十字翼共振法處理可液化地基的室內(nèi)模型試驗(yàn)研究.pdf

1、地震引起的地基液化往往會(huì)給人類帶來巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失，因此液化地基的處理是一項(xiàng)重要的任務(wù)。傳統(tǒng)的液化地基處理方法存在著一定的局限性，因此有必要提出一種更加高效的處理方法。共振法的提出為液化地基領(lǐng)域開辟了一條新的道路。
　　本文獲國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41372308);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(SJLX15_0060)和江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃資助項(xiàng)目（SJLX15_0060）資助。以十字翼共振法為研究對(duì)象，以揭示共

2、振法加固可液化地基的機(jī)理、效果以及黏土夾層對(duì)共振法處理可液化地基的影響為目標(biāo)，采用以室內(nèi)模型試驗(yàn)為主，以數(shù)值模擬為輔的方法，對(duì)共振法處理可液化地基技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。主要成果如下:
　　(1)自主研發(fā)的模型試驗(yàn)裝置由四部分組成，起吊設(shè)備、激振設(shè)備、模型槽和測(cè)量系統(tǒng)。試驗(yàn)所用土樣包括砂質(zhì)粉土、細(xì)砂、黏土和珊瑚砂。模型試驗(yàn)共包含五個(gè)工況，每個(gè)工況試驗(yàn)方案基本一致，都包括制樣、振前常規(guī)試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)、振后常規(guī)試驗(yàn)。
　　(2)

3、共振法的加固機(jī)理主要有下面幾個(gè)方面。在振動(dòng)過程中，振孔中的土顆粒向上移動(dòng)，形成了豎向排水通道。在共振狀態(tài)下，土壓力和孔隙水壓力呈同步調(diào)的周期性變化，在共振結(jié)束后，土壓力大于振動(dòng)前的值，孔隙水壓力小于振動(dòng)前的值。共振狀態(tài)下的能量傳遞規(guī)律是:沿橫向能量的傳遞在遞減，且遞減的幅度在增大，最終趨于零;沿縱向能量的傳遞，在粉土地基中下部土層最大，上部土層次之，中部土層最小，在砂土地基中上部土層最大，下部土層次之，中部土層最小。
　　(3)共

4、振法處理后，地基土在以下幾個(gè)方面取得了顯著效果。在相對(duì)密實(shí)度方面，粉土地基提高了19.3％，砂土地基提高了35.0％，含黏土夾層的砂土地基提高了30.8％。砂土地基的沉降量是粉土地基的1.16倍，是含黏土夾層的砂土地基的1.38倍。三種地基在單點(diǎn)振動(dòng)后，距振點(diǎn)30cm范圍內(nèi)的土體強(qiáng)度都得到了提高。粉土、砂土、含黏土夾層砂土地基的頻率比分別為1.003、1.024、1.025，都接近于1，三種液化地基都達(dá)到了共振狀態(tài)。共振法加固砂土地基的

5、效果要尤于粉土地基。
　　(4)黏土夾層對(duì)共振法處理可液化地基的影響包括以下幾個(gè)方面:黏土夾層的存在，使得振桿形成的排水通道受阻，顆粒移動(dòng)速度和幅度變小;降低了土層的振動(dòng)最大加速度，影響了振源能量的傳播;使得地基的密實(shí)度增加量降低了12％，工后沉降量降低了27.3％，強(qiáng)度增加量降低了50％。
　　(5)用FLAC3D進(jìn)行數(shù)值模擬，并與室內(nèi)模型試驗(yàn)結(jié)果相驗(yàn)證。靜力計(jì)算時(shí)，土層最底層豎向應(yīng)力的理論值和FLAC3D得到的計(jì)算值基本