亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于反濾原理的地下結(jié)構(gòu)抗液化處理方法

        2016-11-03 03:16:44陶連金索新愛(ài)劉春曉
        關(guān)鍵詞:層數(shù)液化碎石

        陶連金,索新愛(ài),劉春曉

        (1.北京工業(yè)大學(xué) 城市與工程安全減災(zāi)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100124;2.北京城市交通協(xié)同創(chuàng)新中心,北京 100124)

        ?

        基于反濾原理的地下結(jié)構(gòu)抗液化處理方法

        陶連金1,2,索新愛(ài)1,2,劉春曉1,2

        (1.北京工業(yè)大學(xué) 城市與工程安全減災(zāi)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100124;2.北京城市交通協(xié)同創(chuàng)新中心,北京 100124)

        針對(duì)強(qiáng)震下土層液化極大破壞地下結(jié)構(gòu)的問(wèn)題,按照反濾層原理,在地下結(jié)構(gòu)與液化砂土間設(shè)置碎石層,應(yīng)用FLAC3D有限差分軟件,分析不同工況下液化場(chǎng)地下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)特征。結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)周?chē)O(shè)置碎石層對(duì)液化場(chǎng)地地下結(jié)構(gòu)有很好的抗液化效果。在一定范圍內(nèi),隨著碎石層厚度和層數(shù)的增加,抗液化能力更加明顯。

        地下結(jié)構(gòu); 抗液化方法; 反濾原理; 動(dòng)力響應(yīng)

        0 引 言

        隨著城市化進(jìn)程的加速,城市人口迅速膨脹,地鐵工程作為緩解城市交通的重要措施,其抗震問(wèn)題成為城市工程抗震和防災(zāi)減災(zāi)研究的重要組成部分。隨著地下空間開(kāi)發(fā)利用規(guī)模的不斷擴(kuò)大,地鐵地下結(jié)構(gòu)的建設(shè)有時(shí)不可避免地穿越可液化地層[1]。國(guó)內(nèi)外的一系列大地震表明,軟土地基會(huì)增大地震作用的破壞程度,砂性土液化將直接影響地震時(shí)地鐵地下結(jié)構(gòu)遭受到地震作用的大小和方式,進(jìn)而對(duì)地鐵地下結(jié)構(gòu)的破壞形式有著重要影響,同時(shí),也會(huì)造成周?chē)乇淼孛娼Y(jié)構(gòu)的間接地震破壞。為此,筆者按照反濾層設(shè)計(jì)原理,對(duì)液化場(chǎng)地下地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)周?chē)O(shè)置不同形式的碎石層,通過(guò)數(shù)值模擬分析不同厚度、不同層數(shù)碎石層工況下液化場(chǎng)地下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特征變化,研究其對(duì)結(jié)構(gòu)抗液化效果的影響。

        1 反濾層在地下結(jié)構(gòu)抗液化中的應(yīng)用

        1992年,太沙基對(duì)理想的無(wú)黏性粒子(玻璃球)進(jìn)行各種堆積實(shí)驗(yàn)和推理后,提出了反濾層設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,如式(1)、(2)所示。

        D15/d85≤4~5,

        (1)

        D15/d15≥4~5,

        (2)

        其中,D、d分別代表反濾料、被保護(hù)土的粒徑,下標(biāo)數(shù)表示比該粒徑小的土料占全部土料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

        選擇第二層反濾料時(shí)采用相同準(zhǔn)則,只是以第一層反濾料作為被保護(hù)土體,其余類(lèi)推。

        依據(jù)式(1)、(2),在地下結(jié)構(gòu)有液化情況的位置設(shè)置單層或多層碎石層,形成反濾層結(jié)構(gòu),碎石層的滲透系數(shù)較周?chē)馏w和結(jié)構(gòu)大,在振動(dòng)過(guò)程中碎石層內(nèi)的超孔隙水壓力為零,水進(jìn)入管道后即刻被排走,在實(shí)際施工時(shí)可以在碎石層下部縱向設(shè)置排水管或排水地溝,起到“濾土排水”的功能[2-4],地下結(jié)構(gòu)反濾層布置情況如圖1所示。

        圖1 地下結(jié)構(gòu)反濾層布置

        Fig.1Layout of inverted layer around underground structure

        2 液化場(chǎng)地下結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)

        2.1模型建立及土層條件

        以某地鐵車(chē)站為研究背景,靜水位與結(jié)構(gòu)頂部齊平,動(dòng)力滲流計(jì)算模型采用Finn模型,流體模量20 MPa,流體密度1 000 kg/m3[5]。

        數(shù)值分析時(shí)對(duì)車(chē)站模型進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化,假定土體為各項(xiàng)同性、均勻的理想彈塑性體,各土層均呈勻質(zhì)水平層狀分布,模型尺寸如圖2所示。簡(jiǎn)化后各土層厚度及物理力學(xué)參數(shù)如表1所示,動(dòng)力分析所采用的流體參數(shù)如表2所示。

        a 模型尺寸

        b 地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)

        表1 砂土試樣土層參數(shù)

        表2流體及液化參數(shù)

        Table 2Parameters of fluid and liquid used in dynamic analysis

        屬性本構(gòu)模型k/cm·s-1nζ液化模型雜填土fl_iso0.0800.500.157Finn粉土 fl_iso0.0690.480.157Finn砂土 fl_iso0.0690.480.157Finn礫土 fl_iso0.0580.480.157Finn

        選擇某場(chǎng)地地震波的加速度原始記錄作為液化場(chǎng)地下地震反應(yīng)分析的地震動(dòng),地震動(dòng)加速度-時(shí)程曲線如圖3所示,截取其含有峰值加速度的近場(chǎng)地震動(dòng)地震波的前20 s時(shí)程進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算,設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.1g。

        圖3 輸入地震動(dòng)加速度時(shí)程曲線

        Fig.3Input ground motion acceleration time history curve

        為能更好地反映土與地下結(jié)構(gòu)相互作用地震響應(yīng)規(guī)律,通過(guò)Midas-GTS建立1∶1比例的實(shí)體模型[6],通過(guò)有限差分軟件FLAC3D分析0.1g下模型反應(yīng)。地鐵車(chē)站主體橫斷面尺寸為22.10 m×13.67 m,深度取1.0 m。頂板厚度為0.8 m,中板厚度為0.4 m,底板厚度為0.9 m,側(cè)墻厚度為0.7 m,中柱厚度為0.8 m,頂板上覆土厚度3.7 m。在計(jì)算精度滿足要求的條件下,模型尺寸選定為154.1 m×63.6 m×1.0 m,網(wǎng)格劃分7 768個(gè)節(jié)點(diǎn),16 926個(gè)單元,結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3所示。

        表3 結(jié)構(gòu)參數(shù)

        2.2計(jì)算工況

        2.2.1碎石層厚度對(duì)抗液化效果的影響

        在假定碎石層物理力學(xué)性能相同的情況下,改變碎石層厚度(1、2、3、4 m),分析其對(duì)液化場(chǎng)地下結(jié)構(gòu)抗液化效果的影響,設(shè)計(jì)工況對(duì)應(yīng)為工況1、2、3、4,碎石層力學(xué)參數(shù)如表4(第一層)所示。

        表4 碎石層力學(xué)參數(shù)

        2.2.2碎石層層數(shù)對(duì)抗液化效果的影響

        假定碎石層每層厚度為2 m的情況下,依據(jù)“反濾原理”,改變碎石層的力學(xué)參數(shù)(表4),分析布置不同碎石層層數(shù)(1層、2層)對(duì)液化場(chǎng)地下結(jié)構(gòu)抗液化效果的影響,設(shè)計(jì)工況分別對(duì)應(yīng)為工況5、6。

        2.3結(jié)果分析

        2.3.1加速度

        在結(jié)構(gòu)左側(cè)墻沿模型豎向均勻布置監(jiān)測(cè)點(diǎn),如圖2所示,在輸入地震動(dòng)作用下,六種工況下結(jié)構(gòu)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的加速度放大系數(shù)N和減小幅度A(與初始模型放大系數(shù)Nc相比)見(jiàn)表5。

        表5 加速度放大系數(shù)

        由表5可知,與初始結(jié)構(gòu)的加速度-時(shí)程相比,在結(jié)構(gòu)周?chē)O(shè)置碎石層對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)有減弱效果。隨著碎石層厚度和層數(shù)的增加,結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)減弱效果逐漸明顯。

        2.3.2應(yīng)力

        輸入水平方向地震動(dòng)后,結(jié)構(gòu)側(cè)墻和中柱頂板、中板及底板處水平應(yīng)力幅值σu和最大主應(yīng)力幅值σmax如圖4所示。側(cè)墻和中柱的混凝土等級(jí)為C40,混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為19.1 MPa[7]。

        a 水平應(yīng)力幅值

        b 最大主應(yīng)力幅值

        Fig.4Horizontal stress and maximum principal stress amplitude

        由圖4可知,不同碎石層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力有一定的減弱效果,隨著碎石層厚度的增加減弱效果呈整體遞增趨勢(shì),當(dāng)碎石層厚度為4 m時(shí),結(jié)構(gòu)應(yīng)力的減小幅度最大。

        2.3.3結(jié)構(gòu)位移

        由于地層的不均勻性等多種因素影響,在水平地震動(dòng)作用下不同埋深處車(chē)站結(jié)構(gòu)的振幅不同,地下結(jié)構(gòu)頂板與底板之間產(chǎn)生水平相對(duì)位移,從而在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生很大的彎矩和剪應(yīng)力,使得車(chē)站結(jié)構(gòu)在地震作用下產(chǎn)生剪切破壞[8]。

        圖5為碎石層水平相對(duì)位移。由圖5可知,隨著碎石層厚度和層數(shù)的增加,結(jié)構(gòu)頂板和底板的水平相對(duì)位移s逐漸減小。說(shuō)明結(jié)構(gòu)的水平相對(duì)位移與碎石層厚度和層數(shù)是有關(guān)的,在一定范圍內(nèi)增加結(jié)構(gòu)周?chē)槭瘜雍穸群蛯訑?shù)會(huì)減小結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)作用下的水平相對(duì)位移,從而能減輕結(jié)構(gòu)破壞的程度。

        a 不同碎石層厚度

        b 不同碎石層層數(shù)

        2.3.4孔隙壓力

        圖6為初始模型結(jié)構(gòu)近處、遠(yuǎn)處有效應(yīng)力-時(shí)程曲線。

        a 結(jié)構(gòu)近處

        b 結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)處

        Fig.6Effective stress history of near and far points from structure of initial model

        圖7、8為碎石層工況下結(jié)構(gòu)近處、遠(yuǎn)處有效應(yīng)力-時(shí)程曲線。由圖7和8可知,隨著動(dòng)荷載時(shí)間的延續(xù),孔隙壓力增大,有效應(yīng)力σe逐漸減??;相對(duì)遠(yuǎn)處,結(jié)構(gòu)近處有效應(yīng)力降低速度較為緩慢,最終殘余有效應(yīng)力較大;在結(jié)構(gòu)近處,隨著埋深的增加,有效應(yīng)力增大;隨著碎石層層數(shù)和厚度的增加,結(jié)構(gòu)近遠(yuǎn)處有效應(yīng)力降低速度有所放緩,且最終殘余有效應(yīng)力增大。

        a 工況1                b 工況2                c 工況3

        d 工況4                e 工況5                f 工況6

        a 工況1                b 工況2                c 工況3

        d 工況4                e 工況5                f 工況6

        3 結(jié) 論

        基于反濾原理,對(duì)液化場(chǎng)地下結(jié)構(gòu),采用輸入水平方向地震波,進(jìn)行數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)。得到如下結(jié)論:

        (1)隨著結(jié)構(gòu)周?chē)槭瘜雍穸群蛯訑?shù)的增加,結(jié)構(gòu)水平相對(duì)位移逐漸減小。

        (2)隨著碎石層厚度和層數(shù)的增加,結(jié)構(gòu)水平應(yīng)力幅值和最大主應(yīng)力幅值逐漸減小。在結(jié)構(gòu)周?chē)O(shè)置碎石層后,結(jié)構(gòu)的應(yīng)力響應(yīng)有減弱效應(yīng)。

        (3)在結(jié)構(gòu)周?chē)O(shè)置碎石層能有效降低結(jié)構(gòu)周?chē)乃畨?,改變結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)處液化場(chǎng)地分布,避免結(jié)構(gòu)近處產(chǎn)生液化。

        [1]劉光磊,宋二祥,劉華北.可液化地層中地鐵隧道地震響應(yīng)數(shù)值模擬及其試驗(yàn)驗(yàn)證[J].巖土工程學(xué)報(bào),2007,29(12):1815-1822.

        [2]趙伯明,蔣英禮,陳靖.軟土地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)在三維強(qiáng)地震動(dòng)作用下的響應(yīng)分析[J].中國(guó)鐵道科學(xué),2009,30(3):45-50.

        [3]黃春霞.碎石樁復(fù)合地基抗液化性能試驗(yàn)研究[D].北京:北京交通大學(xué),2005.

        [4]YOSHIMI Y,TOKIMATSU K T.Settlement of buildings on saturated sand during earthquakes[J].Soil and Foundations,1977,17(1):23-38.

        [5]何劍平,陳衛(wèi)忠.地下結(jié)構(gòu)碎石排水層抗液化措施數(shù)值試驗(yàn)[J].巖土力學(xué),2011,32(10):3177-3184.

        [6]陶連金,閆冬梅,李積棟,等.地鐵車(chē)站長(zhǎng)距離密貼下穿既有隧道結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)[J].黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào),2014,24(3):301-305.

        [7]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.

        [8]王剛,張建民,魏星.可液化土層中地下車(chē)站的地震反應(yīng)分析[J].巖土工程學(xué)報(bào),2011,33(10):1623-1627.

        (編輯王冬)

        Anti-liquefaction treatment method for underground structure based on principle of anti-filtration

        TAO Lianjin1,2,SUO Xin’ai1,2,LIU Chunxiao1,2

        (1.Key Laboratory of Urban Security &Disaster Engineering,Ministry of Education,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China;2.Center of Cooperative Innovation for Beijing Metropolitan Transportation,Beijing 100124,China)

        This paper proposes a method aimed at oil liquefaction responsible for the great destruction to which underground structures are subjected,as in the case of strong earthquakes.This method involves arranging a gravel drainage layer between the structure and the liquefied sand using the principle of the anti-filter layer;and analyzing the dynamic response characteristics of underground structures in the liquefaction site using FLAC3Dfinite difference software as calculating dynamic time history analysis tool.The results show that the solution affords a good anti-liquefaction effect on the underground structure of the liquefied ground,especially when gravel layers are of an increasing thickness and more layers.

        underground structure;anti-liquefaction method;inverted-filter principle;dynamic response

        2016-04-18

        國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41272337);北京市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(8111001);國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目(51421005)

        陶連金(1964-),男,黑龍江省雞西人,教授,博士,博士生導(dǎo)師,研究方向:巖土及地下工程,E-mail:ljtao@bjut.edu.cn。

        10.3969/j.issn.2095-7262.2016.03.005

        TU352.1;TU354

        2095-7262(2016)03-0256-06

        A

        猜你喜歡
        層數(shù)液化碎石
        填筑層數(shù)對(duì)土石壩應(yīng)力變形的影響研究
        碎石神掌
        上海發(fā)布藥品包裝物減量指南
        康復(fù)(2022年31期)2022-03-23 20:39:56
        MoS2薄膜電子性質(zhì)隨層數(shù)變化的理論研究
        電子制作(2019年11期)2019-07-04 00:34:50
        CFG樁與碎石樁的比選設(shè)計(jì)
        辨析汽化和液化
        面部液化隨意改變表情
        悲壯歸鄉(xiāng)路
        火車(chē)道上為什么鋪碎石?
        煤的液化原理及應(yīng)用現(xiàn)狀
        日本区一区二区三视频| 91亚洲精品福利在线播放| 国产人妖一区二区在线| 日韩麻豆视频在线观看| 国产一区二区三区十八区| 亚洲无av在线中文字幕 | 性色av无码中文av有码vr| 人妻少妇精品视频一区二区三区| 久久精品一品道久久精品9| 亚洲一级天堂作爱av| 国产欧美高清在线观看| 日本50岁丰满熟妇xxxx| 精品中文字幕制服中文| 蜜桃视频永久免费在线观看 | 国产精品国产高清国产专区 | 日本公妇在线观看中文版| 中文字幕亚洲无线码| 国产精品美女一级在线观看| 亚洲伊人av综合福利| 精品含羞草免费视频观看| 女人下面毛多水多视频| 98精品国产综合久久| 亚洲av推荐网站在线观看| 香港三级午夜理论三级| 免费无码成人av在线播放不卡| 国产av无码专区亚洲aⅴ| 久久日韩精品一区二区| 精品999日本久久久影院| 精品久久久久一区二区国产| 久久精品日韩免费视频| 国产aⅴ激情无码久久久无码| 色婷婷综合中文久久一本| AV成人午夜无码一区二区| 免费黄网站一区二区三区| 国产精品久久久免费精品| 少妇性饥渴bbbbb搡bbbb| 色老头一区二区三区| 99国产精品欲av麻豆在线观看| 富婆猛男一区二区三区| 亚洲精品无码久久久久牙蜜区| 免费观看一区二区|