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1.
以变形作为地震工程安全设计的控制标准是近年来逐渐发展的趋势,海港公路工程中大型重力式沉箱码头在液化地基中的地震残余变形的分析是较复杂的。采用定义在应变空间中考虑土体动主应力轴方向偏转影响的多重剪切机构塑性模型的动力有效应力分析方法,分别从地震加速度幅值、码头底部置换砂与码头身后回填砂土的标贯击数、处理范围以及码头宽高比等详细分析了码头地震残余变形随各影响因素的变化规律,结果表明,地震动水平、置换砂处理厚度、标贯击数和码头的宽高比是较敏感的影响因素,对残余变形具有显著的影响,且回填砂的加固存在一个合理有效范围。计算绘出的一系列分布图有助于工程设计者初步预测码头的地震残余变形 相似文献
2.
基于液化侧向变形实用统计模型和地震概率模型,建立了可以考虑地震随机特征和土体性质不确定性的液化侧向变形超越概率模型框架,通过实际案例初步探讨了模型的有效性,并将超越概率模型与现有统计模型的预测结果进行了对比。分析结果表明,若液化侧向变形的条件概率满足正态分布,标准差在5%到20%期望值范围内变化时,对位移超越概率影响不大;若满足对数正态分布,标准差对超越概率有一定影响。实用统计模型只能预测指定地震水平下的液化侧向变形值,而超越概率模型考虑了指定时间内所有可能地震的发生概率,可以同时预测变形值及发生概率,更加适合用于区域性的地震液化灾害评估。 相似文献
3.
考虑到行波效应对防波堤地震动力响应的影响,建立了基于弹塑性本构的防波堤-地基系统三维有限元模型。分析中考虑了结构间的动态接触作用,并采用基于接触负载均衡的显式并行计算方法,解决了大规模非线性有限元问题的求解困难。计算给出了不同视波速下行波效应对防波堤挡浪墙沉降、防波堤残余变形以及挡浪墙截面弯矩的影响程度及规律。结果表明：挡浪墙震后沉降随视波速增大而增大,并逐步逼近一致激励响应;行波效应对防波堤残余变形模式几乎没有影响,行波激励与一直激励下所得的残余变形模式基本一致,横波地震动输入下引起的震后残余变形要大于纵波输入下的残余变形;多数情况下,行波激励下的挡浪墙弯矩会比相应的一致激励下的响应大。分析方法及结果为防波堤三维整体抗震设计提供了参考。 相似文献
4.
基于CFD的地震液化研究新进展 总被引：3，自引：0，他引：3
综述了近年来关于液化土体流体动力学特征的试验发展状况,以及基于计算流体动力学（简称CFD）的地震液化数值模拟现状,重点介绍了目前比较活跃的可以较高精度模拟液化土体流动状态的三次伪质点数值方法（简称CIP法）。通过对CFD和传统固体力学在地震液化研究中的应用比较,指出了应用CFD的三大优势,即土体大变形问题、液化土体参数分析以及液化土体中结构物的变形应用CFD分析,均可获得较好的结果。进一步提出,在地震液化应用中,未来CFD的发展应该考虑整合液化前的土体性状研究和地震液化中桩-土-结构物的综合分析。 相似文献
5.
采用砂土液化大变形弹塑性本构模型分析可液化砂土,采用模量随应力与应变变化的等效非线性模型增量形式分析碎石桩,应用FLAC3D有限差分软件对地震动力作用下可液化场地碎石桩复合地基进行三维动力响应分析。模拟分析了在地震作用下碎石桩刚度效应和排水效应对加固处理可液化场地的抗液化效果,从初始小变形到液化后大变形的变形发展,超静孔压累积与消散,及桩与土的变形与应力分配变化等。结果表明,所用模型与方法可合理描述可液化场地碎石桩复合地基在地震作用下场地的动力响应特性和抗液化效果;在地震作用下可液化场地中桩周土体与碎石桩体的竖向应力与水平向剪切应力向碎石桩体集中,竖向有效应力比可降至约1/6～1/3;桩周土体与桩体为非协调变形,剪应变比可达7～10;碎石桩抗液化影响范围约为2.5～3倍桩径,对超过3.5倍桩径范围影响较小;碎石桩与砂土渗透系数比大于100时对降低砂土中超静孔隙水压影响明显;碎石桩对场地的加密效应可显著降低超静孔隙水压力,而碎石桩刚度则对超静孔隙水压力变动影响较小,但有助于减低地面加速度响应峰值。 相似文献
6.
采用颗粒流软件模拟了饱和砂土在不排水条件下的循环剪切试验,研究了不同因素对液化的影响,并进一步分析了饱和砂土液化后宏观变形的基本规律。在此基础上,从孔隙分布角度解释了砂土液化后的大变形的细观物理机制。通过自编程序对颗粒排列和孔隙分布的演化过程进行定量描述,给出孔隙率标准差作为液化后体积收缩势的度量,并研究了孔隙率标准差与液化后大变形的关系。离散元细观数值模拟再现了室内试验中的宏观现象,证实了室内试验中饱和砂土液化后的有限剪切大变形是客观真实的材料响应。土体体积收缩势的累积所导致的孔隙均匀化以及土颗粒间自由空隙增大正是饱和砂土液化后循环剪应变逐渐增大的细观机制。孔隙率标准差作为孔隙均匀化的量化指标,与循环剪应变各周次幅值有良好的相关性。 相似文献
7.
砂土液化导致的地基侧向大变形是地震中许多重要的工程设施和建筑物破坏的主要原因之一。简要介绍了可进行液化大变形分析的散粒体材料本构模型--应变空间多机构CG模型,基于FLIP ROSE程序平台,建立了预测和研究倾斜地基砂土液化导致侧向大变形的二维有限元数值分析方法。采用该模型对相同工况的土工动态离心模型试验进行了模拟,通过对比超孔隙水压力、剪切波水平加速度以及地基侧向位移发现,数值预测与试验结果吻合良好,从而验证了该有限元数值分析模型的可靠性。最后利用该数值分析模型预测了倾斜率不同的地基受到相同剪切波作用时,倾斜地基不同深度产生的侧向位移。预测结果显示,随着地基深度的减小,倾斜率对于地震液化导致倾斜地基侧向大变形的影响越来越显著。 相似文献
8.
《岩土力学》2020,(4)
采用颗粒流软件模拟了饱和砂土在不排水条件下的循环剪切试验,研究了不同因素对液化的影响,并进一步分析了饱和砂土液化后宏观变形的基本规律。在此基础上,从孔隙分布角度解释了砂土液化后的大变形的细观物理机制。通过自编程序对颗粒排列和孔隙分布的演化过程进行定量描述,给出孔隙率标准差作为液化后体积收缩势的度量,并研究了孔隙率标准差与液化后大变形的关系。结果表明,试样初始状态并不会影响液化后的极限状态,仅对初始液化所需循环次数有影响。数值模拟可再现室内试验中的宏观现象,证实了室内试验中饱和砂土液化后的有限剪切大变形是客观真实的材料响应。土体体积收缩势的累积所导致的孔隙均匀化以及土颗粒间自由空隙增大正是饱和砂土液化后循环剪应变逐渐增大的细观机理。孔隙率标准差作为孔隙均匀化的量化指标,与循环剪应变各周次幅值有良好相关性。 相似文献
9.
《岩土力学》2021,(4)
采用颗粒流软件模拟了饱和砂土在不排水条件下的循环剪切试验,研究了不同因素对液化的影响,并进一步分析了饱和砂土液化后宏观变形的基本规律。在此基础上,从孔隙分布角度解释了砂土液化后的大变形的细观物理机制。通过自编程序对颗粒排列和孔隙分布的演化过程进行定量描述,给出孔隙率标准差作为液化后体积收缩势的度量,并研究了孔隙率标准差与液化后大变形的关系。结果表明,试样初始状态并不会影响液化后的极限状态,仅对初始液化所需循环次数有影响。数值模拟可再现室内试验中的宏观现象,证实了室内试验中饱和砂土液化后的有限剪切大变形是客观真实的材料响应。土体体积收缩势的累积所导致的孔隙均匀化以及土颗粒间自由空隙增大正是饱和砂土液化后循环剪应变逐渐增大的细观机理。孔隙率标准差作为孔隙均匀化的量化指标,与循环剪应变各周次幅值有良好相关性。 相似文献
10.
地震引起的土体液化和地基失效对岩土工程师而言仍是一个热点问题。地震液化及地基变形可以采用多种地基加固方法防治,碎石桩技术是常用方法之一。碎石桩复合地基抗液化效用主要是增加桩周土体的密度、桩体的排水以及桩体分担地震水平剪应力作用(桩体减震作用)。目前,以抗液化为主的碎石桩复合地基的设计以及效果评价方法仍只考虑加密作用。首先通过3个模型(1个饱和砂土地基模型、2个碎石桩复合地基模型)的振动台试验研究抗液化碎石桩的减震作用。然后以试验记录的模型动力反应以及建立的理论模型为基础,分析碎石桩复合地基的桩体减震作用。试验及理论分析结果表明,复合地基中的碎石桩可以明显地降低作用在桩间可液化土上的地震剪应力。 相似文献
11.
饱和砂土地震液化判别的可拓聚类预测方法 总被引：4，自引：0，他引：4
基于可拓学的物元模型和聚类分析原理,提出了饱和砂土地震液化判别的可拓聚类方法。选取地震烈度、震中距、砂层埋置深度、地下水位、标贯击数、平均粒径、不均匀系数和动剪应力比等8个影响因素,作为饱和砂土地震液化的评价因子,构建了经典域物元和节域物元。应用物元理论和可拓集合中的关联函数,建立预测模型,通过聚类分析得到饱和砂土地震液化的判别结果。实例研究表明,该模型能客观地反映砂土的液化规律,可拓聚类预测方法应用于饱和砂土地震液化判别是有效可行的。 相似文献
12.
基于有限元理论,进行了缓坡土层地震液化引起大变形的数值方法研究,即采用二维有效应力动力有限元方法进行分析,在液化分析过程的每一时段考虑地震液化和振动软化得到土单元的模量,通过非线性静力方法计算每时段地震液化引起的大变形,得到土层各深度处的水平和竖向位移。由算例分析了地震动和土层坡度等因素的影响,通过对比分析表明了该方法的有效性,可为工程场地地震地质灾害评价提供参考数据。 相似文献
13.
Numerical study of the deformation of saturated soil in the vicinity of a vibrating pile 总被引：1，自引：1，他引：0
The paper presents a dynamic finite-element analysis of the deformation of saturated cohesionless soil in the vicinity of the toe of a vibrating cylindrical pile. The soil behaviour is described by a hypoplastic constitutive model with intergranular strain assuming locally undrained conditions for the pore fluid. Emphasis is placed on the detailed analysis of stresses and displacements in the soil. It is shown that, starting from a homogeneous stress state, the first several cycles of vibration lead to the formation of a permanent liquefaction zone with vanishing effective stresses at a certain distance from the pile. The displacement field reveals an accumulation of residual displacements in the soil in the form of rotation. The influence of the initial stress state, the pore fluid compressibility, the pile displacement amplitude and the soil density on the formation of a liquefaction zone, on the stress amplitude in the soil and on the intensity of the permanent rotation is investigated. 相似文献
14.
可液化场地微型桩的地震响应分析是确保工程安全和优化抗震设计的前提。应用动态离心机试验和三维有效应力数值分析方法,研究了微型单桩桩台的侧向变形和加速度、不同埋深桩身弯矩、可液化场地的加速度及超孔隙水压力等响应特征。首先开展了相对密实度为57%饱和土层、输入波是频率为1 Hz和峰值加速度为1.516 m/s2正弦波的微型桩40 g动态地震响应离心机试验,进而应用基于多重剪切机构塑性模型和液化前缘状态面概念的三维有效应力分析方法,反演了试验结果,并进行了对比分析,结果表明,数值模拟与离心机试验结果吻合,液化场地特性控制着建于其中微型桩的地震响应特征,微型桩桩台的水平变形和残余变形可达78、30 mm,桩身最大弯矩和最大残余弯矩呈现向桩身底部迁移特点,同时表明,基于动态土工离心机试验和数值分析相结合的研究方法,分析可液化场地微型桩地震响应特性是有效可行的,研究结论为可液化场地微型桩的抗震设计提供了可靠的依据和参考。 相似文献
15.
Hanifi Missoum Mostefa Belkhatir Karim Bendani Mustapha Maliki 《Geotechnical and Geological Engineering》2013,31(1):279-296
In a number of recent case studies, the liquefaction of silty sands has been reported. To investigate the undrained shear and deformation behaviour of Chlef sand–silt mixtures, a series of monotonic and stress-controlled cyclic triaxial tests were conducted on sand encountered at the site. The aim of this laboratory investigation is to study the influence of silt contents, expressed by means of the equivalent void ratio on undrained residual shear strength of loose, medium dense and dense sand–silt mixtures under monotonic loading and liquefaction potential under cyclic loading. After an earthquake event, the prediction of the post-liquefaction strength is becoming a challenging task in order to ensure the stability of different types of earth structures. Thus, the choice of the appropriate undrained residual shear strength of silty sandy soils that are prone to liquefaction to be used in engineering practice design should be established. To achieve this, a series of undrained triaxial tests were conducted on reconstituted saturated silty sand samples with different fines contents ranging from 0 to 40 %. In all tests, the confining pressure was held constant at 100 kPa. From the experimental results obtained, it is clear that the global void ratio cannot be used as a state parameter and may not characterize the actual behaviour of the soil as well. The equivalent void ratio expressing the fine particles participation in soil strength is then introduced. A linear relationship between the undrained shear residual shear strength and the equivalent void ratio has been obtained for the studied range of the fines contents. Cyclic test results confirm that the increase in the equivalent void ratio and the fines content accelerates the liquefaction phenomenon for the studied stress ratio and the liquefaction resistance decreases with the increase in either the equivalent void ratio or the loading amplitude level. These cyclic tests results confirm the obtained monotonic tests results. 相似文献
16.
17.
可液化地基上地铁车站结构地震反应特征有效应力分析 总被引：2，自引：0，他引：2
采用Byrne简化的Martin-Finn振动孔压增量模型描述土体的液化特性,采用Davidenkov黏弹性本构模型描述土体的非线性特性,建立了可液化地基-地铁车站结构非线性静、动力耦合相互作用的二维分析模型,采用动力有效应力分析方法对可液化地基上两层三跨岛式地铁车站结构的地震动反应进行了数值分析,并与动力总应力方法分析的结果进行对比,结果表明：地铁车站结构两侧及底部邻近位置的土体较易液化,地基土的液化对地下结构邻近地表的加速度反应有明显的影响,且在地基土液化的影响下地下结构有明显上浮的趋势,并呈现出中部上凸的变形特征,地下结构的破坏型式为上层顶板和底板两端的受拉破坏、下层底板边跨跨中的上拱弯曲破坏、中柱的受压破坏、侧墙底端的弯曲破坏。 相似文献
18.
Tadahiko Shiomi Shoichi Tsukuni Munenori Hatanaka Yoshiyuki Tanaka Yoshio Suzuki Tadayoshi Hirose 《Computers and Geotechnics》1987,4(4):221-245
A dynamic effective stress analysis with the finite element method has long been recommended to predict the liquefaction phenomena of sandy soil by authors and Zienkiewicz et al. as well as the similar approaches by the others. Our approach of the analysis is summarized in the first.
Until recently, however, these approaches has not commonly been used as the means of design, although its capability of prediction is appreciated by geotechnicians. This method has been neglected because of the lack of verification studies of soil models of sand and mathematical formulation for boundary problems of liquefaction phenomena. Therefore the verification of the numerical method to evaluate liquefaction potential are urgent requirement of the recent engineering practice. To respond this requirement, extensive numerical studies on the liquefation simulations are performed by DIANA program for shaking table tests which have been conducted by the authors. The test models are soil-structure type models with combination of homogenous ground and partially improved ground by compaction.
The good performance of our approach is proved by the results of numerical simulation showing good agreement with experimental data in terms of response acceleration, excess pore pressure, and deformation profile. It is also demonstrated that the numerical results can provide substantial information to understand the mechanisms of soil ground behavior which is not easily obtained by experiments.
The procedure to identify soil constants for the reflecting surface model is also reported in details. 相似文献
19.
Breaking‐wave‐induced dynamic response and instability of seabed around a caisson breakwater are investigated. A seabed‐rubble‐breakwater system is modeled using finite elements. The impact response of the porous seabed and rubble foundation is assumed to be governed by the coupled Biot equations, and three possible formulations are considered with respect to the inclusion of inertial terms. The response is presented in terms of shear stress and pore pressure distributions at three locations underneath the breakwater. The effect of seabed and wave parameters and the inertial terms on the impact response is investigated through parametric studies. Analyses show that usually partly dynamic formulation yields the largest response amplitudes as compared to the fully dynamic formulation, which is the most complete form. The instability of seabed and rubble mound as a result of instantaneous liquefaction is also studied. Breaking wave‐induced pressures in some cases are found to cause liquefaction in the rubble and the seabed. The effect of some parameters on the instability is found to be significant. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献