飽和細(xì)粒土動荷作用機(jī)理研究.pdf

1、飽和細(xì)粒土動荷作用機(jī)理研究隨著建筑工程特別是關(guān)系國計民生的高速公路、水庫大壩建設(shè)的迅猛發(fā)展，大區(qū)域飽和細(xì)粒土動荷載作用下出現(xiàn)的微振液化，引發(fā)結(jié)構(gòu)物不均勻沉降、沉陷、滲漏及翻漿等病害，影響高速公路等重點(diǎn)工程的安全及使用壽命。目前，有關(guān)飽和細(xì)粒土在非地震力作用下的液化機(jī)理和評價是理論界和工程界十分關(guān)注的問題。本文從現(xiàn)場試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)的角度，研究飽和細(xì)粒土在循環(huán)荷載作用下液化破壞及變形特性，通過實(shí)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行液化機(jī)理、程度及垂向影響深度的研究

2、。 首先，收集較多國內(nèi)外有關(guān)飽和細(xì)粒土在動荷作用下的研究資料，進(jìn)行分析及對比。 其次，選定黃河三角洲現(xiàn)場試驗(yàn)場所，確定試驗(yàn)設(shè)計方案，并采用目前國內(nèi)外先進(jìn)的原位測試及室內(nèi)試驗(yàn)手段，取得試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行擬合、回歸分析，為液化判別進(jìn)行有益的嘗試。具體進(jìn)行以下方面現(xiàn)場及室內(nèi)試驗(yàn)工作： (1)通過現(xiàn)場調(diào)研和考察，結(jié)合實(shí)際公路地基勘察項(xiàng)目；選擇典型地段進(jìn)行鉆探、取樣、標(biāo)貫、靜探、動載荷試驗(yàn)等現(xiàn)場原位測試，取得代表性地段現(xiàn)代黃河

3、沉積形成的飽和細(xì)粒土地層結(jié)構(gòu)、力學(xué)指標(biāo)和地球物理參數(shù)； (2)進(jìn)行室內(nèi)典型土樣的微結(jié)構(gòu)掃描電鏡和礦物成分X射線分析；利用一系列常規(guī)室內(nèi)土工試驗(yàn)以及靜三軸試驗(yàn)、高壓滲透試驗(yàn)，研究黃河沉積的飽和細(xì)粒土的基本物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)和固結(jié)、排水狀況； (3)利用現(xiàn)場循環(huán)荷載試驗(yàn)來分析黃河沉積的飽和細(xì)粒土在車輛作用下的變形機(jī)理。 從現(xiàn)場及室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果分析，得出如下結(jié)論：1.根據(jù)現(xiàn)場鉆探、取樣和室內(nèi)分析，揭示黃河三角洲飽和細(xì)粒土特

4、征，主要為亞砂土夾少量亞粘土，含有細(xì)砂、粉細(xì)砂。地下水位較淺，土體含水量較大，強(qiáng)度變化較大。土體的微結(jié)構(gòu)特征，總體基本一致，顆粒表層多附著細(xì)小顆粒，多數(shù)呈橢球狀；粒間多直接擠壓接觸，有極少量鏈狀連接，大多呈骨架狀結(jié)構(gòu)。 2.黃河三角洲地基土的液化過程機(jī)理研究結(jié)論：(1)施加循環(huán)振動荷載時，土體對振動能量的吸收特性受振動導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)性變化的影響，歸一化振動能量在研究深度范圍內(nèi)的衰減符合對數(shù)型函數(shù)關(guān)系；振動能量為140N/m2·次時

5、，在0-30cm范圍內(nèi)衰減速度最快，土體被振動密實(shí)，該層土體吸收約40％～60％的振動能量；30cm深度以下土層中能量衰減速度降低；30-60cm土層吸收的能量約為總振動能量的20％～30％，液化主要發(fā)生在這個土層；90cm深土層能量殘余量占總能量10％左右。隨著能量的增大，影響深度加大，影響深度范圍內(nèi)土體變化規(guī)律符合上述規(guī)律。 (2)循環(huán)荷載導(dǎo)致土體孔壓的增長因夾層排水不同呈現(xiàn)不同的趨勢，有透水層時，孔壓啟動較快，累積升高呈現(xiàn)