可液化土的地震液化试验及数值模拟研究

来源 :同济大学土木工程学院 同济大学 | 被引量 : 21次 | 上传用户:xjtu_kendy
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人们对饱和可液化土的动力特性和液化势研究已经进行了很多,并取得了大量的研究成果,但在实际应用中,往往受条件所限,造成液化层的分布情况不明、液化层的动力特性资料不足、液化层的地震液化对构筑物变形的影响不详等问题。本文通过调查研究、室内试验、现场测试、计算分析、归纳总结的研究思路,对研究区的地震液化反应做了系统研究,结合研究区内的实际工程,评估了抗液化措施对研究区内构筑物的地震液化影响。本文共分四个部分。第一部分对论文的研究意义、现状及内容进行了阐述;第二部分介绍了研究区概况,针对研究区内的可液化土层(粉性土层)进行了现场和室内常规试验,获得了研究区的场地性质和液化层分布特征;第三部分对研究区内的饱和粉性土在循环荷载下的动力特性进行了研究,包括变形特性和强度特性;第四部分结合研究区内的实际工程,进行地震荷载下的构筑物地震液化有限元数值模拟,并通过数值模拟的方法,分析研究了抗液化措施对构筑物地震液化变形的影响。具体的研究内容如下:首先,通过现场调查、常规室内试验,确定研究区内的可液化土层及其基本特性,同时利用现场测试的资料确定了研究区内可液化土层的分布情况。利用共振柱和动三轴试验,针对研究区内可液化的粉性土进行了动力特性试验研究,分析研究了饱和粉性土的不排水动应力~应变关系和阻尼特性;对研究区内的饱和粉性土的液化机理,室内试验液化判别标准及影响饱和粉性土液化的诸多因素进行了研究,发现室内试验中饱和粉性土的液化临界孔压比为0.7,得出粉性土的抗液化强度指标等有限元模拟参数,同时通过室内试验的液化判别印证了现场测试的判别结果。最后,利用Liqca有限元程序,针对抗液化措施采取前后的研究区内的杭州湾北岸某电厂的取排水隧道断面和天津西部某水库围坝断面,进行了地震液化有限元模拟,研究分析了抗液化措施对隧道断面及库坝断面的地震液化变形的影响,本研究中的数值模拟结果很好的验证了现场、室内试验的液化判别结果,估算了地震荷载可能产生的变形破坏。本文的创新点在于:针对研究对象,综合利用现场测试、室内试验、有限元数值模拟方法对工程抗震减灾进行了系统研究,有很强的工程实用价值,对今后的土体地震液化研究及相关工程的液化防治具有参考价值。
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