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加固前后液化土地基振动动过程中土体特性的试验研究

张素姣  
【摘要】: 鉴于饱和粉土地基在地震作用中的液化对结构安全有重大影响,本文就粉土地基加固前后的振动特性作了研究与探讨。 首先,通过对未加固地基土和加固地基土作振动试验,研究了3种粘粒含量的饱和重塑粉土模型地基加固前后的振动特性,即土体孔隙水压力、土体表层加速度和剪应变等的发展变化。模型地基包括3种:未加固的自由土体模型地基、水泥土桩非挤密加固模型地基和砂桩挤密加固模型地基。在输入水平正弦波后,土体特性主要表现为:A、对未加固地基土:(1)起振后约6~7s,孔隙水压力开始产生,随后持续上升达到峰值,并持续至停振后开始消散。孔隙水压力以有效上覆压力为上限值;(2)孔隙水压力的消散形式是:孔隙水从高水头区向低水头区渗流,最终整个土体中的孔隙水压力趋于同步消散;(3)粉土液化的临界孔压比约为0.6~0.7。当孔压比达到约0.5~0.6时,土体表层加速度由峰值开始下降;(4)液化前,土体对振动起放大作用;液化后,土体对振动体现出抑制效果;(5)粉土地基的液化区一般在地表下10m以内;(6)受振初期O~12s内,土体基本为压缩变形,孔隙水压力上升很小;12~20s内循环剪应变显著增大,孔隙水压力急剧增大;20~40s内循环剪应变很大,孔隙水压力达到峰值,土体液化崩溃;B、对加固模型地基:就浅层(地表下3.5m以内)而言,孔压比与加固前相比降低65%~70%,土体表层加速度始终呈放大状态,表明加固后地基土抗液化性能增强。 此外,对振动前后各模型地基土作了扫描电镜试验,对比分析了土体微结构的变化,结合振动过程中的宏观现象,多方面验证了P_c=9%时土体抗液化性能最差和对液化土所采取的加固措施是有效的。


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