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密砂的力学性质及密砂场地地震响应研究

作　者: 李靖
导　师: 雷卫东；苏栋
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 土木工程
关键词: 密砂三轴试验循环加载试验 SUMDES2006 场地地震响应分析
分类号: TU435
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 31次
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内容摘要

近年来随着我国用地的日趋紧张,沿海城市的填海工程日渐增多,其中用密砂来填海已经成为了一种重要的选择之一,因此对于密砂的了解已经变得尤为重要。而国内外对密砂的研究却显得很分散,同时对于场地在强震下的地震响应分析也多是研究松砂场地,对密砂场地的地震响应则研究的较少,所以对密砂的研究显得更为必要。本文针对以上存在的问题,围绕2008年度深圳市公共科技项目—“深圳市填海砂土场地地震响应研究”开展研究工作,主要研究内容、研究方法及结论包括以下两个部分:第一部分利用深圳大学岩土实验中心的GDS三轴仪对相对密度为80%的平潭砂分别在排水和不排水条件下进行拉伸、压缩和循环加载等一系列试验,目的对现有理论进行验证,对密砂的力学行为进行详细的比较和分析,力求对密砂的性质有一个全面深入的理解,并为本构模型参数的率定提供数据基础。通过对试样进行的循环加载试验,发现与松砂相比,密砂具有很强的抗液化性能,并且达到液化后强度也不会立即消失;同时发现循环应力比,固结应力比,初始有效围压的大小,都对密砂的液化性能、强度和变形有一定的影响。第二部分选择与状态相关的临界状态砂土模型,利用软件SUMDES2006对密砂场地进行初步的地震响应分析。通过对比强震下不同峰值加速度的地震波作用下的砂土场地的沉降量、水平位移、加速度以及超静孔压的发展,分析了振动强度对密砂场地的影响。结果表明:密砂场地接近液化后对地震波的传播仍有一定的放大作用,但越接近液化的位置放大作用越不明显;剪胀的发生在液化之前,剪胀对竖直方向的沉降产生很大的影响,会产生较大的膨胀使地表的沉降量减小;对侧向位移影响相对较弱,会使发生剪胀的土层之上的土层不会产生更大的侧向位移。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题背景  8
  1.2 国内外研究现状及分析  8-13
    1.2.1 砂土液化和三轴试验的相关研究  8-9
    1.2.2 地震作用下的场地效应  9-10
    1.2.3 水平场地地震响应分析方法  10-13
  1.3 本文研究的内容  13-14
第2章密砂的力学性质研究  14-36
  2.1 引言  14
  2.2 试验仪器与选材  14-15
  2.3 试验步骤  15-21
    2.3.1 试样的制备  18
    2.3.2 压缩试验的操作步骤  18-19
    2.3.3 拉伸试验的操作步骤  19
    2.3.4 循环加载试验的操作步骤  19-20
    2.3.5 相对密度的控制  20
    2.3.6 试验操作总结  20-21
  2.4 试验结果分析  21-35
    2.4.1 围压对密砂强度和变形的影响  21-22
    2.4.2 循环加载控制参数的影响  22-33
    2.4.3 密砂的排水压缩试验同中密砂的比较分析  33-34
    2.4.4 相对密度 80%的平潭砂与其他密度的砂的循环加载试验比较分析  34-35
  2.5 本章小结  35-36
第3章密砂场地地震响应分析  36-54
  3.1 引言  36
  3.2 场地分析软件 SUMDES 和 SUMDES2006 的介绍  36-37
  3.3 本构模型及相关参数的率定  37-41
    3.3.1 本构模型介绍  37-39
    3.3.2 模型参数的率定  39-41
    3.3.3 不同方法制样对参数的影响  41
  3.4 分析模型的建立  41-42
  3.5 地震波的选取  42
  3.6 峰值加速度0.64g地震波作用下密砂场地响应分析  42-49
    3.6.1 沉降量分析  42-43
    3.6.2 侧向位移分析  43-44
    3.6.3 超静孔压分析  44-45
    3.6.4 加速度时程分析  45-46
    3.6.5 加速度反应谱分析  46-47
    3.6.6 室内三轴试验结果与场地模拟对比分析  47-49
  3.7 不同峰值加速度地震波作用下密砂场地响应分析  49-52
    3.7.1 峰值加速度为 0.166g 地震波作用下的不同深度的参量比较  49-50
    3.7.2 峰值加速度为 0.33g 地震波作用下的不同深度的参量比较  50-51
    3.7.3 三种峰值加速度的地震波影响下液化趋势和剪胀性分析  51-52
  3.8 本章小结  52-54
结论  54-56
参考文献  56-62
致谢  62

密砂的力学性质及密砂场地地震响应研究

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