有限边界的地震砂土液化试验2011-9-12..docVIP

有限边界的地震砂土液化试验 震旦石窟 文摘Earthquakes and earthquake soil liquefaction test Abstract: Simulation is an important means to study earthquakes. In the study of soil liquefaction during earthquakes discovered a simulation to simulate earthquake liquefaction test methods. This test method, the earthquake, seismic soil liquefaction phenomenon, the mechanism of soil liquefaction characteristics of earthquake research, has a very active role. Key words: earthquakes; soil liquefaction; simulation; test; 1．模拟地震与模拟地震砂土液化试验 地震作为一个自然现象，人们对其的感知，虽然已有数千年的历史。但其具大的破坏力、不可预见的随机性、突发性，使地震成为人类历史上，最神密、最复杂、最难解的课题之一。因此；积极模拟地震、模拟地震对地面建筑结构体的破坏，模拟地震砂土液化现象，是了解地震、了解地震灾害的重要方法之一。 自20世纪60年代，人们开始模拟地震，建立地震模拟振动台系统。并由最初的“简单的单向运动向复杂的三向六个自由度发展，试验的内容也由砌体结构模型试验、框架结构模型试验、筒体结构模型试验向桥梁结构模型试验、具有隔震和减震装置的结构模型试验、结构与地基共同工作的模型试验等新的领域发展”［］朗读显示对应的拉丁字符的拼音［］– Defense）上进行了足尺钢框架振动台试验。由日本、美国、中国、新西兰、意大利和英国等多个国家共 47个队伍参加，代表了工程抗震结构非线性领域的必威体育精装版研究和应用水平。该比赛要求对一足尺钢框架结构进行振动台试验预测性分析，提交分析结果 包括结构各种地震反应及倒塌时间 并与振动台试验结果进行对比，以结果的准确性作为评判的标准” ［］由于所涉及问题的复杂性和认识上的不足，以及现有连续介质力学原理处理粒散土材料力学问题上的差异，使得现有的研究成果和反应分析原理尚存在许多足 ［］［］ Figure 1 Earthquakes, sand liquefaction test device simulates 3．1砂土液化容器（图1 所示） 选取一个能够容纳足够量的砂土容器，为了便于观察，要求透明，其大小视形成液化的宏观效果确定。为取得演示液化效果，因此；容器深度宜大于容器开口直径。因本人目前条件所限，选取了日常所见的大规格透明的纯净水瓶（如条件许可，其大小可无限，只是需要有相应的应力、动力源）。容器的强度，要求在震动过程中，不会因震动而发生破裂，或严重变形。 3．2砂土液化动力来源 地层中有孔隙气存在，并且在某些地震过程中，有气态动力源存在，如火山爆发、岩浆活动、出露等，一些构造运动也能造成处于静态的孔隙气运动，这些都可能成为地震砂土液化的动力来源。因此；选用压力气源作为本装置的应力来源，压力大小，可视容器的大小来确定。一般应大于装满后（干澡状态下）砂土的自重应力的两倍。因为砂土液化后砂土层有位移运动的现象，因此；还应加上砂土层位移所克服的摩阻力（或抗剪强度）。两项之和约为砂土自重应力的2倍。 3．3应力调节 本装置是采用调压阀来实现对应力的大小、时间、频次等，进行控制调节的。通常是先用小压力、逐步增加至液化所需的压力。通常；压力上限为砂土自重应力的2倍左右。在逐步加压过程，可观测到砂土液化过程中，与地下水位的变化、压力、砂土自重之间的关系。 如果在加压过程，增设压力增减变换频率的装置，则液化的现象和程度就更快、更宜实现。 3．4应力点或震中、发震点设置 应力点是作用于砂土层中，导致砂土液化时的作用点，相似于地震时的震中、或发震点，在试验中，设置在砂土液化容器的底部中心位置。刻意追求震中与地表的最大间距。 3．5水位设置，与孔隙水压观察 砂土液化必须有水参于，没有水、就不会有砂土液化，或不叫液化。水位越高，砂土层就越宜震动液化。为了说明砂土受震动后，能引起孔隙水压上升、导致地下水位升高；砂土液化不仅是饱和土的液化，而是包括非饱和土在内的砂土液化。因此；本试验装置设置了较低的水位，尽量形成一个非饱和砂土层的存在，并演示只有非饱和砂土发生液化时，我们才能发现砂土液化的宏观现象。 为了便于观察孔隙水压与砂土震动液化