振动作用下碎石桩复合地基渗流理论分析与物理模拟
发布时间：2021-04-06 01:32
碎石桩技术是常用的抗液化处理措施之一。在地震荷载作用时,由于桩体材料比桩间土渗透性更高,能够加快地基土体超静孔压的消散从而部分或完全消除地基的液化可能性。首先将单根碎石桩及其影响范围的地基土当做一个表征体元,将碎石桩影响边界处的孔压作为已知条件,基于已有解析解推导了碎石桩复合地基竖向和水平向渗流的计算表达式。并开展了一组碎石桩处理地基超重力振动台模型试验,用提出的碎石桩复合地基径竖向渗流解得到总渗流量,并基于地基土体的体积守恒关系得到计算沉降值,与试验结果吻合,从而验证了提出的碎石桩复合地基渗流计算公式的正确性。进一步基于所推导的渗流计算表达式,分析了本次超重力振动台模型试验碎石桩复合地基水平向和竖向渗流演化规律。
【文章来源】：岩土工程学报. 2020,42(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
碎石桩处理地基计算模型示意图
为地基土体的800倍。Seed等[13]建议对于碎石桩处理地基，碎石桩材料的渗透系数一般为处理地基土体的两个数量级以上。因此，模型试验设计地基土体和碎石桩材料的渗透特性符合工程实际情况。表1试验材料基本物理参数Table1Physicalpropertiesoftestmaterials指标Gsρmax/(g·cm-3)ρmin/(g·cm-3)ρmin/(g·cm-3)k/(m/s,27℃)福建砂掺10%粉土2.6471.7651.3861.6951.864×10-5福建粗砂2.6441.7131.4891.6051.49×10-2图2试验材料级配曲线Fig.2Grain-sizedistributioncurvesoftestmaterials3.2模型布置模型试验传感器布置如图3所示。模型土层厚度为400mm。在振动台台面布置一个三向加速度计记录模型底层振动输入，在中轴线左侧50mm沿深度布置6个水平加速度计，在中轴线右侧50mm沿深度布置6个孔压计，分别在距离中轴线左右两侧各150mm对称布置土压力计和弯曲元，在模型地表布置1个激光位移传感器监测模型的表面沉降。图3离心模型试验布置图Fig.3Schematicconfigurationsofcentrifugemodel
861.6951.864×10-5福建粗砂2.6441.7131.4891.6051.49×10-2图2试验材料级配曲线Fig.2Grain-sizedistributioncurvesoftestmaterials3.2模型布置模型试验传感器布置如图3所示。模型土层厚度为400mm。在振动台台面布置一个三向加速度计记录模型底层振动输入，在中轴线左侧50mm沿深度布置6个水平加速度计，在中轴线右侧50mm沿深度布置6个孔压计，分别在距离中轴线左右两侧各150mm对称布置土压力计和弯曲元，在模型地表布置1个激光位移传感器监测模型的表面沉降。图3离心模型试验布置图Fig.3Schematicconfigurationsofcentrifugemodel
【参考文献】：
期刊论文
[1]开孔管桩动孔压消散特性的理论研究[J]. 唐晓武,柳江南,杨晓秋,俞悦. 岩土力学. 2019(09)
[2]利用地震动强度指标评价场地液化的离心模型试验研究[J]. 周燕国,谭晓明,梁甜,黄博,凌道盛,陈云敏. 岩土力学. 2017(07)
[3]考虑桩体径竖向渗流的碎石桩复合地基固结解析解[J]. 郭彪,龚晓南,李亚军. 岩土工程学报. 2017(08)
[4]1989～2011期间8次强地震中抗液化地基处理成功案例的回顾与启示[J]. 陈国兴,顾小锋,常向东,李小军,周国良. 岩土力学. 2015(04)
[5]砂土液化后再固结体变规律表征与离心模型试验验证[J]. 周燕国,李永刚,丁海军,陈云敏,凌道盛,石川明,社本康広. 岩土工程学报. 2014(10)
[6]2011年日本东北地区太平洋近海地震地基液化灾害综述[J]. 黄雨,于淼,BHATTACHARYA Subhamoy. 岩土工程学报. 2013(05)
[7]ZJU400离心机研制及其振动台性能评价[J]. 陈云敏,韩超,凌道盛,孔令刚,周燕国. 岩土工程学报. 2011(12)
[8]碎石排水桩抗地震液化的试验研究与理论分析[J]. 李立军,牛琪瑛,梁仁旺,杨庆陶. 工程力学. 2010(S2)
[9]考虑桩体固结和土体渗透性抛物线分布固结解[J]. 卢萌盟,谢康和,刘干斌,童磊. 岩土工程学报. 2009(07)
[10]Shear wave velocity-based liquefaction evaluation in the great Wenchuan earthquake: a preliminary case study[J]. Zhou Yanguo,Chen Yunmin and Ling Daosheng MOE Key Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering,Institute of Geotechnical Engineering,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China Assistant Professor; Professor. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2009(02)
本文编号：3120491
【文章来源】：岩土工程学报. 2020,42(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
碎石桩处理地基计算模型示意图
为地基土体的800倍。Seed等[13]建议对于碎石桩处理地基，碎石桩材料的渗透系数一般为处理地基土体的两个数量级以上。因此，模型试验设计地基土体和碎石桩材料的渗透特性符合工程实际情况。表1试验材料基本物理参数Table1Physicalpropertiesoftestmaterials指标Gsρmax/(g·cm-3)ρmin/(g·cm-3)ρmin/(g·cm-3)k/(m/s,27℃)福建砂掺10%粉土2.6471.7651.3861.6951.864×10-5福建粗砂2.6441.7131.4891.6051.49×10-2图2试验材料级配曲线Fig.2Grain-sizedistributioncurvesoftestmaterials3.2模型布置模型试验传感器布置如图3所示。模型土层厚度为400mm。在振动台台面布置一个三向加速度计记录模型底层振动输入，在中轴线左侧50mm沿深度布置6个水平加速度计，在中轴线右侧50mm沿深度布置6个孔压计，分别在距离中轴线左右两侧各150mm对称布置土压力计和弯曲元，在模型地表布置1个激光位移传感器监测模型的表面沉降。图3离心模型试验布置图Fig.3Schematicconfigurationsofcentrifugemodel
861.6951.864×10-5福建粗砂2.6441.7131.4891.6051.49×10-2图2试验材料级配曲线Fig.2Grain-sizedistributioncurvesoftestmaterials3.2模型布置模型试验传感器布置如图3所示。模型土层厚度为400mm。在振动台台面布置一个三向加速度计记录模型底层振动输入，在中轴线左侧50mm沿深度布置6个水平加速度计，在中轴线右侧50mm沿深度布置6个孔压计，分别在距离中轴线左右两侧各150mm对称布置土压力计和弯曲元，在模型地表布置1个激光位移传感器监测模型的表面沉降。图3离心模型试验布置图Fig.3Schematicconfigurationsofcentrifugemodel
【参考文献】：
期刊论文
[1]开孔管桩动孔压消散特性的理论研究[J]. 唐晓武,柳江南,杨晓秋,俞悦. 岩土力学. 2019(09)
[2]利用地震动强度指标评价场地液化的离心模型试验研究[J]. 周燕国,谭晓明,梁甜,黄博,凌道盛,陈云敏. 岩土力学. 2017(07)
[3]考虑桩体径竖向渗流的碎石桩复合地基固结解析解[J]. 郭彪,龚晓南,李亚军. 岩土工程学报. 2017(08)
[4]1989～2011期间8次强地震中抗液化地基处理成功案例的回顾与启示[J]. 陈国兴,顾小锋,常向东,李小军,周国良. 岩土力学. 2015(04)
[5]砂土液化后再固结体变规律表征与离心模型试验验证[J]. 周燕国,李永刚,丁海军,陈云敏,凌道盛,石川明,社本康広. 岩土工程学报. 2014(10)
[6]2011年日本东北地区太平洋近海地震地基液化灾害综述[J]. 黄雨,于淼,BHATTACHARYA Subhamoy. 岩土工程学报. 2013(05)
[7]ZJU400离心机研制及其振动台性能评价[J]. 陈云敏,韩超,凌道盛,孔令刚,周燕国. 岩土工程学报. 2011(12)
[8]碎石排水桩抗地震液化的试验研究与理论分析[J]. 李立军,牛琪瑛,梁仁旺,杨庆陶. 工程力学. 2010(S2)
[9]考虑桩体固结和土体渗透性抛物线分布固结解[J]. 卢萌盟,谢康和,刘干斌,童磊. 岩土工程学报. 2009(07)
[10]Shear wave velocity-based liquefaction evaluation in the great Wenchuan earthquake: a preliminary case study[J]. Zhou Yanguo,Chen Yunmin and Ling Daosheng MOE Key Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering,Institute of Geotechnical Engineering,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China Assistant Professor; Professor. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2009(02)
本文编号：3120491
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