散體材料砂樁加固液化砂土的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究.pdf

1、飽和砂土的地震液化問(wèn)題是巖土工程中一個(gè)重要的研究課題。用散體材料樁對(duì)可液化砂土進(jìn)行加固，其有效性及適用性已被實(shí)際工程所證實(shí)，逐漸發(fā)展成為一種應(yīng)用廣泛的抗液化處理措施。目前，對(duì)散體材料樁抗液化的機(jī)理有了一定的認(rèn)識(shí)，但還有很多不足，實(shí)際處理工程中的設(shè)計(jì)和液化判別仍以考慮對(duì)樁間土的加密效果為主，存在著加固過(guò)于保守而造成浪費(fèi)或未能消除全部液化風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題，相關(guān)研究缺乏試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 鑒于此，本文依托國(guó)家自然基金資助項(xiàng)目“樁體加固液化砂土作用機(jī)

2、理的試驗(yàn)研究”(項(xiàng)目號(hào)50578104)，以散體材料砂樁為對(duì)象，通過(guò)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)對(duì)其加固液化砂土的效果進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，主要內(nèi)容為兩方面：①未加固模型土與砂樁加固模型土中超靜孔隙水壓力及孔壓比產(chǎn)生、發(fā)展的區(qū)別；②不同加固參數(shù)(樁長(zhǎng)、樁距)對(duì)砂樁體抗液化效果的影響。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)宏觀現(xiàn)象的觀察和對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理分析后，得到如下結(jié)論： 1．未加固模型土，距表面越近，超靜孔隙水壓力越小，孔壓比越大，土體越易液化；液化區(qū)域首先出現(xiàn)在淺層土

3、中，隨振動(dòng)時(shí)間增長(zhǎng)向下擴(kuò)展，最后導(dǎo)致整個(gè)土層液化，伴隨出現(xiàn)噴砂冒水現(xiàn)象。 2．未加固模型土，振動(dòng)開(kāi)始后約6s，各層土中超靜孔壓產(chǎn)生并逐漸增大，16s左右時(shí)，各層的孔壓比均達(dá)到或超過(guò)1；采用3D(D為樁徑)樁距的砂樁進(jìn)行加固，振動(dòng)開(kāi)始后約14s，各層的超靜孔壓產(chǎn)生，并在40s左右到達(dá)峰值；3.5D樁距加固，振動(dòng)開(kāi)始后約12s，各層的超靜孔壓產(chǎn)生，36s左右到達(dá)峰值；4D樁距加固，振動(dòng)開(kāi)始后約10s，各層的超靜孔壓產(chǎn)生，32s左右到

4、達(dá)峰值?？梢?jiàn)：采用砂樁加固后，模型土中超靜孔壓產(chǎn)生及其達(dá)到峰值的時(shí)間比未加固模型土中的相應(yīng)值推遲，且樁距越小，推遲時(shí)間越長(zhǎng)。 3．加固和未加固模型土，超靜孔壓峰值過(guò)后的衰減規(guī)律一樣，孔壓和孔壓比衰減很緩慢，且自下而上隨埋深減小，衰減速度越來(lái)越慢。 4．10cm短樁加固模型土，砂樁體利于淺層土排水，淺層土中的超靜孔壓較小，而較深的土層中，孔隙水難以排出，超靜孔壓積累很高，導(dǎo)致其液化勢(shì)高于淺層土，液化區(qū)域首先產(chǎn)生在較深土層，

5、然后向上擴(kuò)展，隨著振動(dòng)時(shí)間增長(zhǎng)，裂隙的發(fā)展，深層孔隙水在動(dòng)水壓力作用下找到突破口，發(fā)生噴砂冒水。 5．20cm 中長(zhǎng)樁加固模型土，淺層土中的超靜孔壓高于較深層土中的值，這是因?yàn)橹虚L(zhǎng)樁利于較深層土體的排水，使其超靜孔壓積累較小，而深層孔隙水上排過(guò)程中，淺層土得到補(bǔ)給，導(dǎo)致淺層土中超靜孔壓不斷增大。 6．采用砂樁加固的模型土中，除了4D樁距、10cm樁長(zhǎng)的模型土在全深度發(fā)生液化外，其余樁距和樁長(zhǎng)組合，都起到了一定的抗液化作

6、用，其中：3D樁距、20cm樁長(zhǎng)加固效果最好，土體幾乎沒(méi)有變化；3.5D樁距、10cm樁長(zhǎng)及4D樁距、30cm樁長(zhǎng)加固時(shí)，土體有一定程度軟化，但沒(méi)有液化；其余組合則均在上層或下層土體中發(fā)生了不同程度的液化。說(shuō)明：采用砂樁加固可液化土，相同樁距時(shí)，并不是樁越長(zhǎng)效果越好；相同樁長(zhǎng)時(shí)，也不是樁越密效果越好，一定條件下長(zhǎng)樁密布仍會(huì)液化，而在一定樁距時(shí)使用短樁會(huì)起到好的效果，可見(jiàn)樁體抗液化作用與不同參數(shù)加固時(shí)對(duì)地基形成的排水效果密切相關(guān)。實(shí)際工程