吹填土液化特性初步研究

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围海造陆逐渐成为滨海土地开发利用的重要来源,在地震振动激化下,人工吹填土场地易出现液化且液化范围较广,将严重威胁场地区域的建构筑物与滨海地区人民的生命财产安全,因此吹填土的动力与液化特性逐渐受到关注。吹填土也称之为冲填土,它是由河滩及港口底部的泥沙经挖泥船和泥浆泵通过水力冲填的方式填筑而成的沉积土,这种吹填土通常是以砂粒为主并含有黏粒的混合土。实际吹填土场地中,距离吹填口远近的不同,吹填土的成分、黏粒含量也不尽相同,通常情况下在砂土中会形成黏土透镜体,使得土层的排水边界条件产生变化。尽管在这类混合土场地上开展了诸多的工程建设,但目前对这种吹填混合土动力特性的研究仍较为缺乏,吹填土的液化机理模糊不清。  本论文在国内外现有理论和方法的基础上,通过动三轴试验开展对吹填土动力特性及液化机理的研究。试验土样取自广州南沙区围海造陆工程,开展这类吹填土的GDS动三轴试验。通过试验确定了不同砂粒含量的吹填土抗液化强度。试验结果表明吹填土中砂粒含量对 Finn孔压模型参数影响较大,通过试验确定了不同含砂量下吹填土 Finn孔压模型参数。本文获得了以下主要结论:  1、吹填土由于其成分和颗粒含量不同,导致其所具有的抗液化强度改变。  (1)通过开展不同含砂量冲填土样的GDS动三轴实验,测得吹填土的抗液化强度随着含砂量的增加而减小且降幅较大。而当吹填土的含砂量较高时,随含砂量的增加土样的抗液化强度先增加后减小,在某一含砂量时其抗液化强度最低。  (2)吹填土孔压比的增幅在施加循环荷载初期较大,随后逐渐达到初始液化状态振幅,并趋于稳定。在施载过程中,孔压比呈波动型逐渐上升,在达到0.95-1.00时逐渐趋于稳定。孔压变化幅值与含砂量密切相关,随着含砂量的增加,试验过程中孔压比增长的幅值越来越大。  (3)当土体的动应变已经达到初始液化标准而动孔压比并未达到时,液化判别以动应变为主。  (4)试样承受循环荷载时,土体骨架承担外部荷载,加载过程中试样土颗粒逐渐压密,超孔隙水压力逐渐增大,故土体的强度越来越低,达到初始液化状态。  (5)随着含砂量的增加,土体达到初始液化状态所需要的破坏振次逐渐减小,结果表明随着含砂量的增加土体抗液化强度降低,并且降低的速度越来越快。  2、Finn孔压模型可以较好的反应土体在受到循环荷载时孔隙水压力的变化。  3、通过固结实验计算得到 Finn孔压模型所需的孔压模型参数。吹填土成分的不同对Finn孔压模型参数影响较大,给出了不同含砂量吹填土孔压增量与体积应变增量的关系曲线,为吹填土场地液化数值分析提供初步依据。  上述研究结果为吹填土场地的动力特性分析提供实测数据,同时将为吹填土场地液化的分析与评价提供初步的借鉴。
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