不同覆盖层厚度条件下饱和砂土层液化动力离心模型试验研究

发布时间：2017-09-16 12:48

  本文关键词：不同覆盖层厚度条件下饱和砂土层液化动力离心模型试验研究

  更多相关文章： 砂土液化 覆盖层厚度 动力离心模型试验 剪切刚度 孔压比

【摘要】：饱和砂土液化是一种常见的地震灾害,一旦发生将造成严重后果,因此对于砂土液化问题的研究一直是岩土工程研究领域中的热点之一。对于埋深超过20m的砂层,现有抗震规范认为不必考虑液化问题,但是由于汶川地震和新西兰Christchurch地震中都发生的深层土液化现象,并且随着超高层建筑物对于基础的埋深要求的逐步提高,水工建筑物覆盖层厚度逐渐变大,判别深埋砂土层是否会发生液化,明确埋深条件对于砂土层抗液化能力的影响机制,便成为了一个必须要面对和解决的科学问题。针对上述问题,本文通过开展动力离心模型试验,模拟了具备不同埋深条件的饱和砂土层的振动过程,研究了覆盖层厚度(埋深)对于饱和砂土层液化的影响模式,探索了埋深条件对于饱和砂土层抗液化能力的影响机制。主要研究内容如下：(1)开展了动力离心模型试验,模拟了在0.0m,10.4m,22.9m三种覆盖层厚度条件下饱和砂土层的振动过程,再现了砂土液化现象,监测了振动过程中模型内不同位置处的加速度和孔压发生发展规律；(2)基于模型内部不同位置孔隙水压力传感器的监测结果,研究了覆盖层厚度变化对于振动过程中超静孔隙水压力发生发展的影响模式,明确了覆盖层厚度增加对于饱和砂土层抗液化能力的影响机制；(3)基于模型内不同位置处加速度时程的实测结果,结合超静孔压比的计算结果,得到了振动过程中液化砂土层内的加速度时程曲线的变化特征,及土体刚度变化规律,验证了基于加速度实测结果判别液化方法的合理性,并初步提出了振动过程中土体刚度退化幅度与超静孔压比之间的关系。
【关键词】：砂土液化 覆盖层厚度 动力离心模型试验 剪切刚度 孔压比
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU435
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-18
• 1.1 选题背景和研究意义12-14
• 1.1.1 砂土液化现象12-13
• 1.1.2 研究意义13-14
• 1.2 本文研究技术路线14-15
• 1.3 本文章节安排15-18
• 2 文献综述18-42
• 2.1 砂土液化的定义和机理18-21
• 2.1.1 砂土液化的定义18-20
• 2.1.2 砂土液化的机理20-21
• 2.2 砂土液化的影响因素21-23
• 2.2.1 土性条件21-22
• 2.2.2 动荷条件22
• 2.2.3 埋藏条件22-23
• 2.3 砂土液化的研究23-36
• 2.3.1 室内试验研究23-29
• 2.3.2 振动台模型试验研究29-31
• 2.3.3 砂土深部液化的研究31-35
• 2.3.4 液化对建构筑物的影响35-36
• 2.4 砂土液化的判别方法36-40
• 2.4.1 经验对比法(规范法)36
• 2.4.2 抗液化剪应力法36-39
• 2.4.3 原位试验方法39-40
• 2.4.4 孔压比法40
• 2.5 本章小结40-42
• 3 离心机及振动台试验技术42-54
• 3.1 离心机试验原理42-44
• 3.2 离心机的相似比尺44-47
• 3.3 动力离心模型试验技术47-51
• 3.3.1 地震荷载输入47
• 3.3.2 动力模型箱47-48
• 3.3.3 粘滞流体48-50
• 3.3.4 砂雨饱和法50-51
• 3.4 水科院离心机设备简介51-53
• 3.5 本章小结53-54
• 4 饱和砂土液化动力离心模型试验54-62
• 4.1 试验概况54-55
• 4.2 试验方案55-57
• 4.3 模型试验57-60
• 4.3.1 试验准备57
• 4.3.2 干砂模型57-59
• 4.3.3 饱和砂土模型59
• 4.3.4 覆盖层模拟59
• 4.3.5 试验过程59-60
• 4.4 本章小结60-62
• 5 试验结果分析62-84
• 5.1 地震荷载分析62-63
• 5.2 加速度的试验结果63-75
• 5.2.1 加速度结果处理方法63-65
• 5.2.2 竖向加速度结果65-70
• 5.2.3 水平加速度结果70-75
• 5.3 孔压的试验结果75-82
• 5.3.1 孔压结果处理75-78
• 5.3.2 孔压变化规律78-80
• 5.3.3 覆盖层厚度对孔压的影响80-81
• 5.3.4 孔压变化规律分析81-82
• 5.4 表层沉降82
• 5.5 本章小结82-84
• 6 饱和砂土液化土性分析84-100
• 6.1 剪应力应变关系84-94
• 6.1.1 剪应力应变计算方法84-85
• 6.1.2 剪应力应变随时间的变化85-88
• 6.1.3 饱和砂土剪应力应变的变化规律88-94
• 6.2 饱和砂土剪切刚度分析94-99
• 6.2.1 剪切刚度计算方法94-96
• 6.2.2 饱和砂土液化土体剪切刚度分析96-99
• 6.3 本章小结99-100
• 7 结论与展望100-102
• 7.1 主要结论100
• 7.2 展望100-102
• 参考文献102-106
• 作者简历106-110
• 学位论文数据集110

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本文编号：863167