加筋土场地液化性能的试验研究

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饱和砂土及粉土的液化现象是地震震害的重要现象之一,因此,饱和砂土的地震液化问题成为岩土工程中一个重要的研究课题。振动液化问题,顾名思义,是研究饱和土在振动荷载作用下转变为液化状态的条件和过程,其目的是在实际工作中限制其液化发生和发展的条件,以确保建筑物或其地基的抗振稳定性。根据美国岩土工程学会土动力学委员会于1978年2月组织的广泛讨论,认为:“液化是使任何物质转变为液体的作用和过程。在无粘性土中,这种转变是由固态到液态,它是孔压增加,有效应力减小的结果”。液化对土建工程危害极大,产生液化的条件、预测和防治已成为人们关注的重大问题。鉴于此,本文通过振动台模型实验,选用塑料窗纱、铁窗纱、土工布和编织布等作为加筋材料,进行了一种密实度,一种加筋方式的加筋土场地抗液化的动力特性试验。通过上述试验,研究加筋土场地的抗震液化性能,经过对宏观现象的观察和对试验数据的整理分析,得到了如下结论:1)未加固地基在振动过程中,从浅层到中层,地基的超静孔压比都在1.1左右,即从地基的浅层到中层全都完全产生了液化现象;而深层的孔压比也高达1.08,说明地基的下部也已全部液化破坏。深层的孔压比小于浅层和中层,说明地基下部的液化程度比上部小;从时间又得出,浅层和中部的孔压比相对于深层先达到峰值,说明液化先从地基上部开始。2)塑料窗纱加固的地基在振动过程中,超静孔隙水压力是随着地基深度的增加而增大的。深层的超静孔压力最大,中层和浅层此次之。从孔压比上看,浅层的孔压比达到1.27,其值大于1.0,已完全液化;中层的孔压比为1.10,深层的孔压比为1.00,也已液化破坏。各层的孔压比较素土地基相比均有下降,说明采用塑料窗纱加固地基后,地基的整体抗液化能力提高。3)铁窗纱加固的地基在振动过程中,超静孔隙水压力随着深度的增加而增大。从孔压比上看,浅层的孔压比为1.07,其值大于1.0,完全液化;中层的孔压比为0.92,深层的孔压比为0.83,其值均小于素土地基的孔压比值。说明采用铁窗纱加筋后,地基中层和下层的抗液化能力得到提高。4)纱笼布加固的地基在振动过程中,超静孔隙水压力也是随着深度的增加而增大。从孔压比上看,浅层的孔压比为0.77,中层的孔压比为0.66,深层的孔压比为0.61,其值均远远小于1.0,并且均小于素土地基的孔压比值。说明利用纱笼布进行加固地基,有利于提高地基的抗液化能力。5)塑料编织布加固的地基在振动过程中,超静孔隙水压力同样是随着深度的增加而增大。从孔压比上看,浅层的孔压比为0.80,中层的孔压比为0.68,深层的孔压比为0.63,其值均小于素土地基的孔压比值。说明采用塑料编织布进行地基加固时,土体的抗液化性能得到了一定的改善提高。6)从模型箱侧壁和模型地基的表面观察,利用纱笼布加固的地基抗液化能力的效果最好。
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