Influence of seismic motions on behavior of piles in liquefied soils          下载免费PDF全文

Kaustav Chatterjee  Deepankar Choudhury 《国际地质力学数值与分析法杂志》2018,42(3):516-541

In the present study an analytical procedure based on finite element technique is proposed to investigate the influence of vertical load on deflection and bending moment of a laterally loaded pile embedded in liquefiable soil, subjected to permanent ground displacement. The degradation of subgrade modulus due to soil liquefaction and effect of nonlinearity are also considered. A free headed vertical concrete elastic nonyielding pile with a floating tip subjected to vertical compressive loading, lateral load, and permanent ground displacement due to earthquake motions, in liquefiable soil underlain by nonliquefiable stratum, is considered. The input seismic motions, having varying range of ground motion parameters, considered here include 1989 Loma Gilroy, 1995 Kobe, 2001 Bhuj, and 2011 Sikkim motions. It is calculated that maximum bending moment occurred at the interface of liquefiable and nonliquefiable soil layers and when thickness of liquefiable soil layer is around 60% of total pile length. Maximum bending moment of 1210 kNm and pile head deflection of 110 cm is observed because of 1995 Kobe motion, while 2001 Bhuj and 2011 Sikkim motions amplify the pile head deflection by 14.2 and 14.4 times and bending moment approximately by 4 times, when compared to nonliquefiable soil. Further, the presence of inertial load at the pile head increases bending moment and deflection by approximately 52% when subjected to 1995 Kobe motion. Thus, it is necessary to have a proper assessment of both kinematic and inertial interactions due to free field seismic motions and vertical loads for evaluating pile response in liquefiable soil.  相似文献   

盾构隧道下穿管道施工引起的管-土相互作用研究     

可文海  管凌霄  刘东海  邓建林  李科  徐长节 《岩土力学》2020,41(1):221-228

采用Loganathan公式研究了盾构隧道下穿管道施工引起的地下管道处土体竖向位移，利用考虑土中剪力传递的Pasternak模型模拟管-土相互作用，运用修正Vlasov模型中的迭代流程计算出Pasternak模型的关键参数——弹性系数k与剪切系数gs。将计算结果与已有文献结果及工程监测数据进行对比，深入分析了迭代求解k、gs值的Pasternak模型与传统模型的计算差异，并进一步研究了土中剪力、管道与隧道的夹角、土体弹性模量及隧道半径的变化对管-土相互作用的影响。研究结果表明：迭代求解的k、gs值能提升Pasternak模型的精确度；土中剪力对管道竖向位移计算值的影响可达15.3%；随着管道与隧道夹角的减小，管道的竖向位移增大、弯矩减小；土体弹性模量与隧道半径的增大均会增加管道的竖向位移和弯矩。  相似文献   

北部湾地区海砂填料的动力特性分析     

王家全  陈胜前  唐毅  黄世斌  黄钦政 《海洋工程》2020,38(5):149-155

为研究北部湾地区海砂填料的动力特性，采用高级动态三轴测试系统开展循环荷载下的动三轴试验，研究不同围压及不同动应力幅值对海砂动力特性的影响规律。试验结果表明：轴向累计应变随围压增加而减小，围压150 kPa时振次10 000后应变仅为3%；随着动应力幅值的增大轴向累积应变随之增大，且达到破坏标准的时间越短。动弹性模量随着动应力幅值和围压的增加而增大，不同围压下动弹性模量随动应变的增加出现先骤减再略减后稳定的发展趋势，ε_d>0.3%后开始趋于稳定；不同动应力幅值下动弹性模量出现先增后减直至稳定的趋势，其中动应力幅值对动弹性模量有明显的影响，围压影响相对较小。孔压比随动应力幅值增加而减小，随围压增加而增加。  相似文献   

固结时间对软土动力特性影响的试验研究     

兰景岩  王延伟  曹振中  刘娟 《震灾防御技术》2019,14(4):742-749

固结试验是研究软土动力特性的重要环节，固结时间是影响软土动力特征参数的重要因素。围绕岩土工程及科研工作中对动三轴试验中固结时间影响规律的认识较为模糊的问题，拟对天津滨海软土开展动三轴平行试验，分别采用8h、12h、24h、48h进行固结，针对软土的最大动剪切模量G_max、最大阻尼比λ_max及动剪切模量比G_d/G_max和阻尼比λ随动剪切应变γ_d的变化规律，分析固结时间对软土动力特性参数的影响。试验结果表明:G_max、λ_max、G_d/G_max-γ_d曲线、λ-γ_d曲线受固结时间的影响较为显著。G_d/G_max-γ_d曲线随着固结时间的增加而减小。阻尼比试验结果表明动剪切应变存在明显的分界点，分界点以下，中长期固结时间所得阻尼比较大，而分界点以上，短期固结时间所得阻尼比较大。  相似文献   

Effects of fabric anisotropy on elastic shear modulus of granular soils   总被引：1，自引：1，他引：0  

Bo Li  Xiangwu Zeng 《地震工程与工程振动(英文版)》2014,13(2):269-278

The fabric anisotropy of a granular soil deposit can strongly infl uence its engineering properties and behavior. This paper presents the results of a novel experimental study designed to examine the effects of fabric anisotropy on smallstrain stiffness and its evolution with loading on the elastic shear modulus of granular materials under a K0 condition. Two primary categories of fabric anisotropy, i.e., deposition-induced and particle shape-induced, are investigated. Toyoura sand deposits with relative densities of 40% and 80% were prepared using deposition angles oriented at 0o and 90o. Piezoelectric transducers were used to obtain the elastic shear modulus in the vertical and horizontal directions(Gvh and Ghh). The measurements indicate distinct differences in the values of G with respect to the different deposition angles. Particle shapeinduced fabric anisotropy was examined using four selected sands. It was concluded that sphericity is a controlling factor dominating the small-strain stiffness of granular materials. The degree of fabric anisotropy proves to be a good indicatorin the characterization of stress-induced fabric evolution during loading and unloading stress cycles. The experimental data were used to calibrate an existing micromechanical model, which was able to represent the behavior of the granular material and the degree of fabric anisotropy reasonably well.  相似文献   

确定砂土动剪切模量和阻尼比的方法对比     

宋东松  冯震  金红山  孙逸涵 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(5):1366-1380

确定土体动剪切模量的常用方法有规范法、Kumar法和自相关函数法,确定相应阻尼比的方法有规范法、Das and Luo法、Kokusho法、Kumar法和互相关函数法,为了分析不同方法所产生差异,实现定量化对比分析,笔者以福建标准砂（粒径为0.5~1.0 mm）为研究对象,采用不排水的应力控制动三轴试验,探讨不同的确定土体动剪切模量和阻尼比方法的差异性,并给出了不同土体条件建议选用的方法。结果表明：1）3种方法确定动剪切模量的结果有一定的差异,随剪应变的增大结果的差异逐渐增大,有效围压对结果的差异性有所影响,当剪应变为4×10^-3,有效围压为100 kPa时,3种方法差异显著,相对误差最大接近20%;2）而5种方法确定阻尼比的结果差异显著,随着剪应变的增大,5种方法确定的阻尼比相对误差大体上均在迅速减小,只有规范法在有效围压为100 kPa时,其相对误差有较小的增大趋势;5种方法中,Kumar法确定的阻尼比最接近平均阻尼比,互相关函数法远高于平均阻尼比,Das and Luo法和Kokusho法确定的阻尼比基本一致但低于平均阻尼比。建议以后的工程应用中,加载方式为应力控制时,可采用自相关函数法确定动剪切模量,采用Kumar法确定阻尼比,二者确定的动剪切模量和阻尼比均最接近平均值。  相似文献   

岩体波速与坝基岩体变形模量关系   总被引：1，自引：0，他引：1  

宋彦辉  巨广宏  孙苗 《岩土力学》2011,32(5):1507-1512

岩体变形模量是岩体工程设计最重要的参数之一,尽管其可以通过各种现场试验来获得,但因其耗时、费力、投资大,使得许多中小型工程及大型工程的初步设计阶段无法通过试验来得到这一参数。因此,许多研究者建立了诸多岩体变形模量与岩体物理力学参数或岩体质量分级之间的相关关系,如岩体变形模量与RQD、RMR分级、Q分级、岩体纵波速度等之间的关系,从而利用这些关系估算岩体变形模量。总结了已有估算岩体变形模量的各种方法,讨论了其应用条件及预测结果,重点分析了利用岩体纵波速度估算岩体变形模量的方法及存在的问题,并以玛尔挡坝址为实例,建立了相关预测公式。通过与已有估算方法的对比研究,阐明了各种方法预测结果的异同,表明其建立的估算公式与Barton等公式具有较好的一致性,可以用来估算岩体的变形模量。  相似文献   

不同风化程度花岗岩动力特性实验研究     

刘博  李海波  李俊如 《岩土力学》2011,32(9):2640-2644

采用6种不同风化程度的花岗岩试样,在相同围压下进行了不同加载速率(1～105 MPa/s)的动三轴压缩实验。研究发现,不同风化程度花岗岩试件的抗压强度、弹性模量均随加载速率的增加而增加,泊松比随加载速率的增加而减小。抗压强度的增加幅度随风化程度的增加而增加,弹性模量的增加幅度基本保持不变。  相似文献   

橡胶颗粒改良粉煤灰土的动力特性试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

李长雨  刘寒冰  魏海斌 《岩土力学》2011,32(7):2025-2028

对橡胶颗粒改良粉煤灰土的动强度、动模量、黏聚力和内摩擦角进行了动三轴试验研究,并将试验结果与粉煤灰土的动力特性加以对比,分析表明:粉煤灰土及橡胶颗粒改良粉煤灰土在同一围压下动强度均随破坏周数的增加而减小;在同一破坏周数下动强度随着围压的增加而增加;粉煤灰土的黏聚力为203.73 kPa,内摩擦角为11°;橡胶颗粒改良粉煤灰土的黏聚力为227.26 kPa,内摩擦角为17°,橡胶颗粒改良粉煤灰土的黏聚力增大了23.53 kPa,提高了11.55%;粉煤灰土的初始切线模量及平均动模量高于橡胶颗粒改良粉煤灰土的初始切线模量及平均动模量。研究表明,橡胶颗粒改良后的粉煤灰土具有动强度高、黏聚力和内摩擦角大的特点,从而说明橡胶颗粒改良后的粉煤灰土可以作为季冻区路基冷阻层材料。  相似文献   

裂隙岩体变形模量尺寸效应研究Ⅱ:解析法   总被引：1，自引：1，他引：0  

杨建平  陈卫忠  戴永浩 《岩土力学》2011,32(6):1607-1612

通过分开考虑岩块和裂隙对岩体变形的贡献,研究了任意裂隙分布岩体等效变形模量的解析计算方法,并用正交裂隙岩体对该方法进行了验证,得到的结果和经典解析解完全一致。此外,通过该方法对锦屏Ⅱ级电站辅助洞中段随机裂隙岩体进行不同尺寸、不同方位下等效变形模量的计算,计算结果显示,随着岩体尺寸的增大,不同方位的变形模量值趋于稳定,该裂隙岩体变形模量的特征单元对(REV)尺寸为8 m,和有限元计算结果一致。结果表明该方法可以用来研究裂隙岩体等效变形模量尺寸效应和各向异性特性,研究成果对于裂隙岩体等效变形参数取值具有重要意义。  相似文献