碎石樁復合地基抗液化性能試驗研究.pdf

1、在以往的多次地震中，工程結構破壞主要源于結構物之下或周圍土體發(fā)生了液化。雖不排除其它土層發(fā)生液化的可能性，但液化現(xiàn)象常常與松散的飽和砂土聯(lián)系在一起。因此，飽和砂土地震液化問題在巖土地震工程中是一個具有挑戰(zhàn)性的研究課題。在多種可行的抗液化加固方法中，碎石樁復合地基是常用方法之一。本次研究通過自制的大型疊層剪切變形模型箱和簡易單向振動臺，圍繞飽和砂土地基和碎石樁復合地基模型試驗來展開。主要做了以下一些工作： 1.在比較了目前國內外研

2、究巖土結構地震問題振動臺試驗常用的三種模型箱(剛性模型箱、圓筒型柔性模型箱和疊層剪切變形模型箱)各自優(yōu)缺點的基礎上，根據本次試驗研究的目的和所要達到的目標，研制出一個疊層剪切變形模型箱。飽和砂土地基試驗結果表明：所設計的疊層剪切變形模型箱成功地模擬了天然土層的邊界條件。 2.完成了振動臺臺面和基礎、臺面和作動器連接部件、臺面支承系統(tǒng)和側面導向系統(tǒng)等裝置的設計和制作，利用已有的MTS動力加載試驗系統(tǒng)，自制了簡易單向專用振動臺用于本

3、次試驗研究。 3.對模型試驗所用的細砂進行常規(guī)室內試驗和動三軸試驗研究，得到了該砂樣的基本物理力學性質指標以及在循環(huán)荷載作用下的動剪應力和動孔隙水壓力變化規(guī)律。 4.探討了飽和砂土及砂土—碎石樁復合地基振動臺模型試驗技術，為今后開展此類試驗提供一般性的研究思路。 5.采用自制的疊層剪切變形模型箱和簡易單向專用振動臺完成了飽和砂土地基和碎石樁復合地基振動臺試驗。通過對試驗數據的分析，得到以下重要結論：①飽和砂土地基

4、中超靜孔壓的增長都隨深度增大而增大。當超靜孔壓達到最大值后，淺處孔壓保持不變或略有上升，由深處開始依次出現(xiàn)消散擴散的明顯效果，淺處消散最慢。輸入的振動幅值越大，土層液化持續(xù)的時間也就越長。②振動加密后飽和砂土地基的抗液化能力比加密前有較大幅度的提高。③碎石樁復合地基具有減震作用。并且，砂土—碎石樁復合地基樁體的減震作用不是獨立的，而是與加密、排水減壓等共同作用來抵抗砂土液化。④碎石樁的排水減壓作用非常明顯。本次試驗中，碎石樁有效影響直徑

5、在3.5d～3.75d(d為碎石樁樁徑)之間。為充分發(fā)揮碎石樁復合地基的排水減壓作用，在進行以抗液化為主的碎石樁復合地基設計時，樁間距宜選擇為3～4d。⑤在碎石樁復合地基的多重抗液化作用中，加密作用處于主導地位。只有當被加固的砂土達到一定的密實度時，碎石樁的排水減壓和樁體減震作用才能得以充分發(fā)揮，從而有效防止砂土液化。與此同時，碎石樁的另外兩個抗液化作用也很明顯(尤其是排水減壓作用)，不可忽視。 6.對碎石樁的減震作用和排水減壓