本書共5篇11章.*篇主要介紹地基液化領域目前的研究成果和現(xiàn)狀;第二篇重點介紹地基液化數(shù)值模擬方面的相關成果;第三篇針對地基液化鑒定技術,闡述了一種可用于地基液化空間差異性分析的多維變尺度評估新方法;第四篇針對研究提出的孔眼式鋼管樁群體系,結(jié)合一系列試驗研究分析了其抗液化效果;第五篇為全書的總結(jié),闡述了本書主要的研究成果.本書的研究成果具有一定創(chuàng)新性,可以和傳統(tǒng)的地基抗液化加固技術方法進行對比參照,可供土木工程相關設計、施工和科研工作者參考.
本書基于場地液化程度空間差異性分析形成了一種新的地基基礎抗液化鑒定評估方法,基于場地液化風險評估分析提出了一種新型的地基基礎抗液化加固方法,為地基基礎的抗液化加固提供了一種新的技術路徑。
在工程抗震研究領域,地基液化是個永恒的話題.僅以國內(nèi)為例,無論四十多年前的唐山地震還是十年前的汶川地震,都出現(xiàn)了嚴重的地基液化問題.當土體具有液化趨勢時,意味著土體顆粒之間彼此逐漸脫離接觸,直至懸浮于液態(tài)水中,表現(xiàn)出流體一類的變形特征,就會部分直至完全喪失承載力,造成地基不均勻沉降,從而導致上部結(jié)構(gòu)傾斜甚至倒塌,風險極大.因此,研究工程地基基礎的抗液化性能歷來是非常重要的.
本書內(nèi)容主要圍繞重要建筑地基基礎的液化鑒定和加固技術展開:第一篇簡要介紹地基液化研究背景及現(xiàn)狀;第二篇主要介紹地基基礎抗液化加固數(shù)值模擬的相關成果,重點研究碎石樁對于加固可液化地基和提高樁基礎抗震性能的實際效果,并為后續(xù)試驗過程中與孔眼式鋼管樁的效果相對比奠定基礎;考慮到常規(guī)液化指數(shù)法無法針對地基液化性能進行三維空間差異性分析的局限性,第三篇提出了一種可用于地基液化性能評估的多維變尺度分析新方法,它可以將地基液化性能的評定分析由孔細化到測點,并沿任意方位進行,且結(jié)合工程實例進行了闡述;第四篇提出一種新型的孔眼式鋼管樁群體系以解決地基液化問題,并結(jié)合一系列試驗與碎石樁進行抗液化效果對比,以驗證其有效性;第五篇為全書的系統(tǒng)性總結(jié),闡述了主要研究成果以及相關技術的應用前景.筆者在本書中引入了課題最新的研究成果,希望能起到拋磚引玉的作用,進一步深化相關方面的研究.
本書的研究工作得到了十二五 國家科技支撐計劃項目課題(2015BAK14B02)的支持,書中涉及的文獻資料包括公開發(fā)表的著作、論文和各種規(guī)范等,已盡可能地羅列于參考文獻之中,但難免百密一疏,若有遺漏在此表示歉意.
中國建筑科學研究院地基所的王曙光和邸道懷研究員對本書的撰寫提出了非常具有建設性的意見,孫大圣、高強、馬成金、張雨和許啟民等分別參加了本書數(shù)值計算、試驗執(zhí)行和圖文修改等工作,在此一并表示衷心的感謝和誠摯的敬意.
在撰寫過程中筆者盡可能做到深入淺出、通俗易懂,以擴大讀者群體.本書若能對廣大高校師生、科研人員和企業(yè)的工程技術人員有所幫助,筆者將甚感欣慰.限于筆者水平,書中不足之處在所難免,歡迎讀者批評指正.
楊潤林,北京科技大學土木工程系副教授,博士,建設部防災研究中心專家委員會委員,美國阿拉斯加州立大學工程學院土木系客座教授。主要從事結(jié)構(gòu)抗震、地基基礎和土木工程試驗方面的教學、科研工作,在國內(nèi)外學術刊物上先后發(fā)表論文80余篇,獲建設部華夏建設科學技術獎,一等獎和中國建筑學會科技進步一等獎2項,授權專利1項。
第一篇地基液化研究背景及現(xiàn)狀
第1章地基液化研究背景 3
1.1引言 3
1.2課題來源 5
第2章地基基礎液化研究現(xiàn)狀 6
2.1地基液化研究現(xiàn)狀 6
2.2地基液化鑒定研究現(xiàn)狀 7
2.3地基抗液化措施研究現(xiàn)狀 10
2.4碎石樁加固可液化地基研究現(xiàn)狀 14
2.5液化場地樁基抗震性能研究現(xiàn)狀 17
2.6當前研究的不足 21
第3章本書涉及的關鍵技術問題 23
3.1地基液化性能鑒定新技術 23
3.2地基基礎抗液化加固新技術 23
第二篇地基基礎抗液化加固數(shù)值模擬
第4章采用碎石樁加固的地基抗液化性能 27
4.1計算參數(shù) 27
4.2模擬結(jié)果分析 30
4.3小結(jié) 51
第5章碎石樁位置對地基局部抗液化性能的影響 52
5.1建立計算模型 52
5.2模擬結(jié)果分析 55
5.3小結(jié) 64
第6章碎石樁圍護的混凝土樁基礎的抗震性能 65
6.1建立計算模型 66
6.2模擬結(jié)果分析 68
6.3小結(jié) 75
第三篇地基液化性能的鑒定評估
第7章基于液化梯度分析的地基液化性能多維變尺度評估方法 79
7.1地基液化評判方法簡述 79
7.2液化指數(shù)評判方法的局限性 80
7.3地基液化性能多維變尺度分析法 81
7.4小結(jié) 84
第8章工程實例分析 85
8.1工程背景 85
8.2工程應用實例分析 87
第四篇地基基礎抗液化加固試驗
第9章地基抗液化性能試驗 105
9.1純地基條件下地基抗液化性能試驗 105
9.2設置碎石樁條件下地基抗液化性能試驗 113
9.3設置孔眼式鋼管樁條件下地基抗液化性能試驗 120
9.4試驗結(jié)果分析 128
第10章樁基礎抗液化加固試驗 129
10.1純地基條件下樁基礎抗液化性能試驗 129
10.2碎石樁地基條件下樁基礎抗液化性能試驗 138
10.3孔眼式鋼管樁地基條件下樁基礎抗液化性能試驗 146
10.4試驗結(jié)果分析 154
第五篇研究成果總結(jié)
第11章本書主要研究成果 157
11.1地基液化性能鑒定新技術小結(jié) 157
11.2地基基礎抗液化加固新技術小結(jié) 158
參考文獻 161