中国模式下砾性土液化指数评价新方法

砾性土地震液化是我国土木工程震害防治技术体系建设面临的新问题,砾性土液化指数作为砾性土液化判别的最终表征量及抗液化对策的实际控制指标,是当前体系发展中亟待突破的瓶颈。该文继承中国模式,基于2008年我国汶川地震实测数据,提出以超重型圆锥动力触探击数比余量为基本变量的砾性土液化指数评价新方法。采用我国独有资料,构建砾性土的理论计算液化指数与宏观调查液化指数间函数关系,分析我国规范中既有液化指数与液化等级对应关系的可行性,建立适于砾性土液化指数与液化等级的对等关系,以实测资料多方论证新方法的合理性。提出的新方法,保持了中国模式的优势,可为实际工程应用和我国规范修订提供直接的技术支持。

稻麦兼用排种器检测与吹种装置性能模拟与试验

针对稻麦兼用排种器充种环节无法实现精确囊种的问题,设计了一种基于精确计数的吹种装置。根据平抛运动轨迹和文丘里原理分别设计稻麦检测装置和吹种装置,通过理论分析确定影响稻麦充种性能的关键因素,基于CFD(computational fluid dynamics)气固耦合方法仿真分析喷嘴结构形式、工作转速、气流入口压力对种子运动状态特性的影响,仿真试验验证检测与吹种装置的可行性,并开展台架试验确定粒间延时时间。结果表明,Type 3方形喷嘴管在喷嘴口处的速度分布较广且X方向速度分布更均匀,确定喷嘴管截面长度为18 mm,宽度为7 mm,高度为3 mm。气流入口压力和工作转速对种子运动特性有显著影响,合力和合速度均随气流入口压力和工作转速的增加而增加,确定水稻和小麦排种时较优的气流入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^(-1),在此作业条件下,种子间隔的仿真时间远小于理论时间,验证了检测与吹种装置的可行性。台架试验结果表明,在粒间延时时间为12 ms、入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^(-1)时,水稻和小麦排种的合格率分别为90.7%和93.2%,满足稻麦兼用播种要求。研究结果可为机械式稻麦精量排种器结构优化设计提供参考。

基于标准贯入试验的土壤液化判别公式锤击数基准值研究

我国抗震设计规范中基于标准贯入试验(standard penetration test,SPT)锤击数的砂土液化判别公式是我国科学家提出的适于我国国情、具有中国特色且工程应用最广泛、最权威的液化判别公式。该公式的基本原理是采用场地地下水位和饱和砂层埋深修正SPT锤击数基准值得到临界锤击数。该方法中SPT基准锤击数取决于液化数据,而构建规范判别公式所采用的数据库主要来自我国20世纪六七十年代发生的几次地震的震后勘察测试数据及震害经验,但数据一直未得到系统地更新。通过搜集、整理、吸收近期国内地震的液化数据,极大地扩充了我国液化数据库。借鉴我国规范液化判别方法的理论框架,通过数据分析给出不同烈度下SPT锤击数基准值,构建新的液化判别公式。利用新的判别公式对液化数据进行回判检验。结果显示,新公式能够较好地判别液化数据和非液化数据,保持较高、且液化数据和非液化数据均衡的回判成功率。该研究结果可为我国规范液化判别方法的改进提供支撑。

山东临沂地区砂土剪切波速与标准贯入击数关系统计分析

剪切波速(V S)与标贯击数(N)之间存在相关关系,受地区土壤条件影响很大。对临沂地区场地实测得到的砂土的剪切波速和标贯击数之间的关系进行了统计分析,得到了砾砂、粗砂、中砂和细砂相应的关系曲线。结果发现受沉积环境的影响,砂土层粒径与埋深呈正相关,砂土粒径越大其密实段样本点数量越多。为消除不同密实程度段之间的相互影响,以密实度为划分标准进一步进行分区段统计分析,得到了不同密实程度的四类砂土的相关关系方程,通过实际钻孔数据对比了分段与不分段的统计分析结果,分段模拟能更好地反映两者之间的相关关系。将砂土根据密实度进行划分再给出剪切波速和标贯击数的回归关系可以提高分析结果的准确性,同时可以考虑土体特性的影响,更为科学。此研究为临沂地区提供了一种简便预估剪切波速的方法,对相关地区的工程建设和科学研究也具有参考价值。

钻杆长度对标准贯入试验击数影响的试验研究

标准贯入试验是国内外岩土工程勘察列入技术标准的一种常规、通用现场原位测试方法,对于试验结果是否应该根据杆长进行修正这一问题,国内外工程界和学术界仍存在较大的分歧。为了研究钻杆长度对标准贯入试验锤击数的影响,采用钻孔实测方式,基于物联网技术研发了相应的试验装置和数字采集系统,实现了不同杆长下标准贯入试验加速度、击数和位移等参数的快速实时测量。对试验数据进行分析,锤击产生的质点峰值弹性波速随着杆长的增加无明显衰减,不同钻杆长度以及相同钻杆长度不同位置上的锤击能量变化不明显。

Study of LDBPs Shaft Skin Friction for Piles in Cohesiove Soils

The methodology of predicting pile shaft skin ultimate friction has been studied in a systematic way. In the light of that, the analysis of the pile shaft resistance for bored and cast in situ piles in cohesive soils was carried out thoroughly in the basis of field performance data of 10 fully instrumented large diameter bored piles (LDBPs) used as the bridge foundation. The undrained strength index μ in term of cohesive soils was brought forward in allusion to the cohesive soils in the consistence plastic state, and can effectively combine the friction angle and the cohesion of cohesive soils in undrained condition. And that the classical ' α method' was modified much in effect to predict the pile shaft skin friction of LDBPs in cohesive soils. Furthermore, the approach of standard penetration test (SPT) N value used to estimate the pile shaft skin ultimate friction was analyzed, and the calculating formulae were established for LDBPs in clay and silt clay respectively.

钉形水泥土双向搅拌桩加固软土地基的效果分析

针对水泥土搅拌桩应用中存在的问题,介绍了最新研制的钉形水泥土双向搅拌桩及其施工工艺。施工质量检验表明,钉形水泥土双向搅拌桩桩体质量好于常规水泥土搅拌桩,钉形水泥土双向搅拌桩单桩及复合地基承载力分别较常规水泥土搅拌桩的单桩及复合地基承载力有较大提高。通过对试验段的观测成果分析,论证了钉形水泥土双向搅拌桩加固软土地基优越的工程特性。

含细粒砂性土标贯液化判别方法改进研究

含细粒砂性土相对于纯净砂在自然界中分布更为广泛,但是对于其液化判别,一直都是作为纯净砂液化判别的附属成果,没有得到足够的重视。回顾了中国规范方法与NCEER推荐方法,结合1999年台湾集集地震液化土与非液化土数据,发现两个方法定义纯净砂的矛盾,通过进一步对比判别结果,建议对两个方法做如下改进:1对中国规范方法,首先取消粉砂黏粒含量取3%的规定,并且对黏粒含量不大于3%且细粒含量大于15%的粉砂及粉土,取ρc=Fc/4,否则取3%;2对NCEER方法,当黏粒含量不大于3%时,只针对细粒含量大于20%的土,才考虑调整(N1)60。改进之后,中国规范方法过于保守的问题得到解决,NCEER方法对于黏粒含量不大于3%且细粒含量大于5%的土判别结果也不再偏于危险。

花岗岩残积土的修正摩尔库伦模型参数取值研究

MIDAS GTS岩土分析软件中的修正摩尔库伦模型在基坑开挖分析中的应用非常广泛,其加载模量和卸载再加载模量分开定义,可适用于模拟包括软土在内不同类型的土体,其应用的关键是本构参数的选取。华南地区的花岗岩残积层分布广泛,对基坑变形以及邻近地铁隧道变位影响很大。在修正摩尔库伦模型参数中,加载曲线割线模量最为关键,其值可由未修正的标准贯入试验击数推算得到。本文通过反分析法确定割线模量的经验系数,并确定参考割线模量与参考切线模量、卸载再加载模量取值的比例关系。最后通过一基坑的应用实例验证了推荐参数取值方法的实用性和合理性。

标贯击数液化判别方法的比较

依据标贯击数进行液化判别的方法,国外以NCEER推荐方法（改进Seed法）为代表,国内以《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）为代表。NCEER方法与国内规范方法所依据的地震液化现场调查资料不同,采用的液化判据、反映震级影响的方法和考虑黏粒含量影响的方法也不同。将NCEER方法以液化临界标贯击数与深度的变化曲线表示,并将其与国内规范方法确定的液化临界标贯击数随深度的变化曲线进行比较。结果表明,在相同烈度下：近震时,国内规范方法偏于安全;远震时,对于7.5级以下地震,国内规范方法偏于安全;对于7.58.5级地震,在一定加速度（烈度）下,NCEER方法与国内规范方法计算液化临界标贯击数接近,某些加速度（烈度）下NCEER方法偏于安全,某些加速度（烈度）下国内规范方法偏于安全。研究成果可为《水工建筑物抗震设计规范》的修订提供参考。

国内外地震液化场地特征对比研究

收集整理了阪神、通海、唐山、集集以及海城地震等5次大地震的液化资料,对比分析了场地特征,剖析了其差别和联系。分析结果表明,几次地震中液化层埋藏深度、液化场地地下水位深度差异明显,液化层和地下水位分布范围从小到大依次为通海地震、唐山地震、阪神地震和集集地震,液化层分别主要集中在0～2、2～6、4～6、2～8m间,地下水位则分别主要集中在0～1、1～2、1～3、1～3m间;集集地震液化层埋深和水位均分布最广,液化层埋深分布在0～20m,地下水位则分布在0～9m范围;几次地震液化层标准贯入击数集中范围相似,主要在5～15击之间,但范围差异显著,通海地震虽然地下水位和液化层埋藏深度最浅,但标贯击数均值最大,而集集地震标贯击数范围最广,最大超过30击;几次地震液化层剪切波速变化范围差异明显,海城地震在150m/s以内,阪神地震集中在150～200m/s,而集集地震集中在150～250m/s,其均值接近200m/s,且有波速250m/s左右液化场地存在,以往认为场地剪切波速210m/s以上可不考虑场地液化的认识有误。

利用标贯击数估算静压桩的沉桩阻力

选用最易获得的标准贯入试验锤击数估算静力压入桩的沉桩阻力,提出了经验公式。对桩端阻力、桩侧阻力在土层中的变化等计算的细节问题进行了讨论,并编制了计算结果可视化的程序。2个工程实例的计算结果表明,用标贯锤击数估算静压桩沉桩阻力的方法是可行的,计算出的压桩力满足工程精度要求,可以方便的用于判断沉桩可能性、估算承载力、选择沉桩设备等。

土壤剪切波速与标贯击数关系的统计分析

统计分析了细砂、中砂、粗砂、砾砂、粉质粘土和粘土的土壤剪切波速与标贯击数的关系,给出了相应的经验公式及适用埋深;采用方法 1和方法 2两种方法对细砂,中砂,粗砂,粉质粘土对土壤剪切波速与埋深及标贯击数进行了多元统计分析。结果表明:有必要将土类进行细分,再给出剪切波速与其标贯击数的回归关系;砾砂宜采用现场测试其剪切波速与标贯击数;两种方式都得到了较令人满意的结果,采用方法 1比方法 2略优。

原状黄土遇水及饱和后软化特征研究

黄土由于特殊的结构性导致其水敏性,以往相关研究多采用室内试验的方法。文章以动三轴弯曲元试验系统对原状黄土和饱和黄土在各级围压下的剪切波速与轴向变形进行了测试,并对兰州市西固区某饱和黄土场地进行了现场钻孔及原位试验。室内及现场试验结果表明,黄土遇水模量软化,饱和黄土更具有触变性。进一步对比饱和粉土与砂土的剪切波速与标贯击数统计关系,发现饱和粉土由于触变性导致标贯击数较小,而剪切波速为小应变无损测试,最终表现为剪切波速相同的饱和粉土与砂土,粉土标贯击数显著小于砂土。

考虑细粒含量的砂土液化判别双曲线模型研究

在砂土的地震液化判别模型中,大多数模型都是针对洁净砂的液化判别提出来的,忽略了其中细粒含量的影响,而细粒含量是影响砂土液化的一个重要因素,忽略细粒含量的影响会导致液化判别结果过于保守。根据中国大陆以往地震液化资料和台湾集集地震的标准贯入试验数据资料,在原始双曲线模型的基础上建立了适用于含细粒砂性土的修正的液化判别双曲线模型,提出了关于细粒影响项的修正系数;并采用所建模型对中国大陆地震数据和台湾集集地震数据进行回判分析,讨论了模型的回判成功率;最后利用国内外大地震液化数据集对判别模型进行检验,与我国规范方法进行对比来验证该双曲线模型的有效性和适用性。结果表明:该提出的修正液化判别双曲线模型既适用于不同烈度区的土壤液化判别,也能对土层深度在20 m范围内的砂土液化情况进行有效判别;而且本文提出的砂土含细粒修正系数项在一定程度上弥补了双曲线液化判别模型适用范围较为局限的缺点,并在保证液化样本点的判别成功率的基础上,提高了非液化样本点的判别成功率。

标贯试验N值与土体物理力学参数的相关性分析

以武汉某地铁工程为例,通过标贯试验和室内土工试验,对地基土标贯试验指标N值与土体部分物理力学参数的相关关系进行了研究,并给出了线性拟合关系式及其相关系数。结果表明:一般性黏土和老黏土的压缩模量、内聚力及内摩擦角,砂土的变形模量、承载力、内摩擦角、剪切波速及动弹模量都与标贯击数N值成正比关系;对于不同的地层类型,其拟合精度也有所区别,而对于该工程地基土,砂土的预测精度普遍高于黏土的预测精度。

标准贯入与砂土地基承载力关系的试验研究

通过陕西榆林新机场跑道地基处理工程的现场试验,统计了经无填料振冲法处理后的地基标准贯入试验、静载荷试验两类数据,分析了该地区细砂地基标准贯入锤击数与地基承载力之间的关系,并与GBJ7-89《建筑地基基础设计规范》给出的标准贯入锤击数与砂土地基承载力的参考数据做了对比。分析发现,本工程的标准贯入锤击数与承载力的关系和原GBJ7-89《建筑地基基础设计规范》的参考值相差甚远,表明在使用标准贯入试验确定地基承载力时,必须参考具体地区的经验并结合其他原位测试手段综合分析。

排水粉喷桩(2D工法)中粉喷桩成桩质量试验研究

通过现场单桩及群桩试验研究,对比了粉喷桩周围是否打设塑料排水板时粉喷桩成桩质量的差异。试验结果表明,在粉喷桩桩周预先打设塑料排水板,利用排水板的排水导气作用,可以有效的提高粉喷桩沿桩身的喷粉均匀性,提高粉喷桩的桩身搅拌均匀性,从而提高桩身质量,特别是明显提高深部桩身质量,因此加大了粉喷桩加固软土地基的处理深度。

现行不同规范中标贯法液化判别结果的对比分析

本文将现行相关技术规范中标准贯入法进行液化判别的公式归纳为对数型、抛物线型、折线(或直线)型和不规则型四类,对这四种类型曲线得到的标贯临界值随标贯点深度、地下水水位埋深和粘粒含量百分率的变化进行对比分析,得到了四类曲线的标贯临界值差异随标贯点深度、地下水位埋深和粘粒含量百分率的变化规律,同时对四种液化判别公式的合理性进行了初步分析,以供工程技术人员参考。

土的初始剪切模量与孔隙比及标准贯入值相关关系

根据现场原位勘测试验及常规室内土工试验结果 ,按不同土类建立土的初始剪切模量G0 (或剪切波在土中传播速度Vs)与土的孔隙比e的回归表达式 ,以及G0 与土层标准贯入值N和土层深度H的回归表达式。用所得回归表达式可以按不同土类通过常规土工试验确定土的初始剪切模量G0 并用于土层地震反应分析。