碎石樁復合地基的液化判別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測定碎石樁剛度的輔助試驗裝置，包括用于與混凝土塊體連接的圓板、和用于嵌套在碎石樁的上端部的圓筒罩；所述圓筒罩垂直設置在圓板的下表面，圓筒罩的上沿與圓板的下表面相平貼連接，且圓筒罩與圓板為同圓心軸設置。圓板上第一圓圈上均勻設置有三對用于與混凝土塊體連接螺桿穿過的第一圓形通孔；圓板第二圓圈向內(nèi)均勻環(huán)設有多圈用于與圓筒罩連接的螺栓穿過的第二通孔，每圈第二通孔有三對均勻設置的第二通孔。本發(fā)明提供的測定碎石樁剛度的輔助試驗裝置，該裝置將原有試驗中的激振質(zhì)量全部放置在碎石樁的樁體上，只針對碎石樁的樁體進行試驗，大大減少了土體對試驗結(jié)果的影響，提高了碎石樁剛度測試的精確程度。
【專利說明】碎石粧復合地基的液化判別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種碎石樁復合地基的液化判別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國基礎建設事業(yè)的發(fā)展，許多工程必須建設在高烈度嚴重液化地區(qū)，必須對該地區(qū)的地基進行改良處理才可以轉(zhuǎn)化為建筑工程所需的良好地基。振沖碎石樁法作為一種不良地基的改良方法，常被使用在改良天然易液化地基，將不良地基轉(zhuǎn)化為優(yōu)良的碎石樁復合地基。
[0003]目前較典型的砂土液化判別方法有兩種，即Seed簡化法和我國規(guī)范判別法。我國規(guī)范法屬于經(jīng)驗法，是根據(jù)我國或者國外的幾次地震后出現(xiàn)噴砂，冒水、滑移和沉陷等地面變形為標志的液化場地上的實測數(shù)據(jù)建立起來的，成為目前我國常用的判別法則。Seed簡化法屬于試驗分析法，其實質(zhì)是將砂土中由振動產(chǎn)生的剪應力與產(chǎn)生液化所需剪應力(即在相應的動力作用下砂土的抗剪強度)進行對比來判定砂土是否液化。我國規(guī)范判別法主要根據(jù)幾個地震區(qū)的實測數(shù)據(jù)得來，所以具有明顯的地區(qū)特性，更加適用于發(fā)生過地震的那幾個地區(qū)。然而我國地域遼闊，不同地區(qū)的地質(zhì)條件存在差異，運用統(tǒng)一規(guī)范判定勢必造成判別的不準確。Seed簡化法建立在試驗分析的基礎上，沒有判別效果的地域差異特性，但是比較適用于均勻地基，對于碎石樁復合地基，該方法的判定過于保守。而且目前我國缺少適用于碎石樁復合的地基的液化判別準則。
[0004]碎石樁復合地基由土體和碎石樁樁體構(gòu)成，碎石樁樁體成為了復合地基的加筋樁，且樁體的剛度與土體的剛度不同，樁體由密實的碎石構(gòu)成，所以樁體的剛度要大于土體的剛度。在地震等振動作用下，由于樁體的剛度大于土體的剛度，所以樁體分擔了更多的地震產(chǎn)生的水平剪力、土體分擔的地震水平剪力減少。復合地基的液化主要指復合地基中的土體的液化，由于土體中的地震剪應力減少，所以地基的抗液化性能得到大幅度提升。
[0005]地震等振動產(chǎn)生的水平剪力通過復合地基邊界傳遞至復合地基中的樁體和土體，樁體和土體各自分配了相應的剪力。
[0006](I)關(guān)于樁體和土體各自分配的剪力采用Seed簡化計算方法一剛度分配法。復合地基中某一深度地震剪力剛度分配法的表達式可表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種碎石樁復合地基的液化判別方法，其特征在于，包括以下步驟: (I)確定碎石樁復合地基中由振動產(chǎn)生的剪應力，得出地震產(chǎn)生的循環(huán)應力比； Ia)先計算出單一土質(zhì)地基下的土柱某一深度的平均剪應力: 依據(jù)Seed簡化法，把地基劃分為許多土柱，假定土柱在地震時作剛體運動，則當?shù)孛孀畲蠹铀俣葹閍max時，作用于深度為h的單元土柱底面上的最大剪應力為: ( Λ =yh_ V^max/r — “max( 6 ) 式中:Y為土的重度；g為重力加速度； 實際上，土柱在地震過程中并非作剛體運動，而是以變形體的形態(tài)出現(xiàn)，所以在深度h處的剪應力(Tmax)d應小于(τ max)r，引入應力折減系數(shù)rd,則得: (τ ) ,=rH ( τ )(7) \ max/ d 丄 d \ max^ rv ' y 式中，rd隨土柱深度的不同而不同，顯然有1*(1< I ;對一系列的地震和土柱求rd隨深度的變化范圍；在水平地面下12m范圍內(nèi)土柱底部單元所受的剪應力最大值用下式來計算:
yh T UK -flImixri/( 8 ) 地震時平均剪應力為: r = 0.65rmax = 0.65^』(9 )

σ ib)然后考慮碎石樁復合地基的結(jié)構(gòu)，計算土柱分擔的剪應力，得出地震產(chǎn)生的循環(huán)應力比； 在每個判定點，都取一個土柱和一個相鄰的碎石樁作為研究單元； 首先，求出復合地基中深度為h處的土柱和樁體受到的總水平剪應力:由式(9)可以求出，地面峰值加速度為a_時的地表下垂直深度為h處的水平剪應力τ av,則碎石樁復合地基中深度h處的研究單元總的水平剪力Fav為: Fav= T av * (Is+Ic)⑶) 式中:1S、I。分別為復合地基中的土柱、樁體的寬度或直徑； 其次，將研究單元受到的總的水平剪力，按照土柱和樁體的各自的剛度占的比例分配如下:
F =F —^ = r,,,(/.+(.)-^- < _ k.+ks - ' kc + ks' k k (11) F =F ^c— = t (I +I)^(―
avcav j jαν V s c / 7 7
kc + ks kc + ks 式中:Favs、Fav。分別為研究單元中土柱和樁體各自分擔的水平剪力；ks、k。分別為研究單元中土柱和樁體各自的剛度； 復合地基中的液化是由地基中的土體引起的，所以求得復合地基中土體受到的剪應力，即可判定地基是否液化；計算研究單元中土柱分擔的水平剪應力如下:
【文檔編號】E02D1/00GK103614996SQ201310552535
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】邵勤, 吳鎖平, 金連明, 高正平, 王朋, 徐強, 凌俊斌, 白閏平, 米占寬, 李國英, 劉欣良, 王尉, 王磊, 姚剛, 周元強, 陸啟亮, 李龍劍, 朱爍, 丁桂平 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院, 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院, 江蘇省電力設計院