地震條件下土質(zhì)邊坡抗滑樁加固機理與評價

以抗滑樁等結(jié)構(gòu)加固土坡為重要工程背景，主要采用離心模型試驗并結(jié)合數(shù)值模擬，揭示了地震等多種荷載作用下抗滑樁加固土坡的加固與破壞機理，建立了加固土坡穩(wěn)定性分析方法。主要成果有：1）自主研制了超重力場樁施工模擬新系統(tǒng)和剪切破壞模擬新型樁結(jié)構(gòu)等設(shè)備，升級了圖像測量系統(tǒng)并與傳感器電測系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)了對抗滑樁和土坡響應(yīng)的全面模擬和測量。2）進行了系列化的抗滑樁加固土坡的離心模型試驗，并結(jié)合數(shù)值模擬典型化深入研究、多因素對比論證，研究揭示了地震等多種荷載作用下抗滑樁加固土坡的響應(yīng)特性。3）辨識了抗滑樁加固土坡的主要破壞模式及其發(fā)生條件，發(fā)現(xiàn)了土坡存在著顯著的漸進破壞并加以定量確定。將變形過程與破壞過程統(tǒng)一分析，闡明了抗滑樁加固土坡的漸進破壞機理。4）比較了素土坡和加固土坡的響應(yīng)規(guī)律，基于變形分析提出了抗滑樁的“抗剪效應(yīng)”和“增壓效應(yīng)”兩個概念及量化指標，揭示了地震等條件下土坡的抗滑樁加固機理。5）采用提出的新分析方法揭示了土釘和土工織物加固土坡的破壞和加固機理。6）提出了“等效樁土條”模型，建立了抗滑樁加固土坡穩(wěn)定性簡化分析方法。通過離心模型試驗驗證了方法的有效性，并用于實際抗滑樁加固工程分析。 2100433B

抗滑樁是一種常用邊坡抗震加固手段。本項目擬以離心模型試驗為主要手段，研究土質(zhì)邊坡的抗滑樁加固機制以及加固邊坡的破壞模式和機理，建立加固邊坡穩(wěn)定性分析方法。研制新的離心場入樁系統(tǒng)，升級圖像位移測量系統(tǒng)并與電測手段結(jié)合，形成地震條件下抗滑樁加固邊坡離心模型試驗與測量平臺。進行系統(tǒng)的離心模型試驗，再現(xiàn)抗滑樁加固邊坡的動力響應(yīng)，揭示邊坡變形破壞的基本規(guī)律及其主要影響因素。通過素土邊坡和抗滑樁加固邊坡的比較，主要從變形的角度揭示地震條件下抗滑樁對邊坡的加固機制。基于不同條件下的破壞性試驗結(jié)果，辨識邊坡的主要破壞模式及其支配規(guī)律，闡明抗滑樁在邊坡應(yīng)變局部化過程中的作用機制，揭示抗滑樁加固邊坡的破壞機理。通過動力有限元分析提出抗滑樁加固邊坡的動力響應(yīng)簡化模式，研究邊坡破壞模式、樁三維加固效應(yīng)等問題的簡化準則，建立地震條件下抗滑樁加固邊坡穩(wěn)定性的分析方法，并通過離心模型試驗結(jié)果驗證其有效性。

本書可供水利水電工程設(shè)計、施工、運行管理、水庫地震臺網(wǎng)監(jiān)測人 員和抗震防護科研人員使用，也可供大專院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

《水庫地震評價與預(yù)測》編著者夏其發(fā)、李敏、常庭改、蘇錦星、汪 雍熙等。

《水庫地震評價與預(yù)測》從工程地質(zhì)學(xué)與環(huán)境地質(zhì)學(xué)的角度提出了“ 水庫地震評價和預(yù)測”的研究和分析方法，其主要內(nèi)容除緒論外，共分十 章。緒論部分簡述了水庫地震研究的概況、含義和領(lǐng)域以及研究的必要性 ；第一章到第三章，分別論述了水庫地震的基本情況與其共同特征；第四 章從庫水在水庫地震中的作用，討論了水庫地震的成因類型及其判別標志 ；第五章論述了水庫地震工程地質(zhì)條件與地震地質(zhì)內(nèi)容的分析；第六章與 第七章論述了水庫地震的評價目的與步驟以及水庫地震危險性的評價方法 ；第八章介紹了水庫地震的監(jiān)測預(yù)測系統(tǒng)；第九章討論了水庫地震的對策研究。

哪些場地需要進行地震液化評價

顯然，某些地區(qū)是相對穩(wěn)定版塊，地震烈度極小，一般建筑物不進行地震液化評價。巖土工程勘察規(guī)范2001指出

“在抗震設(shè)防烈度等于或大于6度的地區(qū)進行勘察時，應(yīng)劃分場地類別，劃分對抗震有利、不利或危險的地段”?！翱拐鹪O(shè)防烈度6度時，可不考慮液化的影響，但對沉陷敏感的乙類建筑，可按7度進行液化判別。甲類建筑應(yīng)進行專門的液化勘察?！?

地震液化判定方法

巖土勘查規(guī)范和水利水電工程地質(zhì)勘查規(guī)范都要求(a) 初判 (b) 復(fù)判

準備工作，先查場區(qū)地震烈度，7度以上進行地震液化判斷。

（1）初判

首先，根據(jù)地基土的基本特性，特別是土的顆分分類，一般產(chǎn)生地震液化的是“少粘性土”，粘粒含量大于17%，則初判無地震液化可能，否則，需要根據(jù)（2）復(fù)判。

（2）復(fù)判

復(fù)判方法很多，常用的是綜合指標法和標貫判定：

（a）綜合指標判斷

烈度 7 8 9

加速度g 0.1 0.2 0.4

顆分d50(mm) 0.05-0.15 0.03-0.25 0.15-0.50

相對密度 <0.6 <0.7 <0.8

**相對密度，一般作試驗比較麻煩，實踐中很少采用。

（b）根據(jù)標準貫入試驗判斷

該方法是最常用和可靠的，好多國外也用中國的經(jīng)驗[我在合適的時候上載老外對地震液化的研究]，因為是原位測試結(jié)果，而且可以反應(yīng)場地地應(yīng)力狀態(tài)等。一般判斷15米以內(nèi)地基，太深標貫修正鉆桿、孔斜、孔壁摩擦等問題突出。還有15米以下即使是少粘性土，一般也很密實，很少有地震液化的可能。

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Nc=N[1 0.125(H-3)-0.05(h-2)]

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N是N63.5進行桿長和地下水修正后的表貫擊數(shù)。

H - 砂土層的埋深(米)

h - 地下水位埋深(米)

H=3m,h=2m,按下面取N

烈度 7 8 9

N 6 10 16

判斷：N63.5 > Nc 不液化，否則液化

另外，有的還進一步進行液化程度計算，一般需要大量的標貫或靜力觸探數(shù)據(jù)，否則沒法進行。我從來沒有計算過，搞到復(fù)判就可以啦。

說明：以上方法大多可水電規(guī)范或抗震設(shè)計規(guī)范中找到，但一般沒有條理，給出很多方法，大家都基本不用，因此給新手增加了好多麻煩, 讓人感到“不知道哪個更好、哪個更準確”。

液化判定深度問題

巖土勘察規(guī)范規(guī)定:“地震液化的進一步判定應(yīng)該在地面以下15米范圍進行，對于樁基或基礎(chǔ)埋深大于5米的,加深至20米?？碧近c不少于3個，勘探深度大于液化深度。 "

注冊土木工程師專業(yè)考試復(fù)習(xí)導(dǎo)航與習(xí)題精解：地震工程與特殊條件下的巖土工程，ISBN：9787114055553，作者：周健、高廣運