飽和細粒土動荷作用機理研究.pdf

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

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

3、沉積形成的飽和細粒土地層結構、力學指標和地球物理參數(shù)； (2)進行室內(nèi)典型土樣的微結構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)土工試驗以及靜三軸試驗、高壓滲透試驗，研究黃河沉積的飽和細粒土的基本物理力學性質(zhì)指標和固結、排水狀況； (3)利用現(xiàn)場循環(huán)荷載試驗來分析黃河沉積的飽和細粒土在車輛作用下的變形機理。 從現(xiàn)場及室內(nèi)試驗結果分析，得出如下結論：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粒土特

4、征，主要為亞砂土夾少量亞粘土，含有細砂、粉細砂。地下水位較淺，土體含水量較大，強度變化較大。土體的微結構特征，總體基本一致，顆粒表層多附著細小顆粒，多數(shù)呈橢球狀；粒間多直接擠壓接觸，有極少量鏈狀連接，大多呈骨架狀結構。 2.黃河三角洲地基土的液化過程機理研究結論：(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致土體結構性變化的影響，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，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)