指数函数剪切模量土层的地震随机反应

基于改进的一维剪切梁模型[1],对剪切模量为其深度的某一指数函数的成层非均质土层,推导了确定自振频率、振型函数、参与系数及稳态动力响应的封闭型解析表达式。首次证明了这种土层振型函数的正交性,利用随机振动理论,并基于基岩输入地震加速度的功率谱密度函数:白噪声谱和过滤白噪声谱,研究了该土层对地震的随机动力响应问题。计算表明:(1)在基岩输入地震加速度的功率谱为白噪声谱的情况下,土层的最大期望反应,均有别于过滤白噪声谱时的相应值。(2)平稳输入与输出过高地估计了土层的随机响应。

长距离重力流管道在硬土层采用定向钻设计探讨

长距离重力流管道采用定向钻技术主要受地质情况、水文条件、现场施工环境、埋深等因素的影响。本文结合厦门市324国道提升改造工程污水管道定向钻穿越工程实例,全面介绍了管道采用定向钻技术的基本原理及研究现状,系统阐述了重力流管道在硬土层采用定向钻工艺的导向过程控制、回拖改进措施及钻进过程中遇到突发事件的解决方案,为类似长距离重力流管道在硬土层施工采用定向钻技术提供工程参考。

苏州第四纪沉积土动剪切模量比和阻尼比试验研究

通过深入分析苏州第四纪土的海相、陆相沉积环境及土层分布特征,对苏州第四纪土311个原状土样进行了土的动剪切模量比和阻尼比试验研究,结果发现:海侵作用和土层深度对苏州第四纪各类土的动剪切模量比、阻尼比与剪应变幅值关系曲线的影响有明显差异,深度0～30 m的海相黏土动剪切模量比和阻尼比曲线分别低于和高于陆相黏土的曲线,深度30～100 m的海相黏土动剪切模量比和阻尼比曲线分别高于和低于陆相黏土的曲线;土层深度对海相黏土、粉质黏土和海、陆相粉细砂的动剪切模量比曲线以及对海相黏土、粉质黏土和陆相粉细砂的阻尼比曲线的影响较为明显;对黏土、粉质黏土、粉土、粉细砂按土层深度0～30 m和30～100 m以及淤泥质土、中粗砂不区分土层深度,给出了苏州第四纪各类土的动剪切模量比和阻尼比曲线经验关系的拟合参数值及其平均关系曲线推荐值。

最大剪切模量对土动力参数及地震反应的影响

最大剪切模量是影响土的动剪切模量比、阻尼比和土层地震反应的最重要参数之一。通常采用室内应变法来确定最大剪切模量,给出土的动剪切模量比和阻尼比,而采用现场剪切波速法求得的结果则很少见。研究了剪切波速法和应变法所确定的最大剪切模量对土动剪切模量比、阻尼比和土层地震反应的影响,推导了两种方法所确定的动剪切模量比和阻尼比之间的关系式。结果表明:最大动剪切模量对土的动剪切模量比、阻尼比和土层地震反应的影响很显著。

沉积相和深度对第四纪土动剪切模量和阻尼比的影响

依据苏州第四纪地层特点,使用GCTS循环三轴试验仪对取自典型钻孔剖面100 m以浅的40个原状土样进行了剪应变10^(-5)~10^(-2)量级的动剪切模量和阻尼比试验,研究了土的沉积环境、深度和土类对土体的规准化动剪切模量比G/G_(max)和阻尼比λ的影响。当剪应变g<1×10^(-4)时,G/G_(max)折减很小,土体处于非线性弹性状态。沉积相、土层深度和土类对苏州第四纪地层土的G/G_(max),l与g关系曲线的影响有明显差异。相同沉积相的同类土,土层深度越深,G/G_(max)随g增长而衰退越慢,l越小;深度相近的同类土,滨海相土比河泛相土具有更为明显的非线性,而滨海相土的l略高于河泛相土。沉积相相同、深度相近时,粉砂、粉质黏土、黏土的G/G_(max)随g增长而衰退的速率依次减慢;应变水平相同时,粉砂的l最小,粉质黏土的次之,黏土的最大。

固结比对砂土动剪切模量及地表反应谱的影响

采用共振柱试验方法,研究了固结比对砂土最大动剪切模量以及对动剪切模量比与剪应变非线性关系的影响。通过土层地震反应计算,初步给出了这种影响对地表反应谱作用的估计。对福建标准砂和哈尔滨砂进行了系统试验,提出了计算不同固结比砂土最大动剪切模量的建议公式,公式显示固结比kc>1、最大动剪切模量较kc=1时的增长程度明显比Hardin公式要大。同时,给出了固结比对动剪切模量比与剪应变非线性关系及其对地表反应谱的影响。结果表明,固结比对砂土动剪切模量比与剪应变非线性关系有一定影响。随着固结比增加,模量比非线性关系曲线有一定提高,在强地震动作用下的土层反应分析中应考虑实际固结比的影响。

指数函数剪切模量的成层土地震反应解析解

基于改进的一维剪切梁模型,对剪切模量是其深度的某一指数函数的成层非均质场地,推导了确定自振频率、振型函数、参与系数及稳态动力响应的封闭型解析表达式。证明了这种土层振型函数的正交性。最后应用本解析解对一个算例进行了计算,得到了土层的最大地震反应值(位移、加速度、剪应力)。

剪切模量是幂函数的成层土的地震随机反应

基于改进的一维剪切梁模型[1] ,对剪切模量是其深度的某一幂函数的成层非均质土层 ,得到其稳态动力响应的封闭型解析表达式。首次证明了这种土层振型函数的正交性 ,然后利用随机振动理论 ,并基于基岩输入地震加速度的功率谱密度函数 :白噪声谱和过滤白噪声谱。研究了该土层对地震的随机动力响应问题。计算结果表明 ,1)在基岩输入地震加速度的功率谱为白噪声谱的情况下 ,土层的最大期望反应均有别于过滤白噪声谱时的相应值 ;2 )平稳输入与输出过高地估计了土层的随机响应。

幂函数剪切模量成层土非线性地震反应的半解析算法

运用文献[1]所建议的动态应力-应变关系及其推广的Masing加卸载准则,考虑土料在地震等产生的不规则加载条件下的非线性滞回特征,将增量法与相应场地地震线性反应解析解[2]相结合,提出了该动力非线性方程的半解析时域算法,基于改进的一维剪切梁模型,对剪切模量是其深度的某一幂函数的成层非均质土层,建立了求解土体地震反应的非线性分析技术。针对文献[2]中的土层剖面,做了计算、分析和讨论。

不同海域海洋土动剪切模量与阻尼比的比较研究

为探究海洋土动剪切模量G与阻尼比λ随深度H的变化特征,对渤海湾海域3个钻孔不同深度粉质黏土开展系列共振柱试验,并与文献中不同海域的各类海洋土和陆域土的应变相容的G与λ进行了比较。研究发现:渤海湾粉质黏土呈现"低剪切模量,高阻尼比"的强非线性与显著滞后性特征,应变相容的G和λ分别随H增加而增大或减小;各类海洋土的最大动剪切模量Gmax均随H增加而规律性增大;当H相近时,不同海域海洋土较陆域土具有更强的非线性、更显著的滞后性和更大的小应变阻尼;且各类海洋土应变相容的G与H存在显著的相关性,给出了具有较好普适性的各类海洋土Gmax、G与H的经验预测方程。

长江入海口原状土动剪切模量预测方法探究

为探究同一类原状土在各应变范围内动剪切模量G随土层深度H的变化规律,对长江入海口处同一钻孔自地表至基岩深度范围内原状粉质黏土与粉土展开系列共振柱试验。试验发现:原状粉质黏土与粉土在各应变范围内G均随H的增加而规律性增加,最大动剪切模量Gmax随H的增加而线性上升;G衰减关系随H的增加呈现规律性降低。试验结果表明:原状土G与土层深度H存在一定相关,据此提出了分别基于土层深度H和Hardin模型的G预测方法,用以预测各类原状土在不同深度下的Gmax及其在各应变范围内的G。通过3种预测方法的对比分析,得出基于土层深度H的G预测方法最具优势,并且通过对渤海海域原状土数据的重新处理进一步验证了该方法的适用性。

季节冻土动剪切模量阻尼比试验研究

随着国家经济建设程度的提高,"一带一路"战略的布局,寒区交通网络与房屋建筑工程日益增多,建设中面临着很多季节冻土相关的地基振动分析以及地震灾害风险评价等问题,以往关注较少的冻土动力学性能逐渐受到重视;由于受研究条件的限制,以往通过低温动三轴试验获得的冻土动剪切模量阻尼比参数,其可靠性有待提高。本文以国内首台低温共振柱仪为试验平台,对低温共振柱试验技术进行了摸索;对粘土、粉土及砂土3种典型土类进行了一系列不同温度、含水率及冻融循环次数的共振柱试验,并总结其动剪切模量阻尼比参数的变化模式及规律;初步研究了Ⅰ、Ⅱ类理想含季节冻土场地工况中的地震反应。试验技术从围压介质入手,经过方案比较,将氯丁橡胶膜与硅油作为围压介质;通过实测结果与前人成果,选择冻结时长为24h,而冻结温度则按照不同土类进行选择。按这套技术进行低温共振柱试验,测试结果离散性小且可靠性高。使用先进可靠的低温共振柱试验技术,研究负温下3种典型土类动剪切模量阻尼比变化的基本模式,并提出温度修正系数及其计算方法。结果表明,无论何种土类,负温对其初始剪切模量、剪切模量比和阻尼比都有重要影响,相应的温度修正系数按Boltzmann与指数函数变化,均在0℃^-6.0℃快速变化之后趋于平缓,但变化程度和修正公式中的参数均与土类有关。开展对不同含水率、负温的3种典型土类试样的低温共振柱试验,研究了负温及含水率对修正系数的影响,给出了考虑含水率修正系数及计算方法。结果表明,对某一种土,双因素(含水率和负温)的修正系数曲面形态主要受负温项控制,含水率项影响较小;而对不同土类,曲面形态相近但数值不同。在含围压环境下对3种土类试样进行冻融循环,测试它们的低温动剪切模量和阻尼比,研究其冻融循环修正系数的变化规律。结果表明,修正系数变化规律与土类有关;不论哪一种土,冻融循环对其剪切模量阻尼比均有弱化作用,工程上需要采取措施减轻这种弱化作用。建立Ⅰ、Ⅱ类场地含冻土层理想土层模型,使用国内广泛使用的等效线性化程序进行计算。结果表明,多数情况下冻土层对Ⅰ、Ⅱ类场地有减震作用,而且随着冻深的增厚,减震效果更加显著;Ⅰ类场地低烈度下一些工况中冻土层会增强地震动,这与德都地震群震害现象有类同之处。

海外某沙漠油田油气集输管道设计探讨

由于沙漠地区的极端气候和地质条件,对管道的材料选择、布局设计、防腐蚀措施以及施工技术等提出了特殊要求。本文结合尼日尔Agadem沙漠油田工程实际,通过分析沙漠地区特殊的气候和地质条件,基于前期项目实践经验,针对管线走向设计、管线覆土层厚度设计、管道材质的选择、管道防腐设计、管道保温设计以及管道标志桩设计内容进行了深入分析与探讨,以供参考。

柱面SH波作用下管道的动力响应

在地下空间开发建设过程中,钻爆法开挖诱发的爆破地震波对地下管道安全至关重要。当爆源距离管道较近时,波阵面的曲率会对管道的爆破动力响应特性产生显著影响。采用波函数展开法研究了柱面SH波爆破作用下管道的动应力集中问题,首先讨论了混凝土管道和PVC管道的动应力集中系数分布规律,进而探讨了一般情况下波源到管道轴线距离、入射波频率以及管道与土层剪切模量比η对管道内壁动应力集中系数的影响。结果表明:相较于PVC管道,混凝土管道内壁的动应力集中系数分布形状对柱面SH波频率较敏感;η是影响管道动应力集中系数的重要指标,当入射波频率一定时,随着η的增大,管道最大动应力集中系数也逐渐增大;η一定时,随着入射波频率增大,管道最大动应力集中系数逐渐减小;波源到管道轴线距离会因波阵面曲率对管道破坏位置产生影响,而其对最大动应力集中系数的影响较小。

静力触探在管道勘察中的划分土层应用实践

静力触探技术在管道岩土工程勘察中的主要目的之一就是精确分层、确定土体的类型,为输油气管道埋设提供设计依据与参数。结合陕京二线(河北段)管道勘察工程实践,对用静探技术划分土层的方法进行了分析、总结,对静探参数qc(fs)在不同类型土层中差异进行了初步探讨。

大伙房水库输水应急入连工程输水管道基础液化质土层处理设计

本文介绍了大伙房水库输水应急入连工程输水管道基础液化质土层处理的设计方法。

大伙房水库输水应急入连工程输水管道基础淤泥质土层处理设计

本文介绍了大伙房水库输水应急入连工程输水管道基础淤泥质土层处理的设计方法。

市政管道在土层复杂地区的顶管施工和维护方法

本文对市政管道在土层复杂区进行顶管施工并维护的方法进行了简要的阐述。以施工实际情况分析为主要研究方法,总结出一套施工方法,该方法能有效解决土层复杂区顶管施工管道轴线与设计轴线偏差过大的问题和管道垃圾难以清理的问题。

土动力参数对土层动力反应的影响

本文通过关便指出了不同的土动力特性经验关系对土层地震反应的分析结果将产生不同的影响，特别是对大震作用下的土层反应。这一计算结果可作为有关部门制定相关规范的参考。