軟土震陷計算方法及影響研究.pdf

1、作為由地震所引起一系列的地基失穩(wěn)問題，如震陷、液化等都是工程中經(jīng)常遇到的。在地震作用下砂土地基的液化變形，國內(nèi)外研究得比較多，得到的認(rèn)識也非常深刻。隨著社會快速發(fā)展，遇到的軟土地基日漸增多，軟土地基的震陷問題也得到了重視。由于飽和粘土具有高靈敏度、高壓縮性、低強(qiáng)度、低滲透性、固結(jié)時間長等特點，軟土地基的震陷研究較為復(fù)雜，震陷機(jī)理分析尚存在爭議，震陷規(guī)律的成果應(yīng)用方面存在不足。本文圍繞軟土地基震陷的機(jī)理、考慮軟土結(jié)構(gòu)性軟土震陷的計算以及震

2、陷給樁基帶來負(fù)摩擦力計算和變化規(guī)律等問題展開了以下的研究工作： (1)結(jié)構(gòu)性軟土軟化模型研究。通過室內(nèi)試驗，證實結(jié)構(gòu)性軟土在循環(huán)荷載作用下其軟化效應(yīng)是非常顯著的。由于結(jié)構(gòu)性軟土的高靈敏性，受擾動幾周后其結(jié)構(gòu)性可能已遭破壞，這樣在地震作用下產(chǎn)生的震陷是不可忽視的。借鑒了軟化指數(shù)δ的定義，基于應(yīng)力控制的動單剪試驗，通過分析在不同的循環(huán)應(yīng)力比作用下，軟化指數(shù)δ隨加荷周數(shù)的變化情況，建立反映土體循環(huán)軟化的軟化模型并根據(jù)試驗結(jié)果確定模型參

3、數(shù)； (2)軟土震陷計算及經(jīng)驗公式建立。通過震陷有限元計算與分析，考慮了軟土結(jié)構(gòu)性的影響，建立了軟土震陷的經(jīng)驗公式，經(jīng)驗公式中主要包括軟土的壓縮層厚度、靈敏度、動模量系數(shù)、地震加速度系數(shù)和偏應(yīng)力等五個參數(shù)，結(jié)合江蘇省幾個地區(qū)的軟土進(jìn)行了震陷初步估算，計算結(jié)果顯示是合理的； (3)軟土震陷的評價體系的研究。由于目前規(guī)范沒有軟土震陷的評價體系，為了更好評判軟土震陷的危害性，對軟土震陷分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了討論，并引入震陷量的評價方法

4、，初步建立對震陷程度量的評價體系，為設(shè)計提供一定的參考依據(jù)，從而避免過大的震陷量對建(構(gòu))筑物造成破壞； (4)軟土震陷簡化計算方法研究。針對限元計算理論比較復(fù)雜，模型參數(shù)較多的問題，引入Seed等人估算地震剪應(yīng)力的簡化方法，結(jié)合Tanignchi等提出的動應(yīng)力與殘余應(yīng)變雙曲線關(guān)系，推導(dǎo)出殘余應(yīng)變的經(jīng)驗公式，基于土力學(xué)中的分層總和法計算的思路，提出軟土震陷簡化的計算方法：通過對幾個工程實例的軟土震陷計算來驗證該方法的合理性：