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《基于振動臺試驗對不同樁體加固的液化土橫向動力特性試驗研究方案》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、基于振動臺試驗對不同樁體加固的液化土橫向動力特性試驗研究方案1試驗?zāi)康纳巴烈夯瘑栴}一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點，這一問題直接關(guān)系到我們生產(chǎn)生活的諸多領(lǐng)域，比如民用建筑，工業(yè)建筑，水利工程，道路工程，橋梁工程等等均涉及到可液化地基的處理。因此，進(jìn)一步研究砂土液化機(jī)理，進(jìn)而尋求更有效的處理方法一直是很多學(xué)者追求的目標(biāo)。從目前的研究成果來看，碎石樁加固法仍然是處理可液化地基最有效的方法，由于其有效的排水效果與擠密作用，而且施工簡單方便，造價低廉，被工程界所認(rèn)可；但是碎石樁加固方式在提高地基承載力方面還有欠缺。水泥土樁多用于處理軟土地基，由于其能夠有效地提高地基承載力和減少地基不均
2、勻沉降，實際工程中也有用來加固液化土地基，但加固機(jī)理的研究比較少?；谒槭瘶逗退嗤翗陡髯跃哂械膬?yōu)點，考慮將這兩種樁體結(jié)合，各自發(fā)揮其優(yōu)勢，以便更好地提高地基的抗液化能力。為進(jìn)一步研究這兩種樁體的加固機(jī)理，本文從液化土加固地基模型的橫向動力響應(yīng)方面入手，設(shè)置六組模型，分別對它們進(jìn)行振動臺試驗，得出各組模型在振動過程中的孔隙水壓力、土壓力以及土層加速度時程曲線，分析它們的變化規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系，為實際工程的應(yīng)用提供一定的指導(dǎo)。2試驗設(shè)備概述本次運用振動臺進(jìn)行試驗，設(shè)置六組模型，即未加固地基、單根碎石樁加固地基、單根水泥土樁加固地基、四根碎石樁加固地基、四根水泥土樁加固地基、碎石
3、樁與水泥土樁復(fù)合加固地基，在試驗過程中分別記錄其振動過程中的宏觀現(xiàn)象并采集其試驗數(shù)據(jù)，然后對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、對比和分析，探討液化土在不同加固方式下、不同埋深處的孔隙水壓力、土壓力以及土層加速度的變化規(guī)律，主要工作及研究內(nèi)容包括：（1）試驗用砂的選用及處理；（2）振動臺設(shè)備與數(shù)據(jù)采集設(shè)備的操作學(xué)習(xí)，地震波的輸入；（3）試驗方案及參數(shù)設(shè)計，包括試驗時砂土的干密度，飽和度，樁體長度，樁間距等。（4）模型箱的制作，注意邊界條件的處理方法以及裝土方法；（5）傳感器的選用及布置；（6）水泥土樁的制作，包括模具制作，配合比設(shè)計，養(yǎng)護(hù)條件等；（7）碎石樁的制作，包括顆粒級配，制作方法；
4、（8）試驗所用六組加固地基模型的制作，分別為未加固模型、單根碎石樁加固模型、單根水泥土樁加固模型、四根碎石樁加固模型、四根水泥土樁加固模型和碎石樁與水泥土樁復(fù)合加固模型；（9）分別記錄各組模型在振動過程中的宏觀現(xiàn)象，并采集不同加固方式下、不同埋深處的孔隙水壓力、土壓力以及土層加速度的試驗數(shù)據(jù)；（10）通過對試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計、整理及對比分析，探討液化土地基在不同加固方式下、不同埋深處的孔隙水壓力、土壓力以及土層加速度的變化規(guī)律，進(jìn)一步揭示其液化土不同加固模式的效果及加固機(jī)理。2.1振動臺試驗?zāi)Ｐ团c參數(shù)設(shè)計2.1.1未加固地基模型的近似相似關(guān)系的確定因受試驗條件的限制，本次試驗輸
5、入單向水平地震動力，此時可以考慮為近似的平面應(yīng)變問題，在不考慮阻尼的情況下，可以認(rèn)為土體在做一維純剪切運動，剪切運動方程如下：式中：ρ—材料容重；G—剪切模量；u—位移；a—加速度；t—時間假設(shè)原型與模型各變量之比為：式中：下標(biāo)ρ—原型物理量；下標(biāo)m—模型物理量。則原型與模型的運動方程分別為：原型與模型變量的比值，用模型及其變量和比值將原型替換，得到如下公式：由于需滿足原型與模型相似這一條件，可以得到如下關(guān)系式：如果要考慮彈性變形的話，那么，土體剪切模量與其上覆有效平均正應(yīng)力應(yīng)有如下關(guān)系：上式中n1取值1/2，則可得：因為現(xiàn)有試驗條件受到了限制，無法找到與原有土體相同的模
6、擬材料來進(jìn)行，所以可?。鹤詈?，可得到模型與原型的頻率關(guān)系，即：需要注意的是，上述推導(dǎo)過程沒有考慮的因素是：土體的豎向運動，土體的豎向應(yīng)力變化情況以及土體的非線性，因此本試驗只能按照近似半定性的關(guān)系進(jìn)行。2.1.2地震模擬信號的確定為了使模型試驗?zāi)軌蚺c原型盡可能吻合，保證試驗結(jié)果的精確性和可靠性，在確定地震模擬信號時一定要慎重；如果輸入的地震模擬信號選取不合適，必然影響最終的試驗結(jié)果，當(dāng)與實際情況作比較時，有可能出現(xiàn)誤差大的情況甚至可能會得到不正確的結(jié)論，以至于影響我們對試驗結(jié)果的判斷與分析，以及對實際情況產(chǎn)生不正確的認(rèn)識。確定地震模擬信號，首先要明確需要考慮的因素，比如當(dāng)
7、地的抗震設(shè)防烈度，場地類別以及地震加速度等。實際地震過程中，由于各地區(qū)環(huán)境條件、地質(zhì)條件均復(fù)雜多變，影響因素多而復(fù)雜，相應(yīng)的地震時程曲線就很復(fù)雜，很難直接得到場地基巖的地震加速度時程曲線。但是，其時程曲線可以通過三個主要參數(shù)來表示，即主要周期、震動歷時和最大加速度。另外，根據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗公式，也可以對具有相似地質(zhì)條件的場地基巖的加速度時程曲線進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，進(jìn)而推導(dǎo)出該場地的設(shè)計地震加速度時程曲線。本試驗輸入單向水平地震動力，采用具體參數(shù)取值為：地震動時程最大幅值取為0.12g，卓越頻率取在1Hz左右。2.1.3試驗?zāi)Ｐ蛥?shù)
