散體材料砂樁加固液化砂土的振動臺試驗研究.pdf

1、飽和砂土的地震液化問題是巖土工程中一個重要的研究課題。用散體材料樁對可液化砂土進行加固，其有效性及適用性已被實際工程所證實，逐漸發(fā)展成為一種應(yīng)用廣泛的抗液化處理措施。目前，對散體材料樁抗液化的機理有了一定的認識，但還有很多不足，實際處理工程中的設(shè)計和液化判別仍以考慮對樁間土的加密效果為主，存在著加固過于保守而造成浪費或未能消除全部液化風險的問題，相關(guān)研究缺乏試驗數(shù)據(jù)。 鑒于此，本文依托國家自然基金資助項目“樁體加固液化砂土作用機

2、理的試驗研究”(項目號50578104)，以散體材料砂樁為對象，通過振動臺模型試驗對其加固液化砂土的效果進行了較系統(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、樁距)對砂樁體抗液化效果的影響。通過對試驗宏觀現(xiàn)象的觀察和對試驗數(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，隨振動時間增長向下擴展，最后導致整個土層液化，伴隨出現(xiàn)噴砂冒水現(xiàn)象。 2．未加固模型土，振動開始后約6s，各層土中超靜孔壓產(chǎn)生并逐漸增大，16s左右時，各層的孔壓比均達到或超過1；采用3D(D為樁徑)樁距的砂樁進行加固，振動開始后約14s，各層的超靜孔壓產(chǎn)生，并在40s左右到達峰值；3.5D樁距加固，振動開始后約12s，各層的超靜孔壓產(chǎn)生，36s左右到達峰值；4D樁距加固，振動開始后約10s，各層的超靜孔壓產(chǎn)生，32s左右到

4、達峰值?？梢姡翰捎蒙皹都庸毯?，模型土中超靜孔壓產(chǎn)生及其達到峰值的時間比未加固模型土中的相應(yīng)值推遲，且樁距越小，推遲時間越長。 3．加固和未加固模型土，超靜孔壓峰值過后的衰減規(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，導致其液化勢高于淺層土，液化區(qū)域首先產(chǎn)生在較深土層，

5、然后向上擴展，隨著振動時間增長，裂隙的發(fā)展，深層孔隙水在動水壓力作用下找到突破口，發(fā)生噴砂冒水。 5．20cm 中長樁加固模型土，淺層土中的超靜孔壓高于較深層土中的值，這是因為中長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程中，淺層土得到補給，導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樁長的模型土在全深度發(fā)生液化外，其余樁距和樁長組合，都起到了一定的抗液化作

6、用，其中：3D樁距、20cm樁長加固效果最好，土體幾乎沒有變化；3.5D樁距、10cm樁長及4D樁距、30cm樁長加固時，土體有一定程度軟化，但沒有液化；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。說明：采用砂樁加固可液化土，相同樁距時，并不是樁越長效果越好；相同樁長時，也不是樁越密效果越好，一定條件下長樁密布仍會液化，而在一定樁距時使用短樁會起到好的效果，可見樁體抗液化作用與不同參數(shù)加固時對地基形成的排水效果密切相關(guān)。實際工程