碎石樁復(fù)合地基抗液化性能試驗(yàn)研究.pdf

1、在以往的多次地震中，工程結(jié)構(gòu)破壞主要源于結(jié)構(gòu)物之下或周圍土體發(fā)生了液化。雖不排除其它土層發(fā)生液化的可能性，但液化現(xiàn)象常常與松散的飽和砂土聯(lián)系在一起。因此，飽和砂土地震液化問題在巖土地震工程中是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究課題。在多種可行的抗液化加固方法中，碎石樁復(fù)合地基是常用方法之一。本次研究通過自制的大型疊層剪切變形模型箱和簡(jiǎn)易單向振動(dòng)臺(tái)，圍繞飽和砂土地基和碎石樁復(fù)合地基模型試驗(yàn)來展開。主要做了以下一些工作： 1.在比較了目前國(guó)內(nèi)外研

2、究巖土結(jié)構(gòu)地震問題振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)常用的三種模型箱(剛性模型箱、圓筒型柔性模型箱和疊層剪切變形模型箱)各自優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)本次試驗(yàn)研究的目的和所要達(dá)到的目標(biāo)，研制出一個(gè)疊層剪切變形模型箱。飽和砂土地基試驗(yàn)結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)的疊層剪切變形模型箱成功地模擬了天然土層的邊界條件。 2.完成了振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面和基礎(chǔ)、臺(tái)面和作動(dòng)器連接部件、臺(tái)面支承系統(tǒng)和側(cè)面導(dǎo)向系統(tǒng)等裝置的設(shè)計(jì)和制作，利用已有的MTS動(dòng)力加載試驗(yàn)系統(tǒng)，自制了簡(jiǎn)易單向?qū)Ｓ谜駝?dòng)臺(tái)用于本

3、次試驗(yàn)研究。 3.對(duì)模型試驗(yàn)所用的細(xì)砂進(jìn)行常規(guī)室內(nèi)試驗(yàn)和動(dòng)三軸試驗(yàn)研究，得到了該砂樣的基本物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)以及在循環(huán)荷載作用下的動(dòng)剪應(yīng)力和動(dòng)孔隙水壓力變化規(guī)律。 4.探討了飽和砂土及砂土—碎石樁復(fù)合地基振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)技術(shù)，為今后開展此類試驗(yàn)提供一般性的研究思路。 5.采用自制的疊層剪切變形模型箱和簡(jiǎn)易單向?qū)Ｓ谜駝?dòng)臺(tái)完成了飽和砂土地基和碎石樁復(fù)合地基振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得到以下重要結(jié)論：①飽和砂土地基

4、中超靜孔壓的增長(zhǎng)都隨深度增大而增大。當(dāng)超靜孔壓達(dá)到最大值后，淺處孔壓保持不變或略有上升，由深處開始依次出現(xiàn)消散擴(kuò)散的明顯效果，淺處消散最慢。輸入的振動(dòng)幅值越大，土層液化持續(xù)的時(shí)間也就越長(zhǎng)。②振動(dòng)加密后飽和砂土地基的抗液化能力比加密前有較大幅度的提高。③碎石樁復(fù)合地基具有減震作用。并且，砂土—碎石樁復(fù)合地基樁體的減震作用不是獨(dú)立的，而是與加密、排水減壓等共同作用來抵抗砂土液化。④碎石樁的排水減壓作用非常明顯。本次試驗(yàn)中，碎石樁有效影響直徑

5、在3.5d～3.75d(d為碎石樁樁徑)之間。為充分發(fā)揮碎石樁復(fù)合地基的排水減壓作用，在進(jìn)行以抗液化為主的碎石樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí)，樁間距宜選擇為3～4d。⑤在碎石樁復(fù)合地基的多重抗液化作用中，加密作用處于主導(dǎo)地位。只有當(dāng)被加固的砂土達(dá)到一定的密實(shí)度時(shí)，碎石樁的排水減壓和樁體減震作用才能得以充分發(fā)揮，從而有效防止砂土液化。與此同時(shí)，碎石樁的另外兩個(gè)抗液化作用也很明顯(尤其是排水減壓作用)，不可忽視。 6.對(duì)碎石樁的減震作用和排水減壓