含地下水的回填砂土重力式岸墙地震残余角位移的拟静力计算 Calculation of seismic angular displacement of gravity quay walls with backfill sand and groundwater.pdfVIP

水 利 学 报 2009年5月 SHUIUXUEBAO 第40卷第5期 文章编号：0559．9350(2009)05．0623．67 含地下水的回填砂土重力式岸墙地震残余 角位移的拟静力计算 王丽艳1’2，刘汉龙1’3 (1．河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏南京210098；2．江苏科技大学土建学院，江苏镇江212003； 3．河海大学岩土工程科学研究所，江苏南京210098) 摘要：引用液化度指标考虑含地下水的回填砂土地震过程中的超静孔隙水压力对墙体运动的影响，基于Mononobe- ebakO．虑考时同。力压水动的里粒颗土算计似近论理力压水力静据根。力压土动主动的度化液虑考正修法力静拟 了水平与竖向地震载荷，根据力矩极限平衡确定旋转门槛加速度系数，采用旋转块体方法计算岸墙主动旋转运动 下的地震残余角位移。选用一理想的地震运动特征，应用该简单预测位移的方法对一算例进行了推算；并对回填 砂土内摩擦角、墙体与土间摩擦角、水平与竖向地震加速度系数、回填土地下水位、墙前自由水位和码头墙宽高比 多种参数下对旋转角位移的影响作了详细的定性分析，得出墙体残余角位移随着回填砂土液化度升高而逐渐增 大，以及当液化度很高时土的内摩擦角和墙体的摩擦将不再起工程作用等有用结论。 关键词：地震；含地下水的回填砂；重力式岸墙；液化度超静孔隙水压力残余角位移；拟静力法 U417．1+1 中图分类号：7I’U435 文献标识码：A 1研究背景 重力式岸墙作为一种挡土与挡水结构，一直因为具有整体性好，抗震性能强，地基应力较小，耐久性 及适应性强等优点在工程中得到应用；尤其近年来我国引进国外先进技术，采用深层水泥搅拌法加固海 上软基来探索与尝试建设重力式码头岸墙，促使重力岸墙在工程中得到广泛应用。岸墙震害实例中有 很多回填土没有发生液化，但是由于内部孔隙水的影响也产生了较大的破坏变形。Zeng…对墙后回填 土分别为干燥和饱和状态进行了离心机实验，测试结果表明了饱和砂土里含有的孔隙水对重力码头岸 墙侧向变形影响较大。故在重力式挡墙地震安全设计中，如何考虑回填砂土在地震过程中的孔隙水对 岸墙变形的影响是很重要的研究课题。 动土压力强度分布形式，并对影响参数作了较详细地分析。国际港工结构地震设计规范∞一1中提出了 Mononobe—Okabe拟静力法计算动主动土压力，在提到回填砂土超静孔隙水压力影响时，指出将土内摩擦 角简单折减来考虑其影响。国内外也有些学者已开发了几个经典的有效应力分析程序，借助动力有限 元数值方法考虑超静孔隙水压力对土工构筑物变形的影响，如孔宪京等¨1针对液化后变形开发了分析 程序，但目前还在研究中使用，没有推广；而且不同的动力有限元计算程序得出的结果也有差别，程序涉 及的参数也太多，很多还需借助动力试验才能确定关键参数，掌握起来也较困难。振动台试验是研究孔 隙水压力的很好手段，如邹德高等№1通过测试的孔隙水压力研究不同抗震措施下的管线破坏，但振动台 动力试验需要较高的研究经费，目前只能用作研究，难推广到一般设计中。 收穑日期：2008-06-08 基金项目：国家自然科学基金重点项目资助；江苏省青蓝工程创新团队资助项目 作者简介：王丽艳(1980一)，女。博士生．主要从事土动力学与岩土地震工程方面的研究。Email：wly．yzu@163．oom ··——623·-—— 万方数据 旋转角位移是重力挡墙最可能发生的重要破坏形式，Yasuda在第二届国际防灾与修复会议上指出 地震中构筑物的倾斜变形是以后很重要的研究课题，尤其是如何简单推求土工结构物的倾斜变形。 在前人的基础上增添了竖向地震载荷的影响、对重力挡土墙被动状态下的旋转位移作了一些拟动力理 论研究，但他们的不足是都没有考虑含有地下水位的回填砂土在地震过程中超静孔隙水压力的