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黄河三角洲地基土地震液化的试验研究和数值模拟

作　者: 董淑云
导　师: 刘红军
学　校: 中国海洋大学
专　业: 环境工程
关键词: 饱和粉质土地震危险性分析试验研究动力特性数值模拟
分类号: P315
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 220次
引　用: 3次
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内容摘要

本学位论文共分五部分。第一部分对论文的研究意义、现状和内容进行阐述；第二部分介绍现场和室内试验，获得黄河三角洲沉积物的工程性质和分布特征；第三部分进行地震危险性分析，建立起地震动参数和加速度时程；第四部分分析黄河三角洲饱和粉质土在循环荷载下的动力特性，包括变形特性和强度特性；第五部分进行地震荷载下粉质土液化发生情况的数值分析。据资料显示，黄河三角洲地基土为易液化的饱和粉质土，且具有很强的独特性，不同于一般土体。目前对于该区的液化判别多是利用规范中的标贯、静探、剪切波速等液化判别公式进行，这些方法是否适用于该区，有待于进一步研究。本论文选择试验方法研究该区地基土动力特性，具针对性和科学性；数值分析法综合了数学、力学和计算机的知识，用来研究地基土液化发生发展过程，在分析上较为严密，可以考虑地震动特性、地形地质条件、荷载作用及边界条件等多种因素的影响。论文通过地震危险性分析建立起超越概率63％、10％和3％的地震荷载的地震动参数和加速度时程。利用循环荷载试验得出特殊地基土的动剪切模量、阻尼比与剪应变的关系；沉积物的临界破坏孔压比，粉土和粉质粘土为0.65，粉砂为0.87；归一划出孔压上升和抗液化强度的数学模型。应用有效应力的二维排水土层反应分析法对地震荷载作用下的地基土的响应过程进行数值模拟，分析液化发生情况得出：未来50年63％和10％超越概率的地震水平下，三个典型研究区的地基土均没有发生液化。3％超越概率的地震荷载水平下，东营港表层4m粉土层有可能发生液化；孤东表层3m粉土层有可能液化；大王北6～8m处粉砂有液化的可能；孔压在表层发展较快。

全文目录

0 前言  8-9
1 研究意义、现状与内容  9-14
  1.1 研究意义  9-10
  1.2 研究现状  10-12
  1.3 研究内容  12-14
2 现场、室内试验的分析研究  14-21
  2.1 黄河三角洲的概况及典型研究区域的界定  14-16
  2.2 现场、室内土工测试工作  16-17
    2.2.1 现场工作  16
    2.2.2 室内试验  16-17
  2.3 现场、室内试验的数据分析  17-21
3 地震动时程的建立  21-30
  3.1 地震危险性分析方法简述  21-23
  3.2 黄河口地区地震危险性分析  23-26
  3.3 地震动时程的建立  26-30
4 地基土的动力特性和液化的seed简化分析法  30-51
  4.1 概述  30-31
  4.2 试验方案的制定  31-32
    4.2.1 试验方案制定的依据  31
    4.2.2 试验方案  31-32
  4.3 共振柱试验  32-36
    4.3.1 共振柱试验过程  32-33
    4.3.2 变形特性的分析  33-36
  4.4 动三轴试验  36-45
    4.4.1 动三轴试验过程  36
    4.4.2 液化破坏标准的分析  36-40
    4.4.3 孔隙水压力上升规律的分析  40-41
    4.4.4 孔隙水压力上升模型的分析  41-44
    4.4.5 抗液化强度的分析  44-45
  4.5 基于Seed简化分析法的液化判别  45-51
    4.5.1 判别过程  46-47
    4.5.2 判别结果  47-51
5 地基土液化的有限元数值分析  51-68
  5.1 土层反应分析法的发展、现状及本文选择的方法  51-53
  5.2 土体动力分析的过程  53-61
    5.2.1 动力运动方程  53
    5.2.2 Biot固结有限元方程  53-59
    5.2.3 Biot固结有限元方程的求解  59-61
  5.3 有限元计算参数的分析  61-65
    5.3.1 计算区域情况  61
    5.3.2 本构模型及其参数  61-64
    5.3.3 抗液化强度模型  64-65
    5.3.4 孔隙水压力上升模型  65
    5.3.5 地震波的输入  65
  5.4 有限元分析结果  65-68
6 结论  68-70
参考文献  70-76
附表  76-91
致谢  91

黄河三角洲地基土地震液化的试验研究和数值模拟

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