某公路场地砂土液化判别及预测分析

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自1964年美国阿拉斯加发生里氏8.5级地震,同年日本新潟县发生里氏7.5级地震,大规模地震液化造成房屋沉陷、桥梁堤坝坍塌、道路损毁、农田自溢、大面积土体流向塌方等灾害,从而引起了世界各国学者对地震液化问题的广泛关注与研究。因此如何合理准确的判别场地砂土液化情况,对于建筑场地的选择及液化防护措施的选取至关重要。近些年来国内发生的大地震中,地震液化引起的土体变形破坏与土体液化后发生流动破坏依然是地震灾害主要表现形式之一,那么研究土体发生液化后产生的变形,对液化后的变形进行预估,为后续的工程设计和施工具有重要意义。本文以公路场地为研究对象,根据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011)和《公路工程抗震规范》(JTG B02-2013)中的地震液化判别方法对场地地震液化可能性做出判别,借助FLAC3D数值模拟软件评价场地液化性,并与规范法判别结果对比分析。结合以往的研究成果和FLAC3D数值模拟软件对研究区域在一定工况下地震液化后产生的变形进行预估。得出以下几方面的研究成果:(1)在研究区域范围内按照地下水位在自然地表以下2米,抗震设防烈度8度,利用《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011)判别:研究区域场地地层不液化;利用《公路工程抗震规范》(JTG B02-2013)判别:第3层细砂存在液化可能性,液化等级为轻微液化。(2)根据FLAC3D数值模拟的结果,在震动荷载作用下,通过观察监测节点孔隙水压力、有效应力和超孔压比随着时间的变化情况,第3层细砂具有液化可能,模拟结果与《公路工程抗震规范》(JTG B02-2013)判别结果基本一致。(3)在判别土层液化性的工况条件下,根据地震液化竖向变形机理对地表沉降量预测估算,得出最大沉降量为7.20cm与FLAC3D预测竖向变形量在同一量级上相差不多;跟据侧向变形机理对地表侧向位移预测估算,得出最大位移量约为15.0cm与FLAC3D预测的侧向变形量15.97cm基本一致,说明FLAC3D在地震液化的判别和变形预测分析中具有较高准确性。
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