十字翼共振法處理可液化地基的室內(nèi)模型試驗研究.pdf

1、地震引起的地基液化往往會給人類帶來巨大的生命財產(chǎn)損失，因此液化地基的處理是一項重要的任務(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)基金項目(41372308);中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金(SJLX15_0060)和江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計劃資助項目（SJLX15_0060）資助。以十字翼共振法為研究對象，以揭示共

2、振法加固可液化地基的機理、效果以及黏土夾層對共振法處理可液化地基的影響為目標(biāo)，采用以室內(nèi)模型試驗為主，以數(shù)值模擬為輔的方法，對共振法處理可液化地基技術(shù)進行了進一步的研究。主要成果如下:
　　(1)自主研發(fā)的模型試驗裝置由四部分組成，起吊設(shè)備、激振設(shè)備、模型槽和測量系統(tǒng)。試驗所用土樣包括砂質(zhì)粉土、細(xì)砂、黏土和珊瑚砂。模型試驗共包含五個工況，每個工況試驗方案基本一致，都包括制樣、振前常規(guī)試驗、振動試驗、振后常規(guī)試驗。
　　(2)

3、共振法的加固機理主要有下面幾個方面。在振動過程中，振孔中的土顆粒向上移動，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，土壓力大于振動前的值，孔隙水壓力小于振動前的值。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，地基土在以下幾個方面取得了顯著效果。在相對密實度方面，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。三種地基在單點振動后，距振點30cm范圍內(nèi)的土體強度都得到了提高。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)黏土夾層對共振法處理可液化地基的影響包括以下幾個方面:黏土夾層的存在，使得振桿形成的排水通道受阻，顆粒移動速度和幅度變小;降低了土層的振動最大加速度，影響了振源能量的傳播;使得地基的密實度增加量降低了12％，工后沉降量降低了27.3％，強度增加量降低了50％。
　　(5)用FLAC3D進行數(shù)值模擬，并與室內(nèi)模型試驗結(jié)果相驗證。靜力計算時，土層最底層豎向應(yīng)力的理論值和FLAC3D得到的計算值基本