饱和黄土液化势的物性指标评价和深度下限研究

论文摘要

黄土场地液化势评价是对未来一定强度地震作用下黄土场地发生液化的可能性及严重程度进行的预测，工程中可以根据这一评价结果制定相应的地基抗液化处理措施。现行的黄土液化势评价方法都建立在室内动三轴试验和分析计算的基础之上，尽管结果较为精确，但试验技术要求高，耗时较长，计算繁琐，难以广泛应用于工程实践之中。作为一种典型的特殊土，黄土通常具有显著的粒度、密度、湿度和构度特征，这些特征可用简单易测的物性指标来度量。且前期的研究结果表明，饱和黄土的初始孔隙比、塑性指数和深度是影响其液化特性的主要因素。因此，应用上述指标反映黄土的液化特性，并依此进行黄土场地液化势评价，符合黄土地区实际工程的需要。本论文主要研究工作包括:（1）通过室内动三轴液化试验得出了每组饱和黄土的液化剪应力比-振次曲线，进而确定了各组饱和黄土在对应于不同地震烈度的等效振次下的液化应力比；（2）采用反应分析法计算了每组饱和黄土在不同等效地震烈度下的抗液化剪应力和地震时平均剪应力，并结合黄土场地地震反应分析结果，对不同等效地震烈度下各组黄土进行了液化势评价；（3）基于动三轴液化试验和饱和黄土液化势评价结果，得出了不同液化等级下饱和原状与重塑黄土的液化特征；（4）通过对不同物性指标重塑黄土液化试验结果的分析拟合，得出饱和黄土液化剪应力比与主要物性指标（初始孔隙比、塑性指数）和深度的定量关系，并结合不同场地饱和原状黄土液化试验结果进行综合分析，得出了饱和黄土液化势的主要物性指标评价方法和深度下限。本论文主要取得了以下创新性成果:（1）得出了不同液化等级下饱和原状与重塑黄土的液化特征；（2）建立了主要物性指标和深度与饱和黄土液化应力比的定量关系；（3）建立了饱和黄土液化势评价的物性指标和深度下限。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 黄土及黄土液化
• 1.1.1 黄土概述
• 1.1.2 黄土液化
• 1.2 黄土液化的国内外研究现状
• 1.2.1 黄土液化现象研究现状
• 1.2.2 黄土液化的室内及现场试验研究
• 1.2.3 黄土液化机理
• 1.2.4 黄土液化的工程应对措施
• 1.3 本论文的研究背景
• 1.4 本论文的主要研究思路
• 第二章 室内试验
• 2.1 取样
• 2.1.1 取样点的选择
• 2.1.2 技术指标
• 2.2 物性指标测试
• 2.2.1 主要物性指标的选取
• 2.2.2 主要物性指标测试方法及结果
• 2.3 动三轴液化试验
• 2.3.1 试验原理
• 2.3.2 仪器简介
• 2.3.3 试验方法
• 2.3.4 试验结果
• 第三章 饱和黄土液化势评价
• 3.1 饱和黄土液化势评价方法
• 3.2 饱和黄土抗液化强度及地震作用下土层平均剪应力计算
• 3.2.1 抗液化强度计算
• 3.2.2 地震剪应力计算
• 3.3 兰州饱和原状与重塑黄土液化势评价
• 3.3.1 饱和黄土液化势评价
• 3.3.2 兰州饱和原状黄土液化势评价分析
• 3.3.3 不同初始孔隙比重塑黄土液化势评价分析
• 3.4 固原饱和黄土液化势评价
• 3.4.1 饱和黄土液化势评价
• 3.4.2 固原场地饱和黄土液化势评价分析
• 3.5 清水饱和黄土液化势评价
• 3.5.1 饱和黄土液化势评价
• 3.5.2 场地饱和黄土液化势评价分析
• 3.6 室内试验-反应分析法评价结果的讨论
• 第四章 不同液化等级下饱和黄土的液化特征
• 4.1 饱和原状黄土不同液化等级下的液化特征
• 4.1.1 轻微液化时饱和原状黄土液化特征
• 4.1.2 中等液化时饱和原状黄土液化特征
• 4.1.3 完全液化时饱和原状黄土液化特征
• 4.2 饱和重塑黄土不同液化等级下的液化特征
• 4.2.1 饱和重塑黄土轻微液化时液化特征
• 4.2.2 饱和重塑黄土中等液化时液化特征
• 4.2.3 饱和重塑黄土完全液化时液化特征
• 4.3 小结
• 第五章 饱和黄土液化势评价的物性指标和深度下限
• 5.1 概述
• 5.2 主要物性指标变化对饱和黄土抗液化强度的影响
• 5.2.1 初始孔隙比变化对饱和黄土抗液化强度的影响
• 5.2.2 塑性指数变化对饱和黄土抗液化强度的影响
• 5.2.3 初始孔隙比和塑性指数变化对饱和黄土抗液化强度影响的综合分析
• 5.3 深度对饱和黄土抗液化强度的影响研究
• 5.3.1 上覆土层压力的影响
• 5.3.2 不同深度初始物性指标的影响
• 5.3.3 深度对饱和黄土抗液化强度的影响
• 5.4 饱和黄土液化势评价的物性指标和深度下限
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介