地震时饱和砂土液化机理及统计判别法

探讨了地震力作用下饱和砂土的液化机理，分析了影响饱和砂土液化的各种因素，并在此基础上提出了统计判别法。砂土液化的产生、发展和消散受许多因素影响，而统计判别法正是考虑了各种不同的影响因素及其影响水平。     

振动力作用下饱和砂土液化的模糊神经网络预测

根据饱和砂土在振动力作用下会发生液化,而液化的程度又具有模糊性的特点,将模糊数学与神经网络算法结合,建立饱和砂土液化预测的模糊神经网络系统。该系统是1种前向多层网络,它将传统的模糊逻辑控制器基本元件和功能与具有分布学习能力的神经网络相联系,通过实际工程样本数据训练获得系统模糊推理中饱和砂土液化的基本参数,从而优化推理系统。利用模糊神经网络系统建立饱和砂土液化的模糊规则,剔除对饱和砂土液化影响不大的因素,突出对饱和砂土液化影响较大的因素。系统以饱和砂土的相对密度、标准贯入击数、上覆有效应力、振动力幅值等参数作为预测饱和砂土液化的判别指标,预测砂土在振动力作用下发生液化的可能性。应用该系统对实际工程中35个饱和砂土样本进行液化预测,其结果与工程实际有很高的符合度。     

国内外基于标贯的砂土液化判别方法研究

研究目的:砂土液化严重危及构筑物的正常使用与安全,判别地震情况下场地饱和砂土的液化与否是场地稳定性评价中必不可少的一项内容。目前,我国铁路工程多依据规范法进行液化判别,而国外主流判别方法则为Seed简化法。本文通过介绍《铁路震规》法、《建筑震规》法、Seed简化法在尼泊尔某铁路项目场地液化判别中的实际应用,对比3种方法在砂土液化判别中的差异,来更加准确地评估砂土液化程度。研究结论:(1) Seed简化法适用于各类建筑工程场地砂土液化性评价,而《铁路震规》法适用于我国铁路工程建设场地砂土液化性评价,《建筑震规》法适用于我国各类建筑工程砂土液化性评价;(2)在判别液化性时,《铁路震规》法、《建筑震规》法在液化详判中直接将标贯击数实测值与临界值比较,而Seed简化法则考虑现场标贯试验诸多影响因素,对各影响因素选取适当的修正因子,得到修正后的标贯击数再应用到程序中进行判别;(3)《铁路震规》法液化结果判定较为粗放,仅定量计算出抗液化指数;《建筑震规》法不仅计算出液化指数,且评价液化等级,可提供更经济更合理的抗液化措施依据; Seed简化法在三者中对液化性判别最为保守,但没有对液化土进一步划分液化等级;(4)《铁路震规》法判别式为乘积形式,离散性较大,而《建筑震规》法及Seed简化法判别式为对数和差,为拟合曲线型表现形式,较《铁路震规》法更为合理;(5)本研究成果可为国内外工程进行基于标贯的砂土液化判定提供参考。     

孔隙水压力在地震液化过程中的变化及影响

通过对地震液化的理论分析，系统阐述了孔隙水压力的形成原因和发展变化；通过分析孔隙水压力发展的影响因素。进一步认识饱和砂土液化的性状．这对研究饱和砂土地震液化的工程治理措施有一定的指导意义．     

固结比对饱和砂土液化的影响研究

在影响砂土液化的众多因素中，固结比的作用已经引起了广大科研工作者的注意，研究表明这是影响饱和砂土液化的一个重要因素，本文通过动三轴实验，研究了在不同固结比下砂土的液化全过程，分析表明，固结比影响了砂土液化过程中的应力状态，从而造成在不同固结比情况下，砂土的应变，液化强度和孔隙水压力发展出现明显不同。固结比的不同会影响到砂土的液化应力状态，从而造成应变发展的没，固结比为1的实验受拉破坏先于受压破坏，对于其它的固结比，拉压破坏先后顺序与土的特性和孔隙水压力的发展有关。并且，由于因结比大的砂土在动荷载作用下易于达到剪胀，从而应力－应变曲线迅速向稳定形态过渡；随着固结比的增加，导致影响反应剪力出现所需要的动应力也愈大，从而砂土液化强度会有所提高，但是，因固结比增加引起砂土强度的增加的趋势会受到动摩强度的限制，大固结比情况下的砂土进入剪胀较早，因而抑制了砂土残余孔隙压力的积累，影响了极限孔隙水压力的发展，研究表明，固结比愈大，砂土的极限孔隙水压力呈线性下降趋势。     

基于标准贯入试验击数与简化西特法的砂层地基地震液化势研究

讨论砂土地基的抗液化复判分析方法 ,以某水电站厂房基础砂层的液化判别为例 ,对标准贯入试验击数的液化判别与简化西特法的液化判别进行了联合分析 ,并根据分析结论确定工程处理措施。     

基于中美规范对地基土液化等级判定的探讨

研究目的:地震会导致饱和砂土出现液化现象,从而使得地基失去承载力,造成建筑物产生不均匀沉降。我国现行《建筑抗震设计规范》(2016版)(GB 50011—2010)(以下简称《建筑抗规》)以标准贯入试验作为判别方法,采用液化指数将地基液化程度划分为三级。美国国家地震研究中心也提出了基于贯入度试验数据评估土体液化的方法,但没有液化等级这一综合性判定地基液化程度的指标,缺乏一定的实用性。本文结合孟加拉铁路工程项目实例,分别对砂土液化区域进行取样,并就同一批样品分别按中、美规范进行各土层液化判别试验,通过对比大量试验数据后,采用美标的评估数据建立适用于本工程的LPI(液化指数)表达式。研究结论:(1)从Idriss和Golesorkhi的地基土液化判定公式中,判定各土层液化综合考虑液化土层FS(抗液化安全系数)、液化土层厚度及液化土层深度、上覆有效应力等因素,为液化指数判定提供了一种思路;(2)目前中国《建筑抗规》对液化指数的计算结果偏于保守,考虑液化影响因素并不全面,需引入测试桩及上覆有效应力修正参数,对标准贯入锤击数基准值进行修正,才能得到与实际情况相结合的标准贯入锤击数临界值;(3)本文研究可应用于美规液化土壤判别试验数据,得到LPI(液化指数)与液化等级对应的表格,使得美抗规中提出的抗液化安全系数(FS)有了工程的实用性。     

饱和砂土液化判定浅析

根据公路建设特点及抗震与设防要求，对饱和砂土液化判定的重要因素进行初步浅析，针对具体工程地质勘察工作的需要，提出建议与看法．     

中欧抗震规范关于地基土砂土液化的判别研究

地震时地基土产生液化将会使地基土的强度或刚度降低,从而导致地面建筑物的破坏。本文根据国家规范《建筑抗震设计规范》(2016年版)和《铁路工程抗震设计规范》(2009年版)及欧洲规范《结构抗震设计》(BS EN1998-5:2004)为基础对各规范中关于地基土砂土液化判别方法进行研究,并结合"一带一路"上具体工程实例进行分析。结果表明,中欧规范中关于地基土砂土液化的判别都考虑了地下水埋深、砂土埋深及标准贯入锤击数的影响,但欧标多考虑了上覆土层有效应力的影响。通过对国标与欧标关于地基土砂土液化的研究,为今后欧洲市场类似项目的开展提供借鉴。     

砂土地基的液化及其防治

铁路房屋分布面广，修建在可液化砂土地基上有时难以避免。鉴于一般坡铁路房屋规模都不大，又限于沿线施工条件的限制，复杂的地基处理方法往往难于实现。本文从砂土的物理力学性质及其液化机理出发，参考以往工程实践的经验，说明判别液化砂土的方法及可供选择的若干工程措施。     

砂土液化本构模型的试验研究

针对饱和砂土在动力作用下液化既有计算模型存在的问题,在汉丁-顿伊维奇(Handin-Drnevich)模型基础上,根据瞬态极限平衡理论的基本假设,按照应力状态不能逾越破坏条件等基本原则,借鉴增量非线性模型的计算思路,综合散粒体模型的优点,将整个振动液化过程划分成多个区域,并考虑液化过程中的剪胀、剪缩、刚度衰化和卸荷体缩等现象,推导出新的本构计算模型。该模型的参数少,且具有明确的物理意义,能够量化。通过室内动三轴试验对模型进行了验证。对比分析试验结果与计算结果可知,两者在孔隙水压力、应变发展初期是一致的,后期是有差异的;在应力路径方面两者的极限状态面几乎是一致的。因此,该模型可以较为完善地反映砂土液化过程中出现的各种现象。     

高频振动打桩机理的试验研究

扼要评述高频振动沉桩机理,叙述在不同相对密度的饱和砂土中,通过小型模型试验研究模拟桩体贯入深度随激振频率(20~80 Hz)的变化规律。试验结果初步表明,增高振动频率可使饱和砂土液化加速,土阻力相应地快速减小,显著提高沉桩效率。     

公轨合建大直径盾构隧道车辆振动响应数值分析

对于大直径水下盾构隧道,研究并讨论列车振动荷载对隧道结构安全性及地基稳定性具有重大意义。以三阳路公铁合建长江隧道工程为背景,采用2.5维数值计算程序对三阳路长江隧道段典型断面处进行计算分析,研究地铁振动荷载和汽车振动荷载耦合作用对隧道结构及隧道下覆粉细砂层稳定性的影响。计算结果表明:(1)在地铁振动荷载与汽车振动荷载联合作用下,隧道衬砌结构的位移振动响应量值及受力情况均较小,振动荷载不会对衬砌结构自身产生不利影响;(2)列车和汽车车队耦合荷载引起隧道下覆饱和粉细砂层超静孔隙水压力在隧道正下方衰减较为缓慢;(3)隧道下覆饱和粉细砂地层由正常的地铁振动荷载及汽车荷载激发的超静孔隙水压力不会超过1 kPa,在正常地铁荷载及正常汽车荷载单独作用或联合作用下,该饱和粉细砂地层能够保持稳定,不会发生液化失稳。     

砂层隧道列车振动响应与地基累积变形研究

采用动力有限元数值计算方法,对列车荷载作用下狮子洋隧道典型砂层段的动力响应进行计算分析。进一步借鉴路基累积变形计算方法,对列车长期荷载作用下隧道基底砂层累积变形计算方法进行探讨。狮子洋隧道基底砂层段孔隙水压力消散较快,基底土层实际动应力比小于其临界动应力比,隧道基底砂层不会由于列车长期运营而产生局部液化破坏;在列车荷载作用下,隧道衬砌结构中应力、位移均变化不大,隧道结构在列车运营荷载作用下处于安全状态;在列车长期运营荷载作用下,隧道基底砂层累积塑性变形小于25mm,隧道基底地基土累积塑性变形不会对列车长期运营造成破坏性影响。     

人工冻结对南京砂液化特性的影响

针对长江中下游地区广泛分布的南京砂,使用GDS动三轴系统分别在地震荷载和地铁列车振动荷载作用下进行动三轴试验,研究人工冻结对南京砂液化特性的影响及其机理,并判别2种荷载对南京砂冻结施工的潜在危险。结果表明:在地震荷载和地铁列车振动荷载作用下,冻融循环均会明显降低南京砂的刚度和抗液化能力,首次冻融最为明显;冻融次数越多,冻融粉细砂的结构性越差,越容易发生液化;冻融循环将增大南京砂动孔压对动荷载响应的敏感度;冻结温度越低、有效围压越小,冻融循环后南京砂的抗液化能力越差;南京地区地震荷载对南京砂冻结施工的潜在危险较小,而来自地铁列车振动荷载的潜在危险较大。     

基于球形度比的精品机制砂粒形特征研究

机制砂颗粒粒形特征是影响混凝土性能的重要因素。提出了“球形度比”的概念,对精品机制砂的粒形控制指标特征进行了评价。精品机制砂生产工艺中的关键设备主要包括除尘设备和整形设备。精品机制砂的质量特征主要包括粒形良好、有效控制石粉含量和细度模数等。精品机制砂的粒形宜采用球形度比0.8及球形度比0.7两个指标同时控制,1类砂和2类砂均可用于混凝土,3类砂仅用于砂浆。结果表明:采用球形度比来表征精品机制砂的粒形特征是比较合理的,健全了精品机制砂的技术评价体系和检测方法,为推广精品机制砂的规模化生产和应用具有借鉴作用。     

路基掺砂改良土填筑施工方法

填筑材料及施工工艺是控制填筑密实度的关键，对现有不合格填筑材料通过掺砂改良方法使之达到合格，工艺简单，成本较低，在路基填筑施工中已逐渐得到应用。介绍在洛湛铁路施工过程中掺砂改良土施工工艺。     

饱和砂土地基应力扩散效应的离心模型试验研究

沉井基础在大跨度桥梁工程中的应用已越来越广泛。在沉井基础的沉降计算中,附加应力影响范围的确定一直是重点和难点,主要涉及应力扩散起始位置、扩散角大小和附加应力影响深度3个方面。针对目前现有理论及常用规范对确定附加应力影响范围的不适用性,开展沉井基础作用下饱和砂土应力扩散效应的研究具有十分重要的意义。通过离心模型试验开展4组不同埋置深度条件下沉井基础的静载荷试验,确定饱和砂土地基中附加应力的影响范围,试验结果可为工程设计提供依据。     

路基砂土湿化变形的试验研究

根据砂土从干燥状态浸水后会发生湿化变形的特性,从既有高速公路路基钻取砂土试样分别进行干土样和湿土样的三轴试验对比分析,得到砂土湿化变形前后其力学参数的变化情况。结果表明,砂土经过湿化后其抗剪强度和变形模量将降低,并提出在工程养护中应做好路基及路面的排水处理,防止出现路基砂土湿化现象。     

强夯加固软土地基机理的有限元分析

利用三维有限元法模拟强夯软土地基过程，对饱和土结构在受夯击时的变形及渗流情况进行分析，计算在夯击过程中地基内应力、位移、孔隙压力的变化，分析地基表面因夯击而引起的沉降位移和接触压力。结合现场实例分析对比，证明强夯加固软土地基完全可以用三维有限元程序进行精确模拟。试验数据及有限元模拟结果说明只要在能够确保人工排水体系的可靠运作，强夯垫层完全可以用粉细砂来取代，即在饱和软土地基强夯法加固过程中使用“无垫层”技术。与传统的强夯技术相比，强夯联合塑料排水板加固地基方法可以在不破坏土体原有结构的基础上实现加固饱和软土地基的功效。