r - The Hong Kong Polytechnic University

鉴 于 此 , 更 多 学 者 将 注 意 力 集 中 到 建 立 将 室 内 试 验 与 现 场 波 速 测 试 相 结 合 的 波 速 判 别 方 法 上
来 , 其 核 心 思 想 在 于 基 于 理 论 推 导 或 室 内 试 验 提 出 砂 土 CRR-V s 相 关 性 , 然 后 结 合 现 场 波 速 测 试 评
价 现 场 土 体 的 抗 液 化 强 度 。 由 于 室 内 液 化 试 验 可 全 面 考 虑 诸 如 有 效 围 压 、 相 对 密 度 、 应 力 历 史 等 因
素 , 测 得 的 试 样 剪 切 波 速 ( 或 小 应 变 剪 切 模 量 ) 直 接 与 该 试 样 的 抗 液 化 强 度 对 应 。 迄 今 主 要 分 为 两
大 类 方 法 : 一 类 是 以 Dobry 等 人 提 出 的 基 于 循 环 剪 应 变 概 念 的 波 速 评 价 方 法 , 另 一 类 是 基 于 Seed
等 人 提 出 的 循 环 剪 应 力 概 念 发 展 的 波 速 方 法 。 这 两 类 方 法 都 基 于 同 一 个 认 识 , 即 砂 土 的 剪 切 波 速 和
抗 液 化 强 度 受 到 土 体 结 构 性 、 应 力 状 态 等 诸 多 因 素 的 共 同 影 响 , 存 在 良 好 的 相 关 关 系 。 本 文 对 这 些
剪 切 波 速 判 别 法 作 了 回 顾 , 分 析 了 砂 土 液 化 标 准 和 土 体 结 构 性 在 建 立 各 种 CRR-V s 相 关 关 系 过 程 中
的 重 要 作 用 , 并 对 剪 切 波 速 法 研 究 和 应 用 中 存 在 的 一 些 问 题 作 了 讨 论 。
二 、 循 环 剪 应 变 方 法
对 砂 土 CRR-V s 相 关 性 的 理 论 考 虑 最 早 开 始 于 Dobry et al. (1980) [8] 的 基 于 “ 门 槛 剪 应 变 ” 的 液 化
判 别 工 作 。 他 们 提 出 采 用 应 变 控 制 的 循 环 三 轴 试 验 , 以 动 剪 应 变 幅 代 替 动 应 力 比 作 为 判 别 砂 土 液 化
的 指 标 , 结 合 式 (1) 将 水 平 地 面 深 度 h 处 的 等 效 地 震 动 剪 应 变 γ e 表 示 为 :
τ ⎛a
⎞
γ
e
= = 0.65⎜ ⎟
⎝ ⎠
av max v0
d
( G) g G ( G/
G )
γ e
max
σ r
max
γ e
, (2)
其 中 ,(G/G max ) γe 为 相 应 于 剪 应 变 γ e 时 的 动 剪 模 量 比 。 将 γ e 与 液 化 时 相 应 的 土 体 临 界 剪 应 变 γ cr 相 比 ,
当 γ e < γ cr 时 , 土 体 不 会 液 化 , 而 当 γ e >γ cr 时 , 土 体 液 化 。 可 见 , 土 体 的 临 界 剪 应 变 γ cr 的 确 定 是 关 键 。
Dobry 等 人 研 究 发 现 , 在 不 排 水 循 环 中 存 在 一 个 “ 门 槛 剪 应 变 ”(γ t ), 只 有 当 剪 应 变 幅 超 过 γ t , 试
样 中 才 开 始 产 生 超 静 孔 压 , 而 且 该 值 受 相 对 密 度 、 固 结 压 力 等 因 素 影 响 较 小 。 对 砂 土 而 言 , 该 门 槛
剪 应 变 值 大 致 在 10 -2 % 量 级 ( 见 图 2)。
[8]
图 2 循 环 剪 应 变 与 孔 压 增 长 规 律
在 门 槛 剪 应 变 水 平 的 假 设 下 ,Dobry 根 据 地 震 剪 应 力 比 概 念 以 及 动 应 力 应 变 关 系 给 出 如 下 式 :
τ
⎛
av
ρ ⎞⎛ G ⎞
CSR = = f ( γ ) V = γ ⎜ ⎟⎜ ⎟ V
σ′ ′
v
2 2
av s av s
⎝σv
⎠⎝Gmax
⎠γ
av
(3)
可 见 , 在 门 槛 剪 应 变 假 设 下 , 统 计 意 义 上 砂 土 抗 液 化 强 度 将 与 其 剪 切 波 速 的 2 次 方 成 正 比 。
自 Dobry 应 变 法 原 理 提 出 用 预 测 砂 土 液 化 势 以 来 , 我 国 也 开 展 了 类 似 的 研 究 工 作 , 提 出 若 干 判
别 方 法 和 判 别 式 。 汪 闻 韶 (1984) [9] 进 一 步 建 立 了 剪 切 波 速 与 抗 液 化 强 度 之 间 的 理 论 关 系 , 提 出 了 场
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