文摘

探索一系列震动测试循环模型的基础上,没有细胞监禁在基础建造与变量影响下的深度和直径变量净支承应力进行了研究。液化时间上的限制的影响,最终结算,超孔隙水压力,诱导建立加速度进行了研究。结果表明,安装电池最小直径接近的基础和足够的穿透深度明显推迟了液化时间。它可以被视为一种技术来减少横向扩散和下面的最终结算的基础在颤抖。结果表明,细胞减少多余的封闭区域内的孔隙水压力和孔隙水压力外迁移限制阻止液化的诱导。此外,基金会的加速度峰值限制基础土壤系统减少而没有牢房禁闭的情况。

1。介绍

液化发生由于孔隙水压力积累在地震荷载作用下饱和砂沉积,导致大量减少底层土壤的强度。这种现象通常是伴随着大量的地面沉降。土壤液化的发生在浅基础也会导致过度的永久性建筑物和其他结构的变形。如果土壤强度减少的数量不足以支持结构的重量,承载力失败会发生。因此,结构就会沉淀下来,由于丧失承载力大幅度旋转。这两种类型的行为,也就是说,地基沉降和承载力失败,曾被观察到在过去的地震。结构或元素受地震荷载的基础设施可能遭受严重损伤而有些损失是直接关系到土壤液化(1- - - - - -3]。为了防止或减轻土壤液化,导致下层土壤液化的因素是很重要的。这些因素已报告由不同作者(如种子文(1];石原(4];米切尔(5];菲格罗亚et al。6])。大多数土壤改良技术的各种用于控制液化危害是逃避大量增加孔隙水压力在地震摇晃。这可以通过致密化的土壤和/或改善其排水能力。土壤改良技术强夯、振捣石头列,威克斯排水使用全球减轻液化(7- - - - - -9]。此外,提高液化势的力量通过micropiles斜筋也调查麦克马纳斯等。10];Naein和Moayed11]。这些技术对液化旨在增加土壤改良土壤密度和发展理想的致密化。基于这种方法的致密化,横向约束技术的土壤下面的基础是通过许多调查人员没有考虑液化现象,但只关注提高承载力如上所述El Sawwaf和Nazer [12]。异常,对于小人员调查的影响由板桩侧密封放置以下路堤在液化土液化的方法缓解证实了木村等。13和困难问题等。14]。因此,在本文中,一种新的替代技术用于液化侧向约束方法缓解与其他技术相比,土壤改良,减少土壤液化加载下的基础系统。这个限制是适应使用圆形钢细胞直接安装在加载在液化地基基础。

2。振动台模型试验的安排

本研究中描述的物理测试进行了振动台与计划的尺寸100厘米×100厘米,高度45厘米,人物1。表执行振动在地球的引力场和它控制振幅大、多轴输入运动(六自由度)。这个表是为了应用谐波振动。振动的振动台的设计范围约2和0.35 g赫兹的加速度。这是必要的地震级别液化模型下地面基础受到振动时。这个表的垂直振幅位移被发现18毫米。

模型测试中执行一个圆形刚性钢槽内直径70厘米和100厘米深度。模型箱直接放置和固定到振动台认为两个枢轴点坦克的基础。采用模型的基础是圆形刚性钢板,直径100毫米,厚度20毫米。测试立足点有中央螺纹孔直径16毫米。一个圆形钢细胞与可变直径1毫米厚度设计为基础模型下土壤监禁;这个细胞直径和高度有一个变量。

3所示。测试材料和样品制备

Fine-to-medium干硅砂用于这项研究。颗粒的形状是次圆形的圆形,而有些次棱角状。土壤颗粒的比重是2.59。最大和最小干密度是17.34 kN / m³和15.1 kN / m³和相应的最小和最大孔隙比是0.354和0.645,相应。使用干筛分粒度分布确定方法。有效的大小、均匀系数和曲率系数的测试样本分别为0.145,3.7,和1.26毫米。为了建立土壤床,沙子倒在层的50 mm厚度的雨技术。允许干沙雨在空中以恒定放电率和高度的下降来实现统一的密度。进行了一系列的测试来检查获得的相对密度和均匀的沙子样本通过使用三种密度在测试箱罐放置在不同的位置。倒沙子后,每个模具都仔细挖掘和样品的密度计算。下雨的技术用于这项研究提供了一个统一的相对密度约72%的单位重量16.65 kN / m³。砂床构造后在干燥条件与前面提到的密度,自来水被注入水箱浸泡沙子的饱和状态。的饱和密度测试沙子也获得使用这些罐放置在不同的位置和由此产生的饱和密度是19.12 kN / m³对所有测试系列。

4所示。实验程序

沙层成立后,细胞被垂直推到沙滩上在设计地点和预定的深度和直径,基础是直接放置在顶部的土壤承压。一系列震动测试进行的基础,没有监禁在饱和条件下细胞。基础和在沙层受到震动,直到系统失败由于液化。达到液化所需的时间和最终解决故障被记录为每个测试的基础。瓶是开启的地方,因此,在基础土壤系统受到一个输入正弦运动基地2赫兹的频率。记录的加速度表使用一个加速度计固定在表的基础。0.35 g幅度被记录。

实验计划的目的是调查在缓解液化侧向约束的影响。土壤的几何模型的基础上,将细胞图所示2,细胞直径和深度除了应用净轴承压力(σ)不同评估他们对液化的影响时间(t_液体)和模型的最终结算的基础(年代_f)。液化发生后的结果都被记录下来。这些结果如表所示1使研究的细节参数和条件。在不同的细胞几何(震动测试进行D / B,h / B)和净轴承压力(σ= 15、30和60个kPa)为确定液化时间和最终解决。

净轴承压力是应用使用死重量由圆形盘子的铅。这些圆形权重直径130毫米和20毫米厚度,板的中心孔的18毫米。中心螺杆相连的中心地位和两个钢铁坚果18毫米的厚度与杆刷新到基础的顶面,以防止铅与土壤接触或基础表面在颤抖。的最终结算footing-cell系统记录,和诱导最大孔隙水压力为每种情况下深度等于0.25B以下基金会(在限制区内)也是由孔隙水压力传感器测量。这些传感器一般应变仪类型,精确捕捉微小波动与高精度的压力。传感器主要用于仪器测量孔隙水压力的分布模型,观察整合过程中飞行。在液化试验的情况下,这些传感器基本定位液化部分和它的大小。的最大基础加速度峰值也记录下来。

5。结果和分析

5.1。细胞几何液化时间的影响

为了研究横向约束的影响低于使用采用钢的基础细胞液化时间、人物3构造。图中显示细胞的变异几何(D / B)获得液化时间,所需的时间,直到土壤液化,在不同埋置细胞比率。从这个图中,可以看出细胞直径减小,安装接近与足够的埋深,诱导液化的时间增加了。也可以看出细胞产生明显的侧向约束的安装。这种约束有一个有效的作用,防止下面的横向扩散与液化的基础。也得出结论,细胞推迟了液化发生。的液化时间的基础上增加是由于密封效果,增加直接相关的细胞直径和埋置率,除了表演净轴承基础应力如图3(一个),3 (b),3 (c)。的比率(D / B)减少,液化时间迟来的细胞与足够的深度(安装h / B至少1.5)提供了一个相当大的改进的区域。增加细胞深度作为垂直钢筋提供了额外的可液化土的剪切强度在颤抖。

这证实了Naein和Moayed [11)报道,通过使用micropiles液化势强度增加。当细胞直径减少,基础和在路基像一个连贯的压实质量,同时增加细胞直径减小的程度提高和产生致密化;此外,横向传播增加液化迅速诱导结果。

改善土壤质量由安装这样的细胞作为抗相干体也提高了液化层的压实特性,提供合适的负荷能力结构负载转移到地面。

液化时间的失败是依赖于净轴承压力在低应力水平,图3(一个)(σ= 15 kN / m² )、液化得到的时间比在高应力水平如图3 (b)和3 (c)。在低净轴承压力(σ= 15 kN / m²),(D / B= 1,h / B= 2)液化时间增加了56%的初始值,在高应力水平达到55% (σ= 60 kN / m²)。液化时间的增加也是合理的,这种细胞的存在导致进步的致密化在路基和作为一种改进的区域相对于其他技术的改进。这种方法是有价值的延迟所发生的液化Kokusho [15,16)验证延迟液化的概念,证实了本研究。

5.2。应用净支承应力诱导液化的影响

图4显示了液化时间和动应力的变化在不同的细胞几何。它注意到增加净轴承压力导致降低液化时间在不同的细胞直径和深度。结构应力的存在明显影响土壤的行为支持它。代理压力可以在下面的土壤产生膨胀的行为,不仅导致显著增加土壤强度和刚度,而且还在增加孔隙压力迁移和液化的潜力是诱导迅速在高应力水平。关于数据4(一),4 (b),4 (c),发现增加净支承应力明显降低液化时间。

减少取决于该地区的封闭区域或比率(D / B)和(h / B)。一旦细胞深度增加,时间增加,但增加了细胞直径导致液化时间逐渐减少。另一方面,当细胞直径增加机会减轻横向传播支持土壤减少,因此,液化时间发生得很快。

5.3。电解槽的几何形状对最终的基础沉降的影响

自封闭区能够限制地基土的侧向迁移自由场,观察到的表面在不同细胞几何基础沉降和净轴承在不同应力见图5。液化后测量的最终沉降在土壤基础系统是降低没有包含在参考基础。密切的封闭单元安装基础(D / B= 1.00),减少结算的比例是11%,对于浅细胞原始值(h / B= 0.5),深层细胞百分比达到44.5% (h / B= 2.00)。这些值低轴承压力,15个kPa。而对于更高的支承应力,60 kPa,这些值达到18.5%和50%,分别。基础下面的细胞和封闭块像密实砂列可以被densefaction视为一种修复技术。细胞提供整体基础力量和路基刚度增加;因此,限制基础土壤系统的最终沉降在颤抖,却降低了5。减少结算相关细胞直径及其embedement深度的地方,随着细胞直径和安装足够的深度,减少基础沉降却降低了。在D / B= 1,h / B≥1.5,细胞作为一个约束,阻止了封闭的地基土的流入自由场因此,结算与液化却降低了。

然而,增加基础压力提供了一个独特的增加净额结算液化后提出了数字5(一个),5 (b),5 (c)。它是注意到在低应力,图5(一个)与其他病例相比,沉降值大幅下降的围压应力增加如图5 (b)和5 (c)。线性关系推导出了和解与电解槽的几何形状,这些线性支持限制造成的致密化效应细胞。它也可以得出同样的D / B比,细胞越深,沉降越小,这种趋势是观察到不同的压力。然而,细胞之间的关系几何和结算代理基础影响压力。在同一细胞几何基础压力越高,沉降越高。

5.4。细胞几何效应引起的超孔隙水压力

众所周知,随着水压的增加地面震动由于地震期间,地下水可能会发现的地面救援超孔隙压力。然而,安装封闭细胞与预定的深度可以显著影响孔隙压力迁移。可以看出细胞修改,减少引起的超孔隙水压力,如图6介绍了电解槽的几何形状之间的关系,测量超孔隙压力在深度0.25B在限制区内以下基础。它注意到下面的细胞提供了一个有效的控制路基密实化,产生的基础,因此,超孔隙水压力明显降低,这不是局限在地区发展。

在同一细胞直径、超孔隙压力降低,增加细胞深度与案件没有细胞明显如图6。也注意到,在小细胞直径有足够embedement深度、孔隙水压力的迁移已经完全消失在封闭区域。限制下的超孔隙水压力发展区域。因此,液化引起限制外块。它可以合理的基础和在路基作为深基础因此开发液化的基础细胞,孔隙压力的地方迁移。孔隙水压力迁移发生在地震之后,当孔隙水压力在液化的区域将会高于在隔壁关/改善区由于较大的剪切变形,发生在液化的土壤。两个区域之间的压力差导致流入限制区域,但细胞防止流经承压块,因此,所有的迁移已经平行于细胞深度和低于限制细胞。这可以引起孔隙水压力的增加和降低潜在力量改善区域的底部。因此,液化了底部的细胞由于额外的超孔隙压力增加。这可以清楚地指出更高的动压力(σ= 30和60 kN / m²)如图6 (b)和6 (c)。,增加基础压力导致产生的超孔隙压力的增加和减少路基的稳定性,代理压力增加了形成超孔隙水压力,使开发的方式限制下的液化。

5.5。细胞几何基础加速度峰值的影响

为了研究安装下面的细胞基础的影响在土壤液化地基加速度峰值,峰值测量之间的关系基础上加速细胞几何图所示7在不同净轴承压力。人们已经发现,细胞可以改变,减少由此产生的基础加速度相比,其他情况下正常的基础没有细胞。获得的细胞直径减少,峰值加速度却降低了。减少基础的峰值加速度也影响细胞深度基础加速度峰值大幅减少与增加细胞的深度。较低的细胞直径有足够的锚固深度、土壤颗粒进入紧缩配置增加密度,和进步的致密化发生,那么路基刚度明显增加。基金会和封闭块可液化土中表现得好像僵硬的一个单位,抵制和吸收地面加速度。因此,明显减少峰值加速度是观察。另一方面,基础加速度峰值也受到施加围压应力的影响,增加围压应力导致显著降低基础加速度如图7(一),7 (b),7 (c)。在同一细胞深度随着围压应力逐渐增加,基础加速度峰值却降低了。可以证明,安装下面的细胞基础不仅增加了路基刚度也提高了基础稳定在地震摇晃,确认图7这清楚地表明,基础加速度峰值大幅下降是由于监禁这样的细胞,获得的效果虽然改善区增加。它可以得出的结论是,这种技术的液化缓解横向约束比其他方法更有效的土壤密实化,因为这限制技术是降低了峰值加速度,提高路基的行为基础。

6。结论

从实验的主要结论如下。(1)安装下面的封闭细胞基金会提供整体基金会加强和提高了路基刚度在地震摇晃。它也被认为是一个好的方法来控制相关的地基土液化的横向传播。(2)下面的细胞和封闭块基金会作为一个密实砂列或连贯的质量可以被densefaction视为一种修复技术。(3)使用这种细胞延迟和增加土壤的液化时间限制的基础系统由于其产生进步的致密化。(4)细胞直径减少,安装有足够的埋置深度、液化势明显改善。同时,诱导液化的时间增加。(5)增加净轴承压力导致减少时间诱导土壤液化和产生膨胀的行为。(6)细胞能够限制地基土的侧向迁移并显著降低液化后的最终结算。(7)围细胞有很大的影响在迁移和减少改变孔隙压力引起的超孔隙压力在封闭区域。下面的超孔隙压力是封闭区,液化是诱导外承压块。(8)关基础土壤系统的基础加速度峰值降低电池安装时最小直径和足够的深度。