Pile foundation in alternate layered liquefiable and non-liquefiable soil deposits subjected to earthquake loading

Pile foundations are still the preferred foundation system for high-rise structures in earthquake-prone regions.Pile foundations have experienced failures in past earthquakes due to liquefaction.Research on pile foundations in liquefiable soils has primarily focused on the pile foundation behavior in two or three-layered soil profiles.However,in natural occurrence,it may occur in alternative layers of liquefiable and non-liquefiable soil.However,the experimental and/or numerical studies on the layered effect on pile foundations have not been widely addressed in the literature.Most of the design codes across the world do not explicitly mention the effect of sandwiched non-liquefiable soil layers on the pile response.In the present study,the behavior of an end-bearing pile in layered liquefiable and non-liquefiable soil deposit is studied numerically.This study found that the kinematic bending moment is higher and governs the design when the effect of the sandwiched non-liquefied layer is considered in the analysis as opposed to when its effect is ignored.Therefore,ignoring the effect of the sandwiched non-liquefied layer in a liquefiable soil deposit might be a nonconservative design approach.

干湿交替下干热河谷冲沟不同土层的抗侵蚀性研究

为研究"旱季高温干燥、雨季降水集中且多暴雨"的干湿交替作用对冲沟形成过程的影响,选择干热河谷区典型发育的土层剖面(由上至下依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ层),采用干湿交替原位试验,选取土体抗剪强度、抗冲系数以及崩解性指标,分析不同土层抗侵蚀的特性及差异。研究结果表明:各土层抗剪强度差异明显,其中Ⅳ层和Ⅴ层抗剪强度较大;内摩擦角随干湿交替次数增多呈波动不定趋势而粘聚力则呈显著负相关关系;各土层抗冲性差异明显,其中Ⅲ层和Ⅵ层抗冲性较小;抗冲性随干湿交替次数增多而增大、剥蚀率则随干湿交替次数增多呈波动减小趋势;各土层平均崩解速度与干湿交替次数呈显著线性相关,Ⅲ层和Ⅵ层较大、Ⅳ层和Ⅴ层较小、Ⅰ层和Ⅱ层介于二者之间。各土层具有"软硬岩层相间"的发育特征,其抗蚀性在垂直方向大致呈现"减小—增大—减小"的趋势,该研究从土壤侵蚀的角度在一定程度上揭示了冲沟发展过程。

交替沟灌玉米灌浆期茎流影响因子敏感性分析与模型适用性研究

【目的】应用人工神经网络对不同处理玉米茎流进行精准预测,为推算玉米蒸腾耗水量以及制定合理的灌水方案提供新思路。【方法】试验研究对象为夏玉米,品种为西农985。试验设置3个处理,分别为交替沟灌高水处理(alternate furrow irrigation,AFI1)、交替沟灌低水处理(alternate furrow irrigation,AFI2)和常规沟灌处理(conventional furrow irrigation,CFI)。AFI1、AFI2每次灌水量为CFI灌水量的2/3和1/2。利用通径系数与互信息分析不同处理的影响因素与玉米茎流相关关系,基于人工神经网络理论建立了玉米茎流速率估算模型,以主成分回归模型为对比,对两个模型预测精度和稳定性进行评价。【结果】(1)不同处理对环境因子的响应有所差异,影响CFI、AFI1玉米茎流的主要因素是气象因子,影响AFI2处理玉米茎流的主要因素是土壤水分;(2)不同土层含水量对各处理茎流的影响也有所不同,研究发现10—20 cm和20—30 cm土层含水量与玉米茎流相关程度最高。利用不确定性分析法进一步分析得出,常规处理与高水处理水平下,与茎液流变化关系最密切的土壤含水层为20—30 cm,其次是10—20 cm,低水处理水平下,最敏感的土层为10—20 cm,其次是20—30 cm;(3)根据模型误差分析与模型不确定性分析,神经网络模型RMSE、d-factor值较小,R2值达到了0.9以上,说明神经网络模型预测精度更高,模型更稳定。【结论】与传统方法相比,人工神经网络模型可以快速准确地对茎流进行预测,对指导玉米灌溉具有重要的指导意义。

不同夯筑方法的承重夯土墙体抗震性能试验

提出适用于生土结构房屋承重夯土墙体新的施工方法,对采用不同方法夯筑的承重夯土墙体的受力及抗震性能进行试验研究,设计了3个墙体试件,分别采用传统水平分层夯筑、错层夯筑和加销键夯筑。对试件施加竖向荷载和低周反复水平荷载,研究采用不同夯筑方法建造的夯土墙体在地震荷载作用下的破坏过程、破坏形态、滞回曲线和骨架曲线的特征,以及墙体的水平承载力和变形能力等;对比分析不同夯筑方法对夯土墙体水平受力性能和变形性能的影响。研究结果表明,与传统夯筑方法相比,错层夯筑法使墙体的承载和变形能力都得到提高;加销键夯筑使墙体的变形能力得到提高。

含水与不含水地层的分层交错对地面运动和波传播的影响

简要地报道对不含水土层分层排列、饱水土层分层排列、不含水土层与饱水土层分层交错排列情况下对波传播和地面运动影响的研究结果．考虑到土场的剪胀性、线性和非线性本构关系、刚度退化等因素，编制了可适用上述各种情况和任意多土层（包括含水或不含水、力学性质不同、厚度不同、边界连续条件不同等），在不同基底输入或上边界输入作用下的通用分析程序．通过对相当数量的典型情况进行的分析计算，得到了一些趋势性的认识，特别是对饱水与不含水土层分层交错情况，取得了一些认识．

层状砂土地基静力变形性状测试

结合工程实测,分析了大型基础下层状砂土地基基底有效附加应力、基础钢筋应力以及基底竖向变形的变化过程与分布规律.研究结果表明,受基坑降水影响,基底上覆土层有效应力增量对基底沉降的贡献不可忽略;基底压应力不能简单假设为均布荷载,基底最大荷载作用点不一定是最大沉降发生点,且基础中心点的沉降值也不一定就是最大沉降值;基底平面上沉降分布不均匀,最大沉降值只有14.22 mm;基础内钢筋应力处于交变状态,应力最大值不超过钢筋设计强度的22%.研究结论可为层状砂土地基及其上大型基础设计提供直接参考依据.

海底圆形小断面软土隧道施工技术

厦门翔安隧道服务隧道为类圆形隧道,开挖断面46m^2,陆域端存在1 000m的全风化土层-全强风化的岩土互层地层,隧道埋深6～40m,全部位于地下水位以下,受厦门地区强降雨的影响,隧道地下水非常丰富,土层遇水即崩解坍塌,就服务隧道在上述地层如何安全快速组织施工进行了论述,结合工程实例,认为采用台阶法（全断面或预留行车平台）施工最有利于小断面圆形隧道的施工、同时得出了该工法合理的初支参数、施工步长、设备配置等,对以后类似隧道施工提供了一定的参考和借鉴。

柔性支护基坑雨后浅层滑坡成因及处理措施

根据基坑边坡失稳现场的观察,针对粘性土地域的柔性支护体系易于发生雨后浅层滑坡问题,通过粘性土遇水软化试验和边坡安全性计算程序,对造成事故的原因进行分析,证实土体开裂和浸水软化才是引发浅层滑坡的根本原因,提出了改变放坡坡率、坡顶防裂、防雨水浸渗等预防措施。

表土替代材料不同夹层位置对风沙土水分入渗和蒸发的影响

为探究表土替代材料不同夹层位置对风沙土水分入渗和蒸发过程的影响,以风沙土和由风沙土、红黏土、煤矸石、玉米秸秆和腐植酸5种材料重构的表土替代材料为研究对象,通过室内土柱试验,设置3种不同夹层位置(T1、T2、T3,分别距离土表5、10、15 cm),以传统均质土壤剖面为对照(CK),研究了不同夹层位置对入渗率、湿润锋运移、累积入渗量、累积蒸发量及土壤水分分布的影响。结果表明:CK、T1、T2、T3处理的平均入渗率分别为3.714、0.238、0.182、0.271 mm·min^(-1),入渗率随着夹层深度的增加呈先减小后增加的趋势;当湿润锋在土柱中完成运移时,CK、T1、T2、T3处理的入渗时间分别为56、860、1190、810 min,即随着夹层深度的增加,入渗时间呈先延长后缩短的趋势。与CK相比,T1、T2、T3处理的累积蒸发量分别减少13.57%、9.83%、9.52%,即累积蒸发量随夹层深度的增加而逐渐增加,水分蒸发损失主要来自夹层上部和下部风沙土,夹层部分含水率变化幅度较小。Kostiakov入渗模型和Rose蒸发模型拟合的R2均在0.91以上,说明两种模型适合描述含表土替代材料夹层土壤水分入渗及蒸发过程。研究表明,在风沙土中10 cm深度处夹15 cm厚度的表土替代材料层,是西部露天矿区排土场土壤剖面重构的理想选择。

液塑限联合测定法的若干问题探讨

对液塑限联合测定法数据进行整理,采用基于EXCEL图表处理功能编制的电子表格计算法代替规范作图法,既方便又提高工效。同时对上海滨海平原区土层的液塑限试验合格品的临界相关系数平方值R2进行了探讨,并结合实践分析了上海滨海平原区土层的液塑限相关系数特点。

堆载作用下层状地基固结半解析解

为研究在黏土砂层交替分布地基条件下间隔分布的黏土层在固结过程中的相互影响,提出一种新的固结计算模型,并通过数值变换法给出模型中各土层超孔压的半解析解。对理论解答分别进行理论验证、数值验证的基础上,分析部分参数对黏土层固结的影响。研究表明,在确定黏土层中不排水面位置的前提下,提出的理论计算方法可以有效计算多级加载工况中两相邻不排水面之间的土层超孔压;这种地基条件下,考虑黏土层在固结过程中的相互影响对保证计算结果的准确性有重要意义;黏土层固结性状对砂层厚度、砂层渗透系数的敏感性相同;大部分堆载预压工程按一维固结理论进行计算时得到的结果误差偏大。研究结果可为以整体分析的方式研究黏土砂层交替分布地基的固结性状提供参考。