强震作用下地基液化机理及试验研究.pdf

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1、２０１６年第１０期（总第１８７期）江西建材应用研究强震作用下地基液化机理及试验研究■谢飞，李奎，韩云龙，孙雪冰■合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥２３０００９摘要：砂土液化是地震灾害的主要之一，它会造成地基的不均匀沉降，使建立振动台面上，防止玻璃因为受力不均而产生脆性破坏。角钢采用Ｑ２３５在可液化地基的建筑物出现裂缝，倾斜，甚至发生坍塌，造成严重的生命的钢材，其设计均满足试验要求。和财产损失。因此，研究强震作用下砂土液化的机理，探究影响砂土液设计尺寸：ｖｉｂＳＱＫ振动台上均匀地布满直径８ｍｍ的螺栓孔，每个化程度的因素，

2、以此处理可液化地基，对提高建筑构造物的安全性具有孔间距６０ｍｍ，因此设计得容器的尺寸为３３０２１０２００（ｍｍ）。容器重要意义。本次试验是利用ｖｉｂＳＱＫ振动台作为振动源，控制砂土的密短边方向各边贴有４个角钢支片，角钢底片尺寸为３０３０（ｍｍ），中间实度，粒径小于０２５ｍｍ细砂的含量等变量，采集孔隙水压变化差数据钻有直径为８ｍｍ的圆孔，侧向支臂高１００ｍｍ，角钢厚度均为２ｍｍ。将和观察表面现象和砂土位移情况。结果表明：粒径小于０２５ｍｍ细砂含８个角钢用玻璃胶贴在容器短边两侧，玻璃胶具有粘贴固结和缓冲振量越高，砂土越

3、松散饱和砂土液化现象越明显，对砂土加筋处理可有效限制土体变形，减轻液化程度。针对实验结果，可以从增加排水途径，强动冲击的作用。化土颗粒联系，避免将可液化地基作为持力层等方面采取措施处理可液２．３试样的制备化地基。筛分粒径小于０２５ｍｍ的细砂（以下简称“细砂”）３０ｋｇ以及相应关键词：砂土液化影响因素地基处理方案的筛余２０ｋｇ，用来配制细砂含量分别为４０％，６０％，８０％的（标注为Ａ，Ｂ，Ｃ）的实验土样。由于垂直最大荷载和水平最大荷载分别为２５ｋｇ１研究背景（考虑到在最大加速度下的动荷载）和３０ｋｇ（静止下的荷载）。在保证饱

4、和砂土液化的过程实际上是由于孔隙水压力增大，土体有效应实验仪器安全的情况下尽可能多地加大试验土样量。经过多次量测确力降低，抗剪强度消失，由固态转化为液态的一种物质状态转变的过定Ａ，Ｂ，Ｃ的砂土的饱和密度分别为１６４ｇ／ｃｍ３，１７２ｇ／ｃｍ３，１８１ｇ／程。在２０世纪６０年代、７０年代中的几次大地震如：日本新渴大地震、ｃｍ３。经过预实验，我们最终确定合适的加载质量为１０ｋｇ，其中容器重美国阿拉斯加大地震、中国唐山大地震中均出现因液化导致堤防和其６ｋｇ，砂土重４ｋｇ。铺设的砂层厚度在３ｃｍ～３５ｃｍ之间。他建筑物破坏的现

5、象。也就是７０年代后期开始液化起引起一些研究实验前需要控制输入波的类型，频率，持续时间。正弦波的频率为者的重视，并逐渐成为各国有关科技工作者广泛关注的课题。迄今为５Ｈｚ，振动频率过小不能产生砂土液化的现象，振动频率过大则产生过止已发表了许多有关液化的试验研究、机理分析、现场调查结果、经验大的加速度，对振动台产生过大加速度荷载可能会超载。公式、理论分析、判别与预测以及液化小区化等方面的多篇文章，但还２．４测量手段存在不少有争议及尚需深入研究的问题。国内外专家通过建立与宏观（１）孔隙水压测量：沿着容器内壁布置长度２０ｃｍ，内径３ｍ

6、ｍ的石地震灾害资料之间的关系，得出经验公式或液化分界线来判别液化与英管，其中短边内壁中间放置一个（记①号测点），长边每隔１０ｃｍ放置否，主要有：标准贯入临界击数判别法，静力接触法，剪切波速法，瑞利一个（分别记②③④号测点），埋置深度均距离容器底部１ｃｍ。波速法，能量判别法。随着计算技术和数学理论的发展，目前出现了通（２）土体位移情况：用白砂在其表面铺洒成网格状，用沙漏缓慢而过严谨的数学方法将影响砂土液化的各主项指标统一起来的判别方均匀地沿直线移动，使画的直线粗细的当而均匀。法，如神经网络法，支持向量机法，模糊综合评判法等，而这

7、些将是研究３试验方法砂土液化判别新的发展方向。随着经济的发展，大量高层建筑的出现３．１探究饱和松散的细砂以及可能出现强震时地基液化的现象给地基设计带来巨大的挑战，怎（１）将配置好的８０％细砂的砂土均匀松散地铺洒在容器中，避免样做既安全又经济合理的设计方案，是每一位地基设计者和学者研究局部挤压土样，土样深度约为３ｃｍ～３５ｃｍ即可。配置饱和砂土：将水的问题。倒入容器中，用合适的引流物引流分散水，避免土样直接受水流冲击出２试验模型的建立现局部压密的情况，分批次添加水，待水渗透完全的时候方可继续加２．１试验研究思路水。如果水即将溢

8、出表面时停止加灌。在砂土表面用细白砂铺洒成网饱和细砂液化时有效应力的变化量很难直接测量，因为砂土为离格状，观察此时测压管水头的位置，并记录读数。（２）打开振动台控制散体，在不扰动土体状态情况下取样实验十分困难，由于土的有效应力机，使其预热五分钟。（３）将容器用螺栓固定在振动台