作为次要因子考虑。     

考虑弹性应变阈值的频率相关等效线性化方法

传统等效线性化方法由于原理简单、参数获取方便而广泛应用于工程场地非线性地震反应分析中．实际工程应用中发现,这种方法由于对各个频率分量采用了等效剪应变水平,使得地面最大峰值加速度和高频段计算结果明显偏低．若干实验表明,应变幅值对土的力学行为起着关键性作用,当应变低于弹性应变阈值时,土体处于线弹性状态,弹性应变阈值主要与土的塑性指数有关．本文在对各种频率相关等效线性化理论方法分析的基础上,结合弹性应变阈值理论,建立了考虑弹性应变阈值的频率相关等效线性化方法,运用本文方法对海口某实际场地进行了土层地震反应分析,对比了与传统等效线性化方法的差异;同时对不同覆盖层厚度遭遇不同地震动强度的地震动进行了计算分析．总结了不同覆盖层犀度下本文方法和传统等效线性化方法计算结果的差异及规律．     

沉管隧道接头剪力键抗震性能及减震措施

为提高沉管隧道接头的抗震安全性,设计了一种减震装置,完成了有无减震装置2组1/4大比例尺的接头剪力键模型往复加载拟静力对比试验. 通过试验揭示了沉管隧道接头剪力键模型在水平循环荷载下的力学行为及抗震性能,并验证了新型减震装置在沉管隧道接头减震中的可行性. 试验结果表明:无减震模型在循环剪切荷载下,凹槽端部率先出现裂缝,随后剪力键端部开始出现裂缝,随着加载位移的增大,剪力键出现较大塑性变形后失效;减震模型在循环剪切荷载下减震装置先出现局部屈曲,随后剪力键出现剪切破坏,减震装置可延迟剪力键的开裂时间;与无减震模型相比,减震模型在输入相同的加载位移时,其开裂荷载、屈服荷载、峰值荷载及破坏荷载分别提高了45.2%、37.33%、26.8%和29.2%;减震装置对模型初始刚度影响相对较小,且能满足规范限定的接头容许位移;单圈滞回耗能最大可提高55.1%,累积滞回耗能提高了31.9%,该减震装置可较好地提高剪力键的整体抗震性能.      

室温下不锈钢的多轴时相关循环变形行为

对1Cr18Ni9不锈钢在室温下的非比例多轴时相关循环应变特征和棘轮行为进行了试验研究，以考察应变率、应力率和加载路径对其循环变形行为的影响．结果表明，1Cr18Ni9不锈钢的循环应变行为和棘轮行为对应变率、应力率很敏感，具有时相关特点：在多轴应变循环下，其最大等效应力随应变率增大而增大；在棘轮试验中，其轴向棘轮应变则随着应力率减小而增大．此外，加载路径对1Cr18Ni9不锈钢的循环粘塑性变形行为也有较大影响：多轴应变循环下，在所采用的直线、菱形和圆形3种加载路径中，圆形路径引起的非比例附加硬化程度最高，其次是菱形路径．然而，试验发现，在多轴棘轮试验中，圆形路径产生的棘轮应变高于菱形路径.     

纯铝的多轴非比例循环塑性行为实验研究

为纯铝材料进行了４种应变路径和２种轴向应力－扭转剪应变组合路径的非比例循环试验,揭示了纯铝在非比例循环加载下塑性应变率方向和塑性模量的演化特征;分析了纯铝的多轴棘轮行为。得到了一些有意义的结果。     

土工格栅与土体界面摩擦特性试验研究

土工格栅与土体界面摩擦特性指标是加筋土结构设计的关键。基于分析土工格栅与土体的界面摩擦形式,进行了一系列室内筋土界面拉拔试验和直剪摩擦试验,测试了两种试验条件的界面摩擦特性。试验结果表明：土工格栅与砂砾料接触面抗剪强度较高,而与粘土接触面抗剪强度很低。剪切速率对两种试验方法测得的界面摩擦特性指标有不同的影响。随着法向应力的增加或剪切速率的降低,筋土界面剪应力力峰值以及其对应的剪切位移增大。土工格栅的横肋对筋土界面特性具有重要贡献。随着填料压实度的提高,土工格栅加筋效果越明显。