地基砂土液化判別方法探討

《地基砂土液化判別方法探討》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、水利學(xué)報(bào)2010年9月SHUILIXUEBAO第41卷第9期文章編號(hào)：0559-9350（2010）09-1061-08地基砂土液化判別方法探討楊玉生，劉小生，劉啟旺，陳寧（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院巖土工程研究所，北京100048）摘要：本文以我國(guó)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50287-2008）中的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)液化判別法為基礎(chǔ)，以該法進(jìn)行應(yīng)力修正的方法為依據(jù)，提出了采用附加應(yīng)力等效埋深來(lái)考慮有限面積基礎(chǔ)建筑物附加應(yīng)力隨深度擴(kuò)散影響的液化判別新思路，以工程設(shè)計(jì)中參數(shù)取值常用平均值和小值平均值來(lái)考慮標(biāo)貫擊數(shù)和黏粒含量的離散性，同

2、時(shí)借用有限元網(wǎng)格離散求解思路確定砂層可能液化的區(qū)域。以寧朗水電站閘壩工程為例進(jìn)行了案例分析，結(jié)果表明：在地震設(shè)防烈度VII度時(shí)，閘基下中細(xì)砂層近震時(shí)不發(fā)生液化，遠(yuǎn)震時(shí)在閘基4個(gè)角點(diǎn)下的局部小區(qū)域內(nèi)發(fā)生液化。關(guān)鍵詞：液化判別；標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)法；附加應(yīng)力影響；離散性中圖分類號(hào)：TU441文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1研究背景1964年日本新瀉地震和美國(guó)阿拉斯加地震發(fā)生了大量砂土液化而導(dǎo)致的嚴(yán)重震害，引起了工程［1］界的普遍重視。1971年Seed提出判別砂土液化的簡(jiǎn)化方法，隨后國(guó)外眾多研究者圍繞該法開展了大量研究，使該法得到不斷改進(jìn)和完善，成為北美和

3、世界上許多地區(qū)進(jìn)行砂性土液化判別的標(biāo)準(zhǔn)方［2-3］法。美國(guó)國(guó)家地震工程研究中心（NCEER）曾組織專家組全面總結(jié)了砂土液化判別的研究進(jìn)展，R.［4-5］B.Seed等在土的地震液化的最新研究進(jìn)展報(bào)告中，全面總結(jié)了砂土液化評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展。K.O.［6］Cetin等對(duì)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛的基于標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的液化判別方法（包括確定性方法和基于可靠度理論的概率方法）進(jìn)行了全面的總結(jié)，反映了該領(lǐng)域的技術(shù)水平。我國(guó)對(duì)液化可能性判別的研究幾乎和國(guó)外同步進(jìn)行，特別是根據(jù)歷次震害調(diào)查獲得的經(jīng)驗(yàn)判別方法為我國(guó)多部抗震規(guī)范所采用。該方法主要以標(biāo)貫擊數(shù)N、剪切波

4、速VS和錐尖阻力qc等作為基本判據(jù)，建立了多個(gè)形式不一的液化判別式。［7］涉及經(jīng)驗(yàn)法、概率法等多種方法，但這些方法的可靠性評(píng)價(jià)問(wèn)題沒(méi)有很好地解決。［8］建筑物基礎(chǔ)對(duì)地基砂土液化的影響，很早就引起了人們的注意。一些研究者采用宏觀研究、［9-18］模型試驗(yàn)（包括振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)和離心模型試驗(yàn)）和數(shù)值分析等研究方法，對(duì)建筑物基礎(chǔ)影響下地基孔隙水壓力分布和液化勢(shì)分區(qū)進(jìn)行了研究。相關(guān)的研究大都給出了較為一致的結(jié)論，即建筑物基礎(chǔ)對(duì)基礎(chǔ)下方孔隙水壓力的發(fā)展起約束作用，基礎(chǔ)邊緣附近孔隙水壓力最大；基礎(chǔ)下方地基較難液化，基礎(chǔ)邊緣附近（尤其是基礎(chǔ)角點(diǎn)附近

5、）區(qū)域?yàn)橐夯拿舾袇^(qū)。這些研究成果是評(píng)價(jià)考慮建筑物基礎(chǔ)影響的砂土液化判別方法合理性的重要參考資料。在考慮建筑物基礎(chǔ)影響的地基液化判別方法［19-20］方面，門福錄等利用Seed簡(jiǎn)化分析法和錐體模型理論，提出了一種簡(jiǎn)化總應(yīng)力分析方法，陳文［21-22］［23-24］化、景立平等進(jìn)一步發(fā)展了這種方法；王健和陳文化通過(guò)將基礎(chǔ)下方和基礎(chǔ)邊緣的地震剪應(yīng)收稿日期：2009-02-20基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和二灘公司雅礱江聯(lián)合基金項(xiàng)目（50639060）；水利部“948”項(xiàng)目（200929）作者簡(jiǎn)介：楊玉生（1980-），男，河南方城人

6、，博士生，主要從事土石壩與地基抗震研究。E-mail：yangysh@iwhr.com通訊作者：劉小生（1962-），男，江西信豐人，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事土動(dòng)力學(xué)、土石壩與地基抗震理論和試驗(yàn)研究。E-mail：yangysh@iwhr.com—1061—力與自由場(chǎng)地的地震剪應(yīng)力比較，從而修正自由場(chǎng)地的臨界標(biāo)貫擊數(shù)，進(jìn)而結(jié)合自由場(chǎng)地實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)對(duì)建筑物影響下的地基液化進(jìn)行判別，該法與現(xiàn)有規(guī)范方法結(jié)合緊密，可操作性強(qiáng)；柯安（中［25］國(guó)臺(tái)灣）對(duì)考慮建筑物影響的地基液化判別方法也進(jìn)行了有益的探索。國(guó)內(nèi)外有關(guān)液化判別的研究，呈現(xiàn)

7、出如下特點(diǎn)：（1）后期發(fā)生的地震現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料不斷豐富了原有資料庫(kù)，促進(jìn)了已有方法的驗(yàn)證、改進(jìn)和完善；（2）土體抗液化強(qiáng)度的確定方法，由最初單一依靠室內(nèi)試驗(yàn)確定，發(fā)展到依靠室內(nèi)試驗(yàn)和多種原位測(cè)試方法確定（包括標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、圓錐貫入試驗(yàn)、波速試驗(yàn)、重型貫入試驗(yàn)和扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)等）；（3）由對(duì)自由的水平場(chǎng)地進(jìn)行液化判別，發(fā)展到對(duì)傾斜的場(chǎng)地和建筑物基礎(chǔ)影響下的地基進(jìn)行液化判別，以及對(duì)土石壩壩體土體進(jìn)行液化判別；（4）由確定性方法液化判別向可靠度概率液化判別發(fā)展；（5）隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，重要工程越來(lái)越多的倚重于反應(yīng)分析法進(jìn)行液化判別，并對(duì)可

8、能液化的地基（壩體）進(jìn)行液化危害性分析。這些特點(diǎn)反映了土的液化評(píng)價(jià)方法從提出經(jīng)不斷改進(jìn)而逐步完善的過(guò)程。但是，現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)液化判別方法基本上都是針對(duì)自由場(chǎng)地的，僅有少數(shù)研究者對(duì)考慮建筑物基礎(chǔ)影響的液化判別方法進(jìn)行了探索，所獲得的研究成果