冲击荷载引起的颗粒破碎对钙质砂液化特性的影响

钙质砂具有孔隙率高、强度低、易破碎的特点。同时,钙质砂在波浪和地震等振动荷载的作用下,也具有发生液化的可能性。为探究钙质砂颗粒破碎与抗液化强度的关系,对南海永兴岛的钙质砂开展了三轴试验研究工作。首先,利用小型手动冲击装置对钙质砂进行破碎处理,获取了不同相对破碎率(Br)的试样,然后利用多功能动三轴仪分别对原始试样和不同破碎程度的试样进行了液化试验。结果表明:在相同围压和密实度条件下,钙质砂的抗液化强度(CRR)随着Br的增大而降低,但降低速率会随着Br的增大而减小。另一方面,相对密实度的增大会削弱颗粒破碎对钙质砂抗液化能力的影响。最后,为了定量评价颗粒破碎对钙质砂抗液化强度的影响,建立了Br-CRR的数学关系。

排水刚性桩抗液化特性数值计算分析

为分析排水刚性桩的抗液化作用效果,开展了排水刚性桩的数值计算模拟,基于振动台试验实测结果验证了计算模型的可靠性,针对设置不同排水通道数量的排水桩桩周超孔压比、超孔隙水渗流特性等进行了计算分析。结果表明:①试验实测值与数值模拟结果吻合较好,证明了计算模型的可靠性和合理性;②桩身1倍桩径处超孔压比峰值为0.7,1.5倍桩径处为1.0,排水刚性桩的有效作用范围在桩周1倍桩径左右;③单侧排水通道排水桩影响范围为以桩心为圆心、1倍桩径为半径的近似半圆,双侧和四侧排水通道排水桩影响范围为与单侧排水通道圆心和半径相同的整圆,排水体附近渗流矢量均指向排水通道,表明了排水通道发挥了有效的排水作用。

循环加载频率对饱和珊瑚砂液化特性的影响

人们对循环加载频率f对饱和石英砂液化特性的影响已进行大量的不排水循环试验研究,但循环加载频率f对饱和珊瑚砂液化特性的影响尚未引起重视。为探究f对饱和珊瑚砂液化特性的影响,针对中密、均等固结的饱和珊瑚砂试样,开展了f=0.01~1.00 Hz、循环主应力路径90°跳转的系列不排水循环剪切试验。试验表明:孔压比ru和广义剪应变γg的增长速率随f增大而降低,到达初始液化所需的液化次数NL随f增大而增大;不同循环加载方式引起的广义剪应变幅值γga与峰值孔压比rumax存在事实上的唯一性关系,且γga可表示为以rumax为自变量的正切函数;f的增大会减弱试样的剪胀性。引入单元体循环应力比USR作为施加于试样的循环应力水平指标,USR-NL关系曲线随f的增大而移向右上侧,不同f的USR-NL关系曲线均服从相同形式的负幂函数。这意味着饱和珊瑚砂的抗液化强度随f的增大而增大。

孟加拉地区典型砂土抗液化特性动三轴试验研究

依托孟加拉国帕德玛大桥铁路连接线项目,对孟加拉地区典型砂土开展一系列动三轴试验,侧重研究砂土相对密度、围压和循环动应力比CSR对孟加拉砂液化特性的影响。结果表明:孟加拉砂的孔压发展曲线符合A型曲线,且参数β随围压增大而减小;双幅应变曲线符合Monismith幂函数模型,且围压越大,参数A越小;孟加拉砂的动强度与相对密实度和围压呈正相关,强度小于厦门标准砂;相同条件下,孟加拉砂比厦门标准砂更易液化。

橡胶砂液化特性的动扭剪试验研究

为研究橡胶砂的液化特性,在不同的橡胶质量掺量、循环应力比、相对密实度、频率和有效围压工况条件下对橡胶砂进行动扭剪试验,分析橡胶砂的动力剪切应力-应变关系、动弹性模量和阻尼比的发展趋势.结果表明:橡胶颗粒质量掺量越高,橡胶砂越不易液化,广义剪切应变越小,橡胶砂越不易破坏;在橡胶颗粒掺量一定的情况下,试样破坏周次随循环应力比增大而减少;相对密实度和有效围压增大时,试样的剪切应变降低、抗液化能力增强,而剪切频率增大时,抗液化能力减弱;随着剪切应变和橡胶颗粒掺量的增加,试样弹性模量逐渐降低,阻尼比逐渐增大.

考虑场地动应力条件的饱和海洋粉细砂液化特性

确保地震荷载作用下海床场地的动力稳定性是海洋工程全寿命周期安全运行的重要保证,然而对复杂海域环境下饱和粉细砂的液化特性研究尚属少见。基于海域场地动应力计算方法,确定各试验工况的场地循环应力比CSR,并对试样施加与之对应的不排水循环荷载。试验结果表明:可液化的海洋粉细砂在考虑其场地动应力条件的循环荷载作用下出现不同的液化可能性;粉细砂呈循环破坏模式,将双幅轴向应变>5%作为循环破坏标准;海洋粉细砂的液化可能性与土体的埋深及动应力均不呈单一相关性,而是随着干密度的增大,液化振次逐渐增大,当干密度>1.72 g/cm^(3)时土体不再液化。该结果可为杭州湾区抗震区划及海洋工程结构抗震设计提供参考。

颗粒破碎对于珊瑚砂液化特性的影响

利用GDS动三轴试验系统,对南海珊瑚砂进行了不同破碎度和不同动剪循环应力比下的等幅循环荷载试验,研究了破碎度,动剪循环应力比对南海珊瑚砂的液化特性的影响。试验结果表明:在一维固结试验条件下,随着固结围压的增大,珊瑚砂破碎度逐渐增大;对不同破碎度的珊瑚砂试样进行GDS动三轴试验,随着振动周次增加,在相同的破碎度下,随着动剪循环应力比的增加,试验孔压的发展速度逐渐加快,在相同的动剪循环应力比下,随着破碎度的增加,试样的孔压发展速度逐渐加快;饱和珊瑚砂动孔压的发展在动剪循环应力比为0.2的条件下的运用改进Booker模型拟合有较好的效果。

振动桩锤沉桩过程液化特性和贯入度数值分析

以液压振动桩锤和地基土为研究对象,运用有限元差分软件FLAC3D的流固耦合动力时程分析模块,采用Finn液化本构关系建立了桩土相互作用液化数值分析模型,利用内置FISH函数,对已有的变量进行计算,引入超孔压比描述地基土液化情况,模拟地基土振动液化沉桩过程。分析了振动频率、静载荷和弹性模量对桩贯入度和液化特性的影响。研究结果表明:振动沉桩引起的超孔压比的增加可以提高桩的贯入度;激振频率在20 Hz以内,振动频率越高,超孔压比上升的速率越快,桩贯入度增加;地基土弹性模量增大,桩下沉阻力增大,使桩下沉困难,可通过提高激振频率,增加桩顶静载荷来实现桩的下沉。

细粒含量对尾矿材料液化特性的影响

为了模拟沉积分选后颗粒组成的变化对尾矿材料的动力特性的影响,尾矿筛分后按不同的细粒(颗粒直径小于0.074 mm)含量制备尾矿试样,并进行了大量的土动力学试验。分析了细颗粒含量对尾矿材料的动力液化特性的影响规律。研究表明,对于铜矿类尾矿坝的尾矿材料,当细颗粒含量占到总量的35%时其抗液化性能最佳。根据尾矿材料动力特性试验的研究结果,并结合现场的标准贯入试验成果,提出了适用于尾矿材料的细粒含量对标准贯入击数的修正式。该式可以分析不同细粒含量的尾矿材料的抗液化强度,提高尾矿坝液化判别方法的判别准确程度。

上海地区第⑤_2层砂质粉土的液化特性试验研究

针对目前上海地区第⑤2层砂质粉土的液化特性尚缺乏研究的实际问题,结合上海某电厂海底隧道的工程实例,基于动三轴试验,对场地内第⑤2层土体动力特性进行研究.内容包括往返作用力、固结压力、结构性、颗粒组成等因素对于液化特性的影响,确定了场地内饱和粉性土的抗液化强度指标等.通过Seed简化法,判别该土层地震液化可能性,给工程场地抗震设计及液化防治提供了科学依据,同时对类似工程的可液化场地处理可以有良好的借鉴.

含细粒饱和砂土的液化特性研究综述

综述了国内外有关含粉粒饱和砂土和含黏粒饱和砂土液化特性的试验研究成果,对于含粉粒饱和砂土,粉粒质量分数、粉粒粒径和砂骨架颗粒级配对饱和砂土的液化特性影响显著,粉粒的存在或可以增加或降低含粉粒饱和砂土的动强度,或存在临界粉粒质量分数使饱和砂土的动强度随粉粒质量分数的增加呈非单调性变化;对于含黏粒饱和砂土,临界黏粒质量分数使饱和砂土的抗液化强度随粉粒质量分数的增大先减小再增大;黏粒的塑性指数对饱和砂土的抗液化强度有较大影响;不同颗粒组成的饱和砂土对塑性指数的反应不尽相同。

随机地震荷载作用下饱和粉土的液化特性

为了考虑随机地震荷载作用下饱和粉土的液化特性，研究了如何通过合理的地震响应分析确定饱和粉土层受到的随机地震荷载，进一步探讨了随机地震荷载作用下的动三轴试验技术，以及利用此种试验分析饱和粉土液化特性的方法。研究结果为形成判别饱和粉土层地震液化可能性的新方法提供了依据。

砾钢渣抗液化特性试验研究

陈化的钢渣作为土工回填材料是废弃钢渣循环利用的主要途径之一。按土的工程分类方法,将废弃钢渣划分为砾钢渣、粗钢渣和细钢渣。针对砾钢渣,考虑固结应力比、振动频率、围压和含砾量等影响因素开展动三轴试验研究。分析了砾钢渣的应力、应变和动孔隙水压力的特性,分析了砾钢渣试样的动强度与振动次数、动应变与振动次数、孔隙水压力与振动次数和动应力与动应变关系。采用Seed和Finn提出的饱和砂土动孔压计算模型分析砾钢渣的动孔压曲线类型,并与传统砂砾土的抗液化强度进行比较。得出砾钢渣的抗液化特性较好,工程中可以用砾钢渣替代传统的砂土、砂砾土、砂砾料和砂卵石作为回填料,解决砂砾资源日渐短缺的问题。

饱和粉土地基液化特性的振动试验研究

对京沪高速铁路徐州段饱和粉土进行了仿真振动试验。得出了液化前后地基内不同深度、位置超静孔隙水压力的变化规律。根据地基冒水、两侧隆起、路堤沉降等现象,分析了饱和粉土地基的液化机理。

地震荷载下辽西饱和粉土液化特性分析

地震荷载作用引起的粉土液化是路基抗震设计的重要问题。通过动三轴试验研究了不同围压、动剪应力条件下辽西地区饱和粉土的液化特性,并利用应变孔压模型对辽西饱和粉土路基进行了液化特性的数值模拟分析。结果表明:围压条件一定时,动剪应力与液化振次呈双曲线关系;抗震设防烈度为7度时,超越概率63.5%和10%的地震荷载不能使辽西饱和粉土发生液化,而超越概率2%时液化深度约为5 m左右,这为粉土路基抗震设计提供了一定的参考依据。

地基土液化特性的试验研究

本文通过室内动三轴对不同级配、不同粘土矿物成分、不同粘粒含量、不同干重度的重塑土所进行的系统试验 ,得出不论所含何种粘土矿物、也不论干重度及粗颗粒级配如何抗液化强度均在粘粒含量为 9%左右最低的变化规律。

神华煤液化残渣的液化特性的研究

液化残渣有着许多不同于未液化煤的特性，研究液化残渣的特性封整个煤炭液化工艺过程以及对液化厂的经济性和对环境的保护都具有极大的现实意义。试验通过高压釜液化神华煤液化残渣，从液化恒温反应时间、温度和氢初压对神华煤液化残渣的液化特性的影响进行了研究，为煤液化残渣的液化机理研究奠定基础。

粉煤灰的液化特性和抗液化强度

在分析粉煤灰液化特性的基础上，对肖山电厂的粉煤灰进行了室内抗液化强度实验后认为：中密、密实粉煤灰的强度与相对密度、固结比成正比例关系；强度与排水条件密切相关，排水条件好，强度大大提高。在排水措施得当的基础上，将粉煤灰充分压实，可望在铁路路堤上得到应用。

神华煤液化残渣的液化特性研究

液化残渣有着许多不同于未液化煤的特性,研究液化残渣的特性对整个煤炭液化工艺过程以及对液化厂的经济性和环境保护都具有极大的现实意义。通过高压釜液化神华煤液化残渣,从液化恒温反应时间、温度和氢初压对神华煤液化残渣的液化特性影响进行了研究,为煤液化残渣的液化机理研究奠定基础。

振动作用下砂土的液化特性分析

从砂土在振动作用下的宏观现象出发,分析了液化产生的机理,从能量的角度对液化进行了解释,描述了液化过程中孔隙水发展变化的规律,并对液化如何评判以及对评判内容和原则进行了深入的研究,以加深对液化问题的认识与研究。