饱和砂土

摘要： 探究在地震作用下饱和层状砂土液化规律,并通过设置抗液化桩、隔振墙等装置,研究该装置对土体的抗液化性能的影响。文章基于基底压应力法算得静力部分的各土层位移量,同时基于液化判别准则和理论,结合辽宁省文化艺术中心和省博物馆新馆工程背景,应用有限元软件,通过选取峰值加速度为0.6g的水平向Kobe地震波进行计算,对各土层位置超孔压比、超孔隙水压力和有效应力等进行研究,对此时各层位置土体的液化情况进行对比分析。得到了抗液化桩、隔振墙能不同程度地减小土体地震液化响应的结论。

摘要： 为了将电阻率测试技术运用于砂土液化室内试验,自主研发了与动三轴配套的电阻率测试装置,分析了饱和砂土试样在循环荷载作用下电阻率的计算方法,提出了2种电阻率计算模型,即等直径模型和余弦模型.对比分析结果表明:余弦模型更符合实际试样的变形,其电阻率计算结果更为可靠;液化过程中饱和砂土试样的电阻率总体呈下降趋势,初始液化之后,饱和砂土试样的电阻率处于峰值阶段时,动孔压几乎都处于降低阶段,即土体出现了一定程度的剪胀特性.

摘要： 为探讨台安砂土液化相关特性及发展规律,针对辽宁台安砂土进行一系列不排水动三轴试验,研究台安砂土在动荷载作用下动孔压及动应变变化规律,分析影响台安砂土发生液化的主控因素,揭示动载作用次数下台安砂土动力响应特征。结果表明:动应力水平不同的各相对密度试样u_(d)曲线可分为后期陡增和匀速增长两种类型,动应力幅值较大时,u_(d)始终以较快速度增长,呈现匀速增长特征,动应力幅值较小时,u_(d)曲线则呈现初期缓增后期陡增的特点;相对密度D_(r)和动应力幅值CSR是决定砂土液化的主控因素,在同一里氏震级等效动载作用次数下,随着D_(r)持续发展,液化所需CSR增长逐渐加快,当D_(r)足够大时,砂土基本处于密实状态,此时难以发生液化;循环荷载作用下,台安砂土呈现出初期整体受压、中期拉压平衡、后期受拉凸显的动力响应特征,到后期试样拉应变迅速增大,试样易发生受拉破坏。研究成果可为辽宁台安地区建筑物抗震设计提供参考依据。

摘要： 北拒马河冲积扇及邻近地区位于太行山东麓,地表覆盖全新世(Qh)松散砂土与粉土,该区域地下水埋深较浅,潜在地震最大震级达6.5级,在地震作用下存在发生砂土液化危险性。通过野外地质调查、工程地质钻探和高密度电阻率法勘探揭示北拒马河冲积扇地层结构特征。在此基础上,采用原位标准贯入试验和室内动三轴试验评价北拒马河冲积扇饱和砂土和粉土的液化危险性。结果表明:(1)北拒马河冲积扇由三组沉积旋回组成:第一组为分布于北拒马河南支古河道内的全新世河流相砂、砂砾石、砾石层;第二组为埋深15m左右的晚更新世—全新世冲洪积相沉积层,上部为亚砂土,下部为细、粉砂;第三组为埋深15m以下的晚更新世洪积相沉积层,上部为淤泥质亚黏土,中部为亚砂土、细粉砂,下部为卵砾石层。(2)北拒马河冲积扇饱和砂土与粉土存在液化危险性,由标贯法液化判别结果可知,冲积扇南缘砂土液化等级为轻微,冲积扇东缘靠近涿州市区砂土液化等级为中等。(3)北拒马河冲积扇砂土的液化风险随震级与地震烈度增大而增大,在近场6.5级地震作用下产生Ⅶ、Ⅷ度地震烈度时,北拒马河冲积扇会发生砂土液化。

摘要： 饱和砂土液化是由地震引起的一种最常见的工程地质现象,也是造成重大地震灾害的主要原因之一。由于成因的复杂性和所造成灾害的严重性,饱和砂土液化一直是土动力学和岩土地震工程研究领域的重要课题。针对饱和砂土液化问题,基于开源地震工程数值计算平台OpenSees,对材料库中的4种砂土本构模型进行数值计算。采用二维u-p单元模拟土颗粒位移和孔隙水压力,分析和对比4种模型在循环动力荷载作用下的加速度、超孔隙水压力、位移、剪应力-剪应变和平均有效应力路径方面的响应结果。研究结果表明:(1)砂土对输入加速度表现出一定的放大效应,对于不同的模型,该放大效应存在一些差异;(2)Stress Density模型在循环动力荷载作用下易产生永久变形;(3)在循环动力荷载作用下,PDMY模型和CycLiqCPSP模型的强度逐渐降低,直到完全消失;(4)Stress Density模型和Manzari Dafalias模型在循环动力荷载下表现出明显的剪胀效应。研究成果对砂土液化的数值模拟问题具有重要的理论价值,可为饱和砂土的液化模拟和砂土本构模型的选取提供参考。

摘要： 为揭示赤泥对地下水的污染机理,防控其污染,对中国北方某炼铝厂赤泥堆场所取淋滤液进行水质分析,识别出严重超标特征污染物F^(-)、SO_(4)^(2-)、Al^(3+),通过一维砂柱试验研究了其在饱和中砂、细砂、粉砂3种介质中的运移规律。结果表明:特征污染物在砂柱中运移距离越大,其浓度越小;砂粒粒径越小,渗透系数越小,对特征污染物的截留能力越强,特征污染物在砂柱中完全穿透时间也越长。运用Hydrus-1D软件对3种特征污染物在饱和砂土中的运移过程进行模拟,得出在3种介质中弥散度(α)分别为1.76、0.95、0.58 cm,3种介质中F^(-)的溶质反应参数K_(d)和N_(u)分别为2.10、1.00、4.10 mg/mL和24、28、30 mL/mg,SO_(4)^(2-)的K_(d)和N_(u)分别为1.78、0.99、5.00 mg/mL和12、20、32 mL/mg,Al^(3+)的K_(d)和N_(u)分别为1.44、1.65、4.44 mg/mL和18、17、45mL/mg,呈现介质颗粒越细,K_(d)越大(吸附能力越强),N_(u)越大(吸附速度越快)的特征。为防止赤泥污染,根据经济适用、取材方便的原则,建议选用粉砂土或颗粒更细的黏土作为污染防渗层。

摘要： 能量桩在承担上部建筑荷载的同时兼起到地源热泵换热器的作用,热-力耦合作用下对其承载性能产生的影响与常规桩不同。基于室内模型试验方法,对热-力耦合作用下饱和砂土地基中新型能量桩(掺入0.6%的钢纤维和4%的石墨)桩周温度场分布、桩身热应力、桩端土压力、桩身侧摩阻力、桩顶以及桩周土体竖向位移的变化规律进行研究。试验结果表明:桩端土压力在升温时逐渐增大,降温时逐渐减小;桩身热应力随着深度的增加呈现先增加后减小的趋势,同一深度处温度越高桩体内产生的热应力越大;无论有无工作荷载,桩侧摩阻力均随温度的升高而增大;工作荷载作用时,随着循环次数的增加桩顶的沉降位移不断累积,对结构的安全性、耐久性及正常使用造成不利的影响。

摘要： 以传统吸力基础为参照,对裙式吸力基础进行研究。借助ABAQUS有限元数值模拟软件,得到了沉陷范围-竖向位移关系曲线,分析了地基土体沉陷规律,讨论了传统吸力基础及裙式吸力基础的破坏形式,研究了“裙”结构对基础周围土体扰动的影响。结果表明:相对于传统吸力基础,裙式吸力基础周围土体的沉陷范围更大,且沉陷范围随裙高的增大逐渐减小。裙高的引入,能够有效控制基础周围土体的下沉;传统吸力基础与裙式吸力基础在饱和细海砂中的破坏方式都属于整体剪切破坏。在沉降过程中,基础周围土体表面会产生隆起,且基础附近隆起量最大,沿桶径方向向外隆起量逐渐减小。

摘要： 斜桩基础的抗震性能一直受到岩土工程抗震研究的关注,但目前饱和砂土中斜桩基础的抗震性能研究较为空白.为此,开展几何相似比为1:15的饱和砂土中斜、直桩振动台对比试验,考虑上部结构-桩基-饱和砂土动力相互作用,输入3种频谱特性不同的地震波,从上部结构水平加速度、承台水平加速度、承台旋转加速度、桩顶剪力和桩身弯矩5个方面探讨斜桩基础的抗震性能.试验结果表明:斜桩基础具有更大的水平向刚度,能够有效减小上部结构和承台的水平加速度,且对承台水平振动的削弱作用是上部结构的2倍;在地震作用下,斜桩承台发生明显的旋转振动现象,其旋转振动程度大于直桩;斜桩的桩顶剪力小于直桩,其抗震效率对地震波频谱特性不敏感;斜桩的最大弯矩均出现在桩顶位置,输入地震波的频谱特性是斜桩最大弯矩的重要影响因素之一.综合比较,饱和砂土中斜桩基础在抗震性能方面优于直桩基础,但应该重视斜桩承台的旋转振动和桩身抗弯设计.本研究可为斜桩基础在类似工程中的推广与应用提供重要参考.

摘要： 消除砂土地基振动液化问题一直是岩土工程研究的重要课题.微生物岩土工程技术是一种新兴的土体加固技术,通过低压技术向砂土地基中注入菌液和诱导液,最终快速析出方解石晶体,进而改善土体的抗液化能力.基于微生物矿化机理,总结了消除饱和砂土地基振动液化的原理和技术,重点对消除砂土液化的微生物矿化技术及其相关研究进展进行了归纳.在实验室条件下,该技术与传统消除饱和砂土地基液化的技术相比,微生物矿化后砂柱的抗液化能力显著提高;在实现提高土体抗液化能力的同时,具备绿色环保的优势.目前,该技术处于理论研究和初步实践阶段,仍需结合工程实践验证其可行性.还存在砂土固化效能不均匀、高产脲酶微生物不易保藏等问题有待进一步开展系统深入的研究.

摘要： 基于Dafalias和Manzari提出的边界模型,利用ABAQUS软件进行二次开发,通过Verdugo和lshihara系列试验数据进行验证,结果表明本文计算出的应力路径和应力应变关系与Dafalias和Manzari模拟结果较为吻合,验证了本文二次开发的正确性和可行性.同时,应用此边界模型模拟了饱和砂土场地地震反应,结果显示该模型能够合理地模拟液化场地的振动孔压发展过程.

摘要： 岩土热流耦合问题十分复杂,而离心机模型试验和有限元数值分析为研究这些问题提供了技术和方法.针对前人的土体热流耦合离心机试验,利用COMSOL多物理场有限元分析软件对饱和砂土中温度引起的自然对流及其相互影响进行分析.总结了传热和渗流下离心机模型与原型的相似法则,说明了自然对流在饱和土体传热中的重要性.分析表明,满足相似比尺的离心机试验和COMSOL数值模型均能正确模拟饱和土体中的热流耦合问题,土体渗透系数对饱和土体的传热有较大影响.

摘要： 土的动剪切模量和阻尼比是描述土体动力特性的两个主要参数.利用美国GCTS公司研制的TSH-100型共振柱试验仪对等压固结条件下饱和砂土的动剪切模量和阻尼比进行测试,研究细粒含量(FC)和固结应力对动剪切模量和阻尼比的影响.试验结果表明:各固结应力水平下,细粒含量对砂土动剪切模量和阻尼比的影响规律趋于一致.当0≤FC≤10％时,随着细粒含量的增加,砂土的动剪切模量逐渐减小,阻尼比则逐渐增大;当10％ ＜FC≤40％时,随着细粒含量的增加,砂土的动剪切模量逐渐增大,阻尼比则逐渐减小.细粒含量相同的砂土,随着固结应力的增大,动剪切模量呈增大趋势,阻尼比呈减小趋势.

摘要： 为研究振动频率对饱和砂土振动液化特性的影响,采用高频振动三轴仪对饱和砂土进行不同振动频率下的振动液化试验.根据饱和砂土达到液化所需的振动时间、振动次数和振动频率三者间已有关系式,从试验数据出发,在双对数坐标系中拟合出液化时间对数与振动频率对数的线性递减关系式,避免了曲线拟合中参数确定的困难.由液化时间-振动频率关系式进一步推导出液化振次-振动频率关系式,在双对数坐标系中液化振次对数与振动频率对数表现为线性递增关系.利用已有文献试验数据对拟合算式进行了验证,并对拟合算式中参数的物理意义进行了阐述,此参数反映了试样初始状态、试验条件对饱和砂土的液化时间和液化振次的影响.

摘要： 电阻率测定土体孔隙率的方法近年来蓬勃发展,在工程地质、水文地质和环境监测等多个领域得到应用.本文以砂土液化过程中孔隙率变化的规律研究为背景,开展饱和砂土的电阻率定量确定方法研究.采用不同形式测试探头的对比测试试验,选择并确定适合特定形状土箱的电阻率测试探头;本文以二极和四极发为理论基础,通过选用不用类型的电极(铜片、铜丝网、细铜棒),控制电极间距、入土深度、电压等条件进行了一系列的对比试验,确定了合适的测试电极和测试方法,并探讨了上述测试条件对电阻率测试结果的影响.为开展砂土液化过程中孔隙率变化的规律研究奠定基础.

摘要： AC-14型大抓力锚在大型船只上使用广泛.设计了能进行水下测量的拖锚模型试验装置,制作了AC-14模型锚,通过对AC-14锚在干砂与水下饱和砂土中的拖锚试验,完整揭示了该锚在整个拖锚过程中的姿态调整、运动轨迹发展和锚抓力变化等,在干砂中得到的最终稳定时的锚抓力与前人研究较为接近,但在饱和砂土中虽然与干砂中的水平倾角一致,但啮土深度要大于饱和砂,而锚抓力系数则小于在干砂中的锚抓力系数.另外,还在不同粒径的碎石进行了拖锚试验,试验表明较大粒径的碎石层对拖锚姿态的影响更大,锚在其中达到稳定状态时的埋深更浅.

摘要： 饱和砂土在地震作用下会发生液化变形,从而引起建立在其上的建(构)筑物发生破坏.为了对饱和砂土液化后大变形的流体特性进行研究,采用英国GDS公司的空心圆柱扭剪仪进行了饱和砂土液化后循环加载的流动性特性试验研究,在试验中循环加载直至双幅剪应变达到100％.通过对试验结果的分析,主要研究了初始静剪应力及有效围压对饱和南京砂液化后发生大变形时的流体特性的影响规律.研究结果表明:根据超孔压比确定的"零有效应力"状态末端试样其实已经进入剪胀阶段,即超孔压的反应与液化时"零有效应力"状态相比具有明显的滞后效应;初始静剪应力主要对饱和南京砂初始液化后的"零有效应力"阶段的表观黏度与剪应变率关系曲线的影响较大,反而对反向卸载段的关系曲线影响较小.同时,试验结果表明砂土液化后循环加载条件下砂土的流动性明显比单调加载条件下的流动性大的多.

摘要： 本文通过对抗震设计规范中地震液化判别公式的深入分析和理解,利用极值原理和思想,提出工程场地标贯击数理论最大临界值概念,利用理论最大临界值,对饱和土进行液化初判.对饱和砂土,现场即可判别是否液化,对于饱和粉土,现场进行是否液化筛选,减少现场采取扰动土样的数量,减少黏粒含量的土工试验量,提高岩土工程勘察效率,具有一定的理论价值和实用价值.

摘要： 通过一系列离心模型试验,探讨了饱和砂土中吸力式沉箱基础的抗拉承载特性,分析了荷载作用角度对沉箱基础抗拉承载特性的影响,试验结果表明,沉箱的承载力随着荷载作用角度的增加而减小;通过非接触式激光位移传感器,将沉箱基础的位移过程简化为二维情况,得到了不同荷载条件作用下沉箱的位移过程,进而讨论了承载力特征值出现的位置,提出从沉箱位移大小角度来确定承载力特征值的方法.

摘要： 采用自主设计的水平循环加载装置进行模型试验研究,探讨了水平静力及循环加载下单体沉井及沉井加桩复合基础承载变形性能.试验研究表明:与单体沉井基础相比,沉井加桩复合基础的水平刚度耦合了沉井及群桩刚度,改善了水平荷载作用下基础的位移响应模式,其水平承载力明显高于单体沉井基础.水平双向对称循环加载后,基础的水平刚度、承载力均有所提高,并且循环加载后沉井加桩复合基础的承载力高于单体沉井基础.因此,针对水平循环加载而言,沉井加桩复合基础是一种更为有效的基础形式.

摘要： 本发明涉及了一种基坑降水条件下粉细砂土非饱和强度参数的确定方法。首先，岩土工程勘察获取基坑的地下水水位、原状土样和相应的取样位置，然后，采用离心法快速获得脱水条件下原状土样的土水特征曲线，再进行法向荷载分别为原状土样各自所受有效自重应力条件下的常规直剪试验，获取相应的抗剪强度值，之后，利用烘干法测定地下水位之上原状土样常规直剪试验后的体积含水量，依据土水特征曲线获得对应的基质吸力值，最后，计算获得基坑降水条件下粉细砂土非饱和强度参数。本发明公开的方法具有快速和准确获取基坑降水条件下粉细砂土非饱和真实强度参数的优点，可用于基坑支护的优化设计工作。

摘要： 本申请属于砂土试样的制作技术领域，在三轴试验平台上制备低扰动干砂试样的装置及方法，装置包括模型箱、砂雨装置、饱和桶、储水桶、真空桶、真空泵和二氧化碳罐等。模型箱置于饱和桶内部,底部设置有透水石和可供液体进出的管接头；砂雨装置固定于饱和桶外侧，包括盛砂漏斗、出砂鸭嘴、水平两向滑块等，其中出砂鸭嘴和盛砂漏斗置于模型箱内部，通过水平双向自由滑动盛砂漏斗筛砂制作干砂模型；饱和桶盖上设置用于抽除内部空气的抽气口、供饱和液体进出的管接头、监测桶内气压的真空表以及调节桶内气压的真空调压阀等等。二氧化碳罐上设置流速表和气体流速控制阀。

摘要： 本发明属于海洋岩土工程领域，具体涉及一种饱和砂土渗透率–导热指数测试装置及其测量方法，包括测温部和下埋部，所述下埋部上配合设置恒温热源，所述测温部上设置第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器。本发明利用恒温热源在砂土体内形成稳定分布的热场，利用温度传感器确定温度分布，基于不同渗透率–导热指数中热场分布的差异，通过砂土体渗透率，导热系数，空隙率，温度之间的关系，得到砂土体的渗透率–导热指数，适用于海底饱和砂土的渗透率–导热指数的现场原位测量，测量方法简单，效果极佳。

摘要： 本发明公开了一种饱和砂土地层用注浆材料及制备方法，所述注浆材料由水泥、黏土、乳化沥青和水制备而成，其中乳化沥青与水泥质量比为0.1～0.3，水与水泥质量比为0.8～2.0，黏土与水泥质量比为0.05～0.15。本发明的注浆材料为一种粒径细小、可灌性好、性能稳定的浆体，具有良好的渗透性和流动性，扩散范围可控，注入饱和砂土地层后可使注浆范围内加固体更均匀致密，结石率高，强度与抗渗性能显著提高，对饱和砂土层具有良好的防渗加固效果，且能大量节约注浆材料，降低工程造价，性价比较高。

摘要： 本发明涉及爆炸效应试验技术领域，公开了一种饱和砂土中爆炸效应模拟试验方法，包括步骤S1，构建饱和砂土爆炸效应模拟试验模型；步骤S2，向模拟试验模型中注入高压水，以使砂土介质达到饱和状态；步骤S3，引爆模拟试验模型中的炸药，向砂土介质施加爆炸荷载；步骤S4，对向砂土介质中传递的爆炸冲击波进行过滤，生成一维平面冲击波；步骤S5，采集砂土介质中不同位置处的一维平面冲击波信号；步骤S6，根据不同位置处的一维平面冲击波信号获取砂土介质的压缩波波形变化和压缩波衰减规律。本发明通过模拟试验直接得出砂土介质的压缩波波形变化和压缩波衰减规律等，获得爆炸效应中砂土介质的变形破坏特征，而无需利用经验公式推断。

摘要： 本发明公开了一种饱和砂土的三轴试样制备方法，首先将砂土按分层击实方法在承膜筒内制样，然后将承膜筒放在饱和器中抽真空浸水饱和，然后在试样浸水的状态下，在承膜筒上端口安装一带有抽气接头的机玻璃圆板，在接头上接橡皮管并用吸水球吸水，当橡皮管内充满水时，用弹簧夹夹紧橡皮管；保持三轴仪底座被水浸没，移样至三轴仪底座上，将承膜筒下部外翻的橡皮膜下翻至三轴仪底座上；再次用吸水球通过机玻璃圆板的接头抽取适量的水，使试样内部形成轻微负压，使试样在大气压力作用下保持站立；然后向上抬升承膜筒，使承膜筒与橡皮膜脱离。取下承膜筒后，立即用三瓣膜或者对开膜围护试样，取下机玻璃圆板；然后卸下三瓣膜或对开模，完成制样。

摘要： 本发明公开了一种饱和砂土场地浅层喷射加固装置及施工方法，包括铰接路面板，每块路面板底部均开挖有凹槽，凹槽内连接有钢板，钢板两侧设有压力喷射装置，压力喷射装置包括框体，框体底部设有卡扣，框体上部设有多个压力室，每个压力室的下底面均设有推杆，推杆底部穿过压力室底部，其伸出端连接有氮气弹簧，该弹簧底部与卡扣固连，多个压力室顶部共同连接有管道，管道底部与压力室之间设有薄膜，每个压力室内的上顶面和下底面上均设有极性相反的磁铁，上下两块磁铁之间连接有弹簧，位于下底面的磁铁设在推杆顶部，该侧磁铁顶部还固连有伸缩杆。本发明将压力喷射装置结合传统路面板形成新型复合路面板，达到快速加固饱和场地软弱表面的目的。

摘要： 本发明公开了一种爆炸荷载下饱和砂土液化程度的测试装置及测试方法，爆破试验技术领域。该爆炸荷载下饱和砂土液化程度的测试装置包括测试部和监控系统；所述测试部包括底座,所述底座的上端设置试验圆台，所述试验圆台的内壁紧贴用于保护试验圆台的软橡胶隔离层，试验圆台的开口处设置有台檐，所述台檐的上表面设置有镂空盖板；所述镂空盖板的内壁开设有上下两条滑轨，上方的滑轨内安装有上滑条，所述上滑条可在上方的滑轨内自由移动；下方的滑轨内安装有下滑条，所述下滑条可在下方的滑轨内自由移动。利用本发明可进行模型试验和液化理论的验证，相较于现场试验，大大的减少了试验的成本，通过该装置得出的结论对工程应用有一定的指导意义。

摘要： 本发明公开了一种封装二氧化碳降低砂土地基饱和度的装置及施工方法，包括饱和砂土地基，饱和砂土地基中钻有孔，孔内布设有高压罐，高压罐四周设有泄压阀，高压罐顶部与二氧化碳补给设备连接，其连接管路上设有阀门和压力表，从而使二氧化碳由泄压阀从高压罐溢出到饱和砂土地基中，形成减饱和区域，减饱和区域内设有饱和度监测系统。本发明将人类生产生活中收集到的二氧化碳与饱和砂土地基中的减饱和方法相结合，不仅可以实现温室气体的循环再利用，还可实现对饱和砂土地基实现减饱和加固；不仅可以实现将高压罐中的二氧化碳气体冲入到饱和砂土地基中，还可通过二氧化碳补给设备对高压罐进行二氧化碳的注入，可实现饱和砂土地基的长期减饱和处理。

摘要： 本发明公开了一种降低饱和砂土场地相对密实度的装置及施工方法，包括饱和砂土场地，饱和砂土场地底部设有充气系统，饱和砂土场地上方设有监测系统，充气系统及监测系统均与控制系统连接，控制系统以监测系统监测到的饱和砂土场地上表面位移的变化，控制充气系统，饱和砂土场地一侧连接有蓄水饱和系统。本发明将伺服控制系统与充气法相结合，可精确降低饱和砂土场地的相对密实度；本发明的充气底座布设有多个独立的充气孔分别与充气泵连接，可实现对饱和砂土场地整体或局部部位进行充气，以对局部部位进行控制；蓄水饱和系统可对相对密实度降低后场地进行再次蓄水饱和，以排出砂土场地中因充气残留的气泡，进而得到饱和场地。