散體材料砂樁加固液化砂土的振動臺試驗研究.pdf

1、飽和砂土的地震液化問題是巖土工程中一個重要的研究課題。用散體材料樁對可液化砂土進行加固，其有效性及適用性已被實際工程所證實，逐漸發展成為一種應用廣泛的抗液化處理措施。目前，對散體材料樁抗液化的機理有了一定的認識，但還有很多不足，實際處理工程中的設計和液化判別仍以考慮對樁間土的加密效果為主，存在著加固過于保守而造成浪費或未能消除全部液化風險的問題，相關研究缺乏試驗數據。 鑒于此，本文依托國家自然基金資助項目“樁體加固液化砂土作用機

2、理的試驗研究”(項目號50578104)，以散體材料砂樁為對象，通過振動臺模型試驗對其加固液化砂土的效果進行了較系統的研究，主要內容為兩方面：①未加固模型土與砂樁加固模型土中超靜孔隙水壓力及孔壓比產生、發展的區別；②不同加固參數(樁長、樁距)對砂樁體抗液化效果的影響。通過對試驗宏觀現象的觀察和對試驗數據整理分析后，得到如下結論： 1．未加固模型土，距表面越近，超靜孔隙水壓力越小，孔壓比越大，土體越易液化；液化區域首先出現在淺層土

3、中，隨振動時間增長向下擴展，最后導致整個土層液化，伴隨出現噴砂冒水現象。 2．未加固模型土，振動開始后約6s，各層土中超靜孔壓產生并逐漸增大，16s左右時，各層的孔壓比均達到或超過1；采用3D(D為樁徑)樁距的砂樁進行加固，振動開始后約14s，各層的超靜孔壓產生，并在40s左右到達峰值；3.5D樁距加固，振動開始后約12s，各層的超靜孔壓產生，36s左右到達峰值；4D樁距加固，振動開始后約10s，各層的超靜孔壓產生，32s左右到

4、達峰值?？梢姡翰捎蒙皹都庸毯?，模型土中超靜孔壓產生及其達到峰值的時間比未加固模型土中的相應值推遲，且樁距越小，推遲時間越長。 3．加固和未加固模型土，超靜孔壓峰值過后的衰減規律一樣，孔壓和孔壓比衰減很緩慢，且自下而上隨埋深減小，衰減速度越來越慢。 4．10cm短樁加固模型土，砂樁體利于淺層土排水，淺層土中的超靜孔壓較小，而較深的土層中，孔隙水難以排出，超靜孔壓積累很高，導致其液化勢高于淺層土，液化區域首先產生在較深土層，

5、然后向上擴展，隨著振動時間增長，裂隙的發展，深層孔隙水在動水壓力作用下找到突破口，發生噴砂冒水。 5．20cm 中長樁加固模型土，淺層土中的超靜孔壓高于較深層土中的值，這是因為中長樁利于較深層土體的排水，使其超靜孔壓積累較小，而深層孔隙水上排過程中，淺層土得到補給，導致淺層土中超靜孔壓不斷增大。 6．采用砂樁加固的模型土中，除了4D樁距、10cm樁長的模型土在全深度發生液化外，其余樁距和樁長組合，都起到了一定的抗液化作

6、用，其中：3D樁距、20cm樁長加固效果最好，土體幾乎沒有變化；3.5D樁距、10cm樁長及4D樁距、30cm樁長加固時，土體有一定程度軟化，但沒有液化；其余組合則均在上層或下層土體中發生了不同程度的液化。說明：采用砂樁加固可液化土，相同樁距時，并不是樁越長效果越好；相同樁長時，也不是樁越密效果越好，一定條件下長樁密布仍會液化，而在一定樁距時使用短樁會起到好的效果，可見樁體抗液化作用與不同參數加固時對地基形成的排水效果密切相關。實際工程