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可液化土层地震液化引起盾构隧道上浮位移模式

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长安大学学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 80-90页

作者：钟小春易斌斌竺维彬祝思然罗淑仪王奇河海大学土木与交通学院江苏南京210098 广州地铁集团有限公司广东广州510220 广州轨道交通建设监理有限公司广东广州510030

针对地震时处于可液化土层中的盾构隧道易发生上浮的现象,为了探究上浮发生条件,通过有限差分模型与振动台试验相结合的方式探讨其上浮位移模式。基于有限差分软件FLAC3D建立地震动力液化分析模型,采用可以反映地震荷载作用下孔压增长的... 详细信息

针对地震时处于可液化土层中的盾构隧道易发生上浮的现象,为了探究上浮发生条件,通过有限差分模型与振动台试验相结合的方式探讨其上浮位移模式。基于有限差分软件FLAC3D建立地震动力液化分析模型,采用可以反映地震荷载作用下孔压增长的Finn液化本构模型,以超静孔压比为评价指标,通过振动台试验验证分析模型的可靠性;对数值模型设置不同的组合工况,分析标准贯入击数、隧道埋深对隧道上浮位移的影响,探究因地震导致隧道上浮的位移模式,即地震动剪切变形引起的隧道上浮位移和土层液化引起的隧道上浮位移,前者与隧道埋深有关,后者主要与土质条件(标准贯入击数)有关,分别得到两者的关系曲线;通过受力分析及公式推导得到隧道上浮临界超静孔压比,并与数值计算结果相互验证,得到判断地震液化引起隧道上浮的方法。研究结果表明:标准贯入击数越小、隧道埋深越小,则隧道上浮位移越大;地震液化引起隧道上浮的临界条件为隧道所受到的浮力大于隧道自重与隧道上覆土有效压力之和,可通过标准贯入击数或超静孔压比与隧道埋深的关系进行判断,如7°设防烈度下直径6.2 m埋深为10 m地下水位1 m的盾构隧道,标准贯入击数需小于7或超静孔压比需大于0.432才会发生由地基液化引起的上浮位移;该方法可为隧道抗震设计提供参考。

关键词：隧道工程盾构隧道地震液化隧道上浮上浮模式数值模拟

基于P2PSand模型的水库土石坝坝基地震液化影响分析

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济南大学学报（自然科学版） 2024年第2期38卷 177-183页

作者：牛金帝张西文吕颖慧邱宇扈萍济南大学土木建筑学院山东济南250022

为了解决水库土石坝坝基地震液化导致严重坝体变形和边坡失稳等灾害,从而对水库土石坝长效安全运行造成严重威胁的问题,以某水库土石坝为例,利用有限差分软件FLAC3D 7.0及其内置P2PSand模型(practical two-surface plastic sand model)... 详细信息

为了解决水库土石坝坝基地震液化导致严重坝体变形和边坡失稳等灾害,从而对水库土石坝长效安全运行造成严重威胁的问题,以某水库土石坝为例,利用有限差分软件FLAC3D 7.0及其内置P2PSand模型(practical two-surface plastic sand model),对存在地震液化地基的水库土石坝进行地震动力响应分析。结果表明:地震强度与相对密实度对水库土石坝坝基地震液化趋势影响较大,超孔压比随着地震过程的进行而逐渐增大,增大幅度约为10.46%;随着坝基地震液化程度的提高,坝体变形更明显,并且坝基边坡稳定性劣化。

关键词：水库土石坝地震液化 P2PSand模型边坡稳定性

甘肃积石山6.2级地震触发青海中川乡液化型滑坡-泥流特征与成因机理

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武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：许强彭大雷范宣梅董秀军张晓超王欣成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室

2023年12月18日甘肃积石山县6.2级地震在青海省海东市民和县中川乡金田村和草滩村触发了一起典型地震液化型滑坡-泥流，致使大量房屋被厚达数米的淤泥包围掩埋，因其表现出显著的突发性和超强的流动性，曾被误认为“砂涌”。通过现场调... 详细信息

2023年12月18日甘肃积石山县6.2级地震在青海省海东市民和县中川乡金田村和草滩村触发了一起典型地震液化型滑坡-泥流，致使大量房屋被厚达数米的淤泥包围掩埋，因其表现出显著的突发性和超强的流动性，曾被误认为“砂涌”。通过现场调查和遥感解译分析，确认该地质灾害为地震触发的液化型滑坡-泥流，并探讨了其成因机理。结果表明：（1）此次灾害是地震过程中的振动荷载导致台塬底部饱水粉砂层（黄土层）液化，形成滑坡并转化为泥流，泥流沿沟谷流动到达村庄后漫流成灾，并不是传统意义上的就地“砂涌”；（2）滑源区在液化过程中具体表现为溃散性破坏和侧向扩离两种失稳模式；（3）地震触发土体液化多发生在具有明显应变软化特征的饱水颗粒材料（粉质黄土、细砂等）中。此类地质灾害发生具有突发性，失稳后往往呈流体状远程运动，易造成灾难性后果，应引起高度重视。

关键词：地震滑坡-泥流溃散性滑坡侧向扩离地震液化甘肃地震

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区域性场地地震安评中地震液化判别方法研究

科技和产业 2024年第10期24卷 187-191页

作者：朱新建河北省水文工程地质勘查院(河北省遥感中心) 石家庄050021

土体的液化现象是地震导致的破坏主要原因之一,对液化进行准确判别成为研究的重点,因此地震液化判别在区域性场地地震安全性评价中是一项很重要的工作。为确保评价结果的准确性和可靠性,以张家口市阳原经济开发区2号地块区域地震安全性... 详细信息

土体的液化现象是地震导致的破坏主要原因之一,对液化进行准确判别成为研究的重点,因此地震液化判别在区域性场地地震安全性评价中是一项很重要的工作。为确保评价结果的准确性和可靠性,以张家口市阳原经济开发区2号地块区域地震安全性评价项目为研究背景,研究在区域性场地地震安全性评价中进行地震液化评价的方法和过程,通过对地震液化判别方法的研究,以期为地震安全性评价工作提供科学依据,以提高地震安全性评价的准确性和可靠性。研究成果对如何进行区域性场地开展地震液化评价有一定的参考和指导意义。

关键词：地震液化安全评价区域性液化判别

基于离心机振动台试验的地震液化中砂土细观结构的演化机理分析

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岩土工程学报 2022年第S2期44卷 45-49页

作者：谢小丽王子凡叶斌同济大学地下建筑与工程系上海200092

已有研究表明地震液化历史是影响砂土抗液化能力的重要因素,相关研究学者认为这种影响的内在机理是砂土颗粒在前次地震液化后形成了稳定或者不稳定的细观结构,但是目前针对地震液化全过程中砂土细观结构演化行为的直接试验数据还很少。... 详细信息

已有研究表明地震液化历史是影响砂土抗液化能力的重要因素,相关研究学者认为这种影响的内在机理是砂土颗粒在前次地震液化后形成了稳定或者不稳定的细观结构,但是目前针对地震液化全过程中砂土细观结构演化行为的直接试验数据还很少。通过离心机振动台试验模拟了一个饱和砂土地基的地震液化现象,在试验过程中测试模型不同埋深处的加速度、孔压以及地表沉降,并基于细观图像获取设备记录了地震液化全过程中砂土细观数字图像。试验结果表明微振动会增加颗粒接触、减小颗粒间孔隙,随着振动强度增加,颗粒重新建立接触,颗粒间孔隙重新分布。受孔隙流体向上渗流作用,颗粒形成偏竖向和偏横向联通的大孔隙,偏竖向大孔隙周围的颗粒在渗流作用下长轴偏向竖直。

关键词：地震液化离心机振动台试验细观数字图像砂土细观结构

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铁路互层土地震液化判定探讨

铁道工程学报 2023年第1期40卷 1-4,12页

作者：樊金赵平中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

研究目的:江苏省等沿海地区普遍分布黏性土与粉土、粉砂等相间呈韵律沉积的互层状地层,当前互层土液化的经验资料还很缺乏,针对性的研究尚少,工程中如何看待此类地层的液化特性仍不明确。因此,有必要探讨当前如何对互层土进行地震液化判... 详细信息

研究目的:江苏省等沿海地区普遍分布黏性土与粉土、粉砂等相间呈韵律沉积的互层状地层,当前互层土液化的经验资料还很缺乏,针对性的研究尚少,工程中如何看待此类地层的液化特性仍不明确。因此,有必要探讨当前如何对互层土进行地震液化判定,为各类铁路工程提供设计依据。研究结论:(1)《铁路工程抗震设计规范》对互层土的液化判定不适用,江苏省《岩土工程勘察规范》互层土的液化详判无法与初判结果相衔接,《软土地区岩土工程勘察规程》针对互层土液化判别的结果参考性降低;(2)当前规范判定互层土液化的各类试验方法,存在判别深度、折减系数、液化等级不匹配的问题,给实际应用带来了一定的困难;(3)当前互层土液化的经验资料还很缺乏,此类地层的震害资料需进一步积累并进行研究;(4)铁路勘察过程中,如何进行互层土的液化判定仍未明确,现阶段宜在参考互层土有关规范规定的基础上,采用多种方法对互层土液化进行综合判定,对工程的安全是有利的;(5)本文研究可为铁路工程在江苏地区的勘察设计提供参考。

关键词：铁路互层土地震液化

沉箱码头地震液化任意拉格朗日欧拉方法大变形分析

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哈尔滨工业大学学报 2022年第8期54卷 117-125页

作者：刘顺唐小微赵祥海岸和近海工程国家重点实验室(大连理工大学) 辽宁大连116023

为解决传统UL方法在大变形分析中由于网格畸变出现分析中断的问题,基于水土二相混合理论和算子分离技术,开发了一种解耦合任意拉格朗日欧拉方法(ALE方法),并将其用于松砂地基沉箱码头地震液化大变形分析。ALE方法能够在UL方法失效时完... 详细信息

为解决传统UL方法在大变形分析中由于网格畸变出现分析中断的问题,基于水土二相混合理论和算子分离技术,开发了一种解耦合任意拉格朗日欧拉方法(ALE方法),并将其用于松砂地基沉箱码头地震液化大变形分析。ALE方法能够在UL方法失效时完成强震作用下松砂地基沉箱码头的地震响应分析,保证网格整体质量并提供误差较小的数值解。此外,将ALE方法用于松砂地基沉箱码头地震液化减灾措施评价,为松砂地基下沉箱码头优化设计提供了一种途径。结果表明:松砂地基条件下,加密置换区土体能显著减小沉箱结构的位移和沉箱趾部前端隆起;对于置换区不加密的情况,加密回填区土体能减小沉箱结构的位移,但对置换区加密的情况,加密回填区土体对沉箱结构的位移无明显减小作用;置换区和回填区均存在临界有效加密范围,超过此范围,沉箱结构的位移响应无明显变化;碎石桩结合置换区和回填区加密措施能进一步减小沉箱结构的位移响应,并提高沉箱结构的抗液化潜能。

关键词：任意拉格朗日欧拉方法沉箱码头地震液化碎石桩

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地下水位上升对北京土层地震液化的影响

土木工程学报 2023年第S2期56卷 95-103页

作者：李原王睿张建民清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 清华大学土木水利学院北京100084

地下水位是砂土地震液化的重要影响因素,南水北调中线工程全线贯通后北京市地下水位持续上升。收集99个钻孔资料和122个地下水位监测站数据,采用基于最佳拟合分布的克里金插值方法,构建北京研究区域地下水位埋深和地层空间分布模型,分... 详细信息

地下水位是砂土地震液化的重要影响因素,南水北调中线工程全线贯通后北京市地下水位持续上升。收集99个钻孔资料和122个地下水位监测站数据,采用基于最佳拟合分布的克里金插值方法,构建北京研究区域地下水位埋深和地层空间分布模型,分析地下水位变化对北京土层地震液化的影响。取地震加速度为0.2和0.4g,采用两种基于标准贯入试验的液化判别方法,在北京市平均水位上升1m、3m、5m的情况下,计算液化指数的空间分布和区域液化等级划分。结果表明:随着北京市地下水位的上升,研究区域液化面积增大,液化等级整体有所提升。地震加速度为0.4g时,规范法计算得到地下水位升高5m,液化面积占比从30.8%提升至70.7%。该液化危险性评价为北京市岩土工程建设提供了有力指导,也为全球类似地下水位上升地区提供了计算方法。

关键词：地震液化地下水位标准贯入试验危险性评价

上覆黏土层条件下考虑空间变异的砂土地基地震液化可靠度研究

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河海大学学报（自然科学版） 2023年第3期51卷 121-126,134页

作者：陈胜周旭辉吴勇信江苏省岩土工程公司江苏南京210019 河海大学土木与交通学院江苏南京210098

基于FLAC3D有限差分软件,对上覆黏土层的砂土地基地震液化响应动力可靠度进行研究,建立了黏土-砂土地基平面应变模型,通过模拟土体剪切模量的空间变异性,利用蒙特卡洛模拟方法并结合生成的非高斯随机场评估液化区面积、超孔隙水压力和... 详细信息

基于FLAC3D有限差分软件,对上覆黏土层的砂土地基地震液化响应动力可靠度进行研究,建立了黏土-砂土地基平面应变模型,通过模拟土体剪切模量的空间变异性,利用蒙特卡洛模拟方法并结合生成的非高斯随机场评估液化区面积、超孔隙水压力和地表位移,研究了不同剪切模量变异系数(COV)对地基地震液化可靠度的影响。结果表明:剪切模量变异系数越大,液化范围缩小越困难,液化范围峰值的分布范围越分散;地表水平位移和地表最大差异沉降均随剪切模量变异系数的增大而增大。

关键词：空间变异性上覆黏土砂土地基地震液化