基于振動臺試驗對不同樁體加固液化土變形特性的研究.pdf

1、液化土加固問題一直是巖土工程重點關注及研究的課題。碎石樁和水泥土樁被廣泛應用于液化土地基處理。碎石樁的排水、擠密效果以及水泥土樁對地基豎向承載力的提高效果均在實際工程中得到了普遍的認可。但其對液化土加固的機理研究仍有不足，需要進一步深入研究及科學試驗的認證。本文依托國家自然基金“樁體加固液化砂土作用機理的試驗研究”（項目號50578104）、山西省交通廳科技項目“黃土地區樁體加固砂土抗液化機理的研究”（合同編號10-1-06）以及山西省

2、交科院黃土實驗室開放基金項目“液化土層樁基礎承載性狀的試驗研究”（KLTLR-Y13-3），展開以液化土地基加固機理為背景、以1:18的相似幾何比模擬地表以下8.64m范圍內的砂土液化土層震害情況的研究，通過三組液化模型即碎石樁加固液化土模型、水泥土樁加固液化土模型以及碎石樁與水泥土樁復合加固液化土模型分別進行振動臺試驗，記錄不同加固模型不同埋深、不同水平位置處的孔隙水壓力、土壓力及位移時程曲線并進行整理分析。
　　本研究主要內容

3、包括：⑴宏觀現象反映：不論哪種加固模型，在循環荷載振動作用下，樁頂均出現排水，且隨著碎石樁根數的增加，排水量逐漸增多，振動結束后，整體表面呈凹狀并向振動方向傾斜，且局部出現沙丘，碎石樁加固模型下部土體密實，水泥土樁加固模型土體上部密實，碎石樁和水泥土樁復合加固模型土整體呈現較密實。由孔隙水壓力分析得出：不論哪種加固模型，孔隙水壓力時程曲線均隨振動荷載施加孔隙水壓力值增大，達到峰值保持幾秒后，隨振動開始緩慢下降,直到試驗結束；同一種加固模

4、型，孔隙水壓力均隨埋深的加深不斷增大；同一位置處，水泥土樁加固模型的孔隙水壓力最大，復合樁加固模型次之，碎石樁加固模型最小，說明碎石樁提供了良好的排水通道，有助于孔隙水壓力的消散。⑵由土壓力分析得出：不論哪種加固模型，土壓力時程曲線均隨振動荷載施加土壓力在靜壓力附近上下波動幾秒后，土壓力迅速下降到最小值，隨后以此定值波動直到試驗結束；同一水平面上，0cm處的土壓力減小量最小，-14cm處次之，14cm處最大；同一加固模型土壓力均隨著埋深

5、的加深不斷增大；相同位置處，碎石樁加固模型的土壓力最大，水泥土樁加固模型次之，復合樁加固模型最小，比較相同條件下，復合樁加固模型中樁體分擔的土壓力最大；土壓力與埋深、水平位置三者關系滿足P=z0+ax+by+cx2+dy2+fxy（y-埋深/cm；x-水平位置/cm；P-土壓力/kPa；Z0, a, b, c, d, f-與加固模型有關的系數）關系式，由此可推算出三種加固模型不同位置的土壓力。⑶由沉降量分析得出：不論哪種加固模型，振動開

6、始幾秒沉降量均不變，隨振動繼續，沉降量迅速到最大，之后以此值保持到試驗結束；同一埋深平面沉降呈凹型并傾斜，且隨著埋深的加深，凹沉的曲率減??；相同水平位置處，隨著埋深的增加，沉降量在不斷的減小，且隨著碎石樁根數的增加，沉降量逐漸減??；沉降量與埋深和水平位置的關系為：S=z0+ax+by+cx2+dy2+fxy（y-埋深，單位cm；x-水平位置，單位cm；S-沉降量，單位mm；Z0, a, b, c, d, f-與加固模型有關的系數）關系式