岩土工程专业优秀论文岩土工程专业优秀论文 散体材料砂桩加固液化砂土的振动台试验散体材料砂桩加固液化砂土的振动台试验研究研究关键词：砂土液化关键词：砂土液化 散体材料砂桩散体材料砂桩 振动台模型试验振动台模型试验 加固模型加固模型摘要：饱和砂土的地震液化问题是岩土工程中一个重要的研究课题。用散体材 料桩对可液化砂土进行加固，其有效性及适用性已被实际工程所证实，逐渐发 展成为一种应用广泛的抗液化处理措施。目前，对散体材料桩抗液化的机理有 了一定的认识，但还有很多不足，实际处理工程中的设计和液化判别仍以考虑 对桩间土的加密效果为主，存在着加固过于保守而造成浪费或未能消除全部液 化风险的问题，相关研究缺乏试验数据。 鉴于此，本文依托国家自然基金资 助项目“桩体加固液化砂土作用机理的试验研究”(项目号 50578104)，以散体 材料砂桩为对象，通过振动台模型试验对其加固液化砂土的效果进行了较系统 的研究，主要内容为两方面：未加固模型土与砂桩加固模型土中超静孔隙水 压力及孔压比产生、发展的区别；不同加固参数(桩长、桩距)对砂桩体抗液 化效果的影响。通过对试验宏观现象的观察和对试验数据整理分析后，得到如 下结论： 1未加固模型土，距表面越近，超静孔隙水压力越小，孔压比越 大，土体越易液化；液化区域首先出现在浅层土中，随振动时间增长向下扩展， 最后导致整个土层液化，伴随出现喷砂冒水现象。 2未加固模型土，振动 开始后约 6s，各层土中超静孔压产生并逐渐增大，16s 左右时，各层的孔压比 均达到或超过 1；采用 3D(D 为桩径)桩距的砂桩进行加固，振动开始后约 14s， 各层的超静孔压产生，并在 40s 左右到达峰值；3.5D 桩距加固，振动开始后约 12s，各层的超静孔压产生，36s 左右到达峰值；4D 桩距加固，振动开始后约 10s，各层的超静孔压产生，32s 左右到达峰值。可见：采用砂桩加固后，模型 土中超静孔压产生及其达到峰值的时间比未加固模型土中的相应值推迟，且桩 距越小，推迟时间越长。 3加固和未加固模型土，超静孔压峰值过后的衰 减规律一样，孔压和孔压比衰减很缓慢，且自下而上随埋深减小，衰减速度越 来越慢。 410cm 短桩加固模型土，砂桩体利于浅层土排水，浅层土中的超 静孔压较小，而较深的土层中，孔隙水难以排出，超静孔压积累很高，导致其 液化势高于浅层土，液化区域首先产生在较深土层，然后向上扩展，随着振动 时间增长，裂隙的发展，深层孔隙水在动水压力作用下找到突破口，发生喷砂 冒水。 520cm 中长桩加固模型土，浅层土中的超静孔压高于较深层土中的 值，这是因为中长桩利于较深层土体的排水，使其超静孔压积累较小，而深层 孔隙水上排过程中，浅层土得到补给，导致浅层土中超静孔压不断增大。 6采用砂桩加固的模型土中，除了 4D 桩距、10cm 桩长的模型土在全深度发生 液化外，其余桩距和桩长组合，都起到了一定的抗液化作用，其中：3D 桩距、 20cm 桩长加固效果最好，土体几乎没有变化；3.5D 桩距、10cm 桩长及 4D 桩距、 30cm 桩长加固时，土体有一定程度软化，但没有液化；其余组合则均在上层或 下层土体中发生了不同程度的液化。说明：采用砂桩加固可液化土，相同桩距 时，并不是桩越长效果越好；相同桩长时，也不是桩越密效果越好，一定条件 下长桩密布仍会液化，而在一定桩距时使用短桩会起到好的效果，可见桩体抗 液化作用与不同参数加固时对地基形成的排水效果密切相关。实际工程中，在 一定的桩间距下，考虑采用长、短桩相间布置，可能会取得良好的抗液化效果。正文内容正文内容饱和砂土的地震液化问题是岩土工程中一个重要的研究课题。用散体材料 桩对可液化砂土进行加固，其有效性及适用性已被实际工程所证实，逐渐发展 成为一种应用广泛的抗液化处理措施。目前，对散体材料桩抗液化的机理有了 一定的认识，但还有很多不足，实际处理工程中的设计和液化判别仍以考虑对 桩间土的加密效果为主，存在着加固过于保守而造成浪费或未能消除全部液化 风险的问题，相关研究缺乏试验数据。 鉴于此，本文依托国家自然基金资助 项目“桩体加固液化砂土作用机理的试验研究”(项目号 50578104)，以散体材 料砂桩为对象，通过振动台模型试验对其加固液化砂土的效果进行了较系统的 研究，主要内容为两方面：未加固模型土与砂桩加固模型土中超静孔隙水压 力及孔压比产生、发展的区别；不同加固参数(桩长、桩距)对砂桩体抗液化 效果的影响。通过对试验宏观现象的观察和对试验数据整理分析后，得到如下 结论： 1未加固模型土，距表面越近，超静孔隙水压力越小，孔压比越大， 土体越易液化；液化区域首先出现在浅层土中，随振动时间增长向下扩展，最 后导致整个土层液化，伴随出现喷砂冒水现象。 2未加固模型土，振动开 始后约 6s，各层土中超静孔压产生并逐渐增大，16s 左右时，各层的孔压比均 达到或超过 1；采用 3D(D 为桩径)桩距的砂桩进行加固，振动开始后约 14s，各 层的超静孔压产生，并在 40s 左右到达峰值；3.5D 桩距加固，振动开始后约 12s，各层的超静孔压产生，36s 左右到达峰值；4D 桩距加固，振动开始后约 10s，各层的超静孔压产生，32s 左右到达峰值。可见：采用砂桩加固后，模型 土中超静孔压产生及其达到峰值的时间比未加固模型土中的相应值推迟，且桩 距越小，推迟时间越长。 3加固和未加固模型土，超静孔压峰值过后的衰 减规律一样，孔压和孔压比衰减很缓慢，且自下而上随埋深减小，衰减速度越 来越慢。 410cm 短桩加固模型土，砂桩体利于浅层土排水，浅层土中的超 静孔压较小，而较深的土层中，孔隙水难以排出，超静孔压积累很高，导致其 液化势高于浅层土，液化区域首先产生在较深土层，然后向上扩展，随着振动 时间增长，裂隙的发展，深层孔隙水在动水压力作用下找到突破口，发生喷砂 冒水。 520cm 中长桩加固模型土，浅层土中的超静孔压高于较深层土中的 值，这是因为中长桩利于较深层土体的排水，使其超静孔压积累较小，而深层 孔隙水上排过程中，浅层土得到补给，导致浅层土中超静孔压不断增大。 6采用砂桩加固的模型土中，除了 4D 桩距、10cm 桩长的模型土在全深度发生 液化外，其余桩距和桩长组合，都起到了一定的抗液化作用，其中：3D 桩距、 20cm 桩长加固效果最好，土体几乎没有变化；3.5D 桩距、10cm 桩长及 4D 桩距、 30cm 桩长加固时，土体有一定程度软化，但没有液化；其余组合则均在上层或 下层土体中发生了不同程度的液化。说明：采用砂桩加固可液化土，相同桩距 时，并不是桩越长效果越好；相同桩长时，也不是桩越密效果越好，一定条件 下长桩密布仍会液化，而在一定桩距时使用短桩会起到好的效果，可见桩体抗 液化作用与不同参数加固时对地基形成的排水效果密切相关。实际工程中，在 一定的桩间距下，考虑采用长、短桩相间布置，可能会取得良好的抗液化效果。饱和砂土的地震液化问题是岩土工程中一个重要的研究课题。用散体材料桩对 可液化砂土进行加固，其有效性及适用性已被实际工程所证实，逐渐发展成为 一种应用广泛的抗液化处理措施。目前，对散体材料桩抗液化的机理有了一定的认识，但还有很多不足，实际处理工程中的设计和液化判别仍以考虑对桩间 土的加密效果为主，存在着加固过于保守而造成浪费或未能消除全部液化风险 的问题，相关研究缺乏试验数据。 鉴于此，本文依托国家自然基金资助项目 “桩体加固液化砂土作用机理的试验研究”(项目号 50578104)，以散体材料砂 桩为对象，通过振动台模型试验对其加固液化砂土的效果进行了较系统的研究， 主要内容为两方面：未加固模型土与砂桩加固模型土中超静孔隙水压力及孔 压比产生、发展的区别；不同加固参数(桩长、桩距)对砂桩体抗液化效果的 影响。通过对试验宏观现象的观察和对试验数据整理分析后，得到如下结论： 1未加固模型土，距表面越近，超静孔隙水压力越小，孔压比越大，土体越易 液化；液化区域首先出现在浅层土中，随振动时间增长向下扩展，最后导致整 个土层液化，伴随出现喷砂冒水现象。 2未加固模型土，振动开始后约 6s，各层土中超静孔压产生并逐渐增大，16s 左右时，各层的孔压比均达到或 超过 1；采用 3D(D 为桩径)桩距的砂桩进行加固，振动开始后约 14s，各层的超 静孔压产生，并在 40s 左右到达峰值；3.5D 桩距加固，振动开始后约 12s，各 层的超静孔压产生，36s 左右到达峰值；4D 桩距加固，振动开始后约 10s，各 层的超静孔压产生，32s 左右到达峰值。可见：采用砂桩加固后，模型土中超 静孔压产生及其达到峰值的时间比未加固模型土中的相应值推迟，且桩距越小， 推迟时间越长。 3加固和未加固模型土，超静孔压峰值过后的衰减规律一 样，孔压和孔压比衰减很缓慢，且自下而上随埋深减小，衰减速度越来越慢。 410cm 短桩加固模型土，砂桩体利于浅层土排水，浅层土中的超静孔压较小， 而较深的土层中，孔隙水难以排出，超静孔压积累很高，导致其液化势高于浅 层土，液化区域首先产生在较深土层，然后向上扩展，随着振动时间增长，裂 隙的发展，深层孔隙水在动水压力作用下找到突破口，发生喷砂冒水。 520cm 中长桩加固模型土，浅层土中的超静孔压高于较深层土中的值，这是 因为中长桩利于较深层土体的排水，使其超静孔压积累较小，而深层孔隙水上 排过程中，浅层土得到补给，导致浅层土中超静孔压不断增大。 6采用砂 桩加固的模型土中，除了 4D 桩距、10cm 桩长的模型土在全深度发生液化外， 其余桩距和桩长组合，都起到了一定的抗液化作用，其中：3D 桩距、20cm 桩长 加固效果最好，土体几乎没有变化；3.5D 桩距、10cm 桩长及 4D 桩距、30cm 桩 长加固时，土体有一定程度软化，但没有液化；其余组合则均在上层或下层土 体中发生了不同程度的液化。说明：采用砂桩加固可液化土，相同桩距时，并 不是桩越长效果越好；相同桩长时，也不是桩越密效果越好，一定条件下长桩 密布仍会液化，而在一定桩距时使用短桩会起到好的效果，可见桩体抗液化作 用与不同参数加固时对地基形成的排水效果密切相关。实际工程中，在一定的 桩间距下，考虑采用长、短桩相间布置，可能会取得良好的抗液化效果。 饱和砂土的地震液化问题是岩土工程中一个重要的研究课题。用散体材料桩对 可液化砂土进行加固，其有效性及适用性已被实际工程所证实，逐渐发展成为 一种应用广泛的抗液化处理措施。目前，对散体材料桩抗液化的机理有了一定 的认识，但还有很多不足，实际处理工程中的设计和液化判别仍以考虑对桩间 土的加密效果为主，存在着加固过于保守而造成浪费或未能消除全部液化风险 的问题，相关研究缺乏试验数据。 鉴于此，本文依托国家自然基金资助项目 “桩体加固液化砂土作用机理的试验研究”(项目号 50578104)，以散体材料砂 桩为对象，通过振动台模型试验对其加固液化砂土的效果进行了较系统的研究， 主要内容为两方面：未加固模型土与砂桩加固模型土中超静孔隙水压力及孔压比产生、发展的区别；不同加固参数(桩长、桩距)对砂桩体抗液化效果的 影响。通过对试验宏观现象的观察和对试验数据整理分析后，得到如下结论： 1未加固模型土，距表面越近，超静孔隙水压力越小，孔压比越大，土体越易 液化；液化区域首先出现在浅层土中，随振动时间增长向下扩展，最后导致整 个土层液化，伴随出现喷砂冒水现象。 2未加固模型土，振动开始后约 6s，各层土中超静孔压产生并逐渐增大，16s 左右时，各层的孔压比均达到或 超过 1；采用 3D(D 为桩径)桩距的砂桩进行加固，振动开始后约 14s，各层的超 静孔压产生，并在 40s 左右到达峰值；3.5D 桩距加固，振动开始后约 12s，各 层的超静孔压产生，36s 左右到达峰值；4D 桩距