砂土液化与液化后大变形及其对桩基影响的研究

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1、博士掌位论文砂土液化与液化后大变形及其对桩基影响的研究(本文承泰州长江公路大桥建设指挥部立项资助研究)姓名：王艳丽学号：0710020072所在院系：土木工程学院学科门类：工学学科专业：岩土工程指导教师：孙钧教授、中科院院士二。一。年六月学哪六啷湃一阿珊⑦AdissertationsubmittedtoTonejiUniversityinconformitywiththerequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyStudyonLiquefactionandLargePost．．1iquefactionDeformationofSand

2、andItsInfluenceonPileFoundationCandidate：Yan—liWangStudentNumber：0710020072School／Department：SchoolofCivilEngineeringDiscipline：CivilEngineeringMajor：GeotechnicalEngineering—Supervisor：Prof．JunSunJune，2010学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版

3、，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：面辛己翻啊／·年7月矽日I同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标

4、明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：刁聋毛却劢7。年7月加日同济大学博士学位论文摘要摘要砂土地震液化与液化后大变形的评价及其对桩基的影响是岩土抗震工程领域的难点和热点研究课题之一，对其展开深入而系统的研究具有重大的理论意义和工程应用价值。本文在前人研究成果的基础上，采用室内试验、理论分析与数值模拟相结合的方法较为系统地了研究了饱和砂土地震液化与液化后大变形的基本规律，并结合泰州长江大桥的主跨边塔桩基工程实际，研究了地震液化以及液化后侧向大变形对桩基工程的影响，得出了一些有价值的结论。本文主要的研究内容和取得的成果如下：(1)利用GDS10Hz／20kN

5、双向振动三轴系统，对饱和砂土进行了一系列不排水动三轴试验，分别研究了初始有效固结压力和细粒含量对饱和砂土动力特性的影响。基于试验结果，探讨了饱和砂土动弹模、阻尼比、动强度与有效围压和细粒含量的关系，研究了动弹模和阻尼比与动应变的依赖关系，并给出了相应公式的参数取值和随有效围压、细粒含量的变化规律；从微观结构特征出发，阐释了细粒含量对饱和砂土动弹模、阻尼比和动强度的影响机制和作用机理。(2)利用GDS10Hz／20kN双向振动三轴系统，对饱和砂土进行不排水动三轴液化试验，研究了液化进程中动孔压的发展规律，并阐述了动孔压的演化机理。基于试验结果，得到了一种新的适用于饱和砂土的动孔压应

6、变模型，该模型直接与动力分析的应变幅相联系，可以弥补应力模型的不足。同时基于孔压应力模型，研究了细粒含量对动孔压演化特性的影响，给出了相关参数随细粒含量的变化规律，并对其影响机理进行了解释。(3)利用GDS循环三轴仪进行了饱和砂土液化后静力再加载试验。从砂土受振动荷载结束后所处的拉伸、压缩两种状态出发，对饱和砂土液化后的强度变形特性进行分析，研究了干密度、有效围压、液化程度和细粒含量对饱和砂土液化后不排水变形特性的影响。试验结果表明，振后处于拉伸状态的试样，液化后的变形由低强度段、超线性强度恢复段和次线性强度恢复段三段组成。振后处于压缩状态的试样，液化后的变形则只有次线性强度恢复

7、段。提出了统一描述振后试样处于拉伸、压缩两种不同受力状态下砂土液化后应力应变关系的三阶段模型，并给出了模型参数的推导过程。与试验结果对比显示，该模型的预测值与试验值吻合较好，验证了模型的合理性和有效性。(4)液化侧扩地基中，桩在地震期间和地震后两阶段的受力机理是不同的，采用有限差分软件FLAC3D建立了地震期间液化场地桩一土动力相互作用的有效应力分析方法，考虑了桩土共同作用的非线性关系，对液化侧扩地基中的单桩、同济大学博士学位论文摘要群桩进行了非线性的动力有限差分分析，研究了地震