一种基于原位测试关联室内抗液化的珊瑚礁液化判别方法技术

本发明专利技术公开一种基于原位测试关联室内抗液化的珊瑚礁液化判别方法，包括：确定场地抗震设计震级与等效振次对应关系，得到不同场地抗震设计震级下对应的等效振次；计算得到循环剪应力CSR；建立对应公式的不同深度下珊瑚礁砂土的标贯击数和相对密度的关系；根据相对密度以及基于室内动力三轴试验建立不同深度位置处的液化振次取20时的抗液化强度；计算抗液化强度CRR

【技术实现步骤摘要】
一种基于原位测试关联室内抗液化的珊瑚礁液化判别方法


[0001]本专利技术涉及液化判别
，具体涉及一种基于原位测试关联室内抗液化的珊瑚礁液化判别方法。

技术介绍

[0002]现行的国内外地基液化判别方法主要针对石英砂性土、粉土，其建立的液化判别方法均基于丰富的地震现场液化调查数据。而珊瑚礁地质下的珊瑚砂土由于其钙质含量高、具有丰富内外孔隙、高应力条件下易破碎等特征，其抗液化强度与石英砂、粉土等有明显不同。目前，常见的场地液化判别方法建立思路主要分为以下三大类：
[0003]①
计算分析和试验相结合的判别方法。通过采用计算分析方法确定地震作用于土体中的动剪应力比，采用试验方法用来确定砂土引起液化所要求的动剪应力比。如Seed简化判别方法、日本《港口设施技术标准》判别法。
[0004]②
以地震现场液化调查数据为基础的判别方法。该类方法中，要搜集、整理以及分析大量地震现场液化调查资料，来确定饱和砂在指定地震作用下的临界抗液化能力，如临界标准贯入击数、临界静力触探锥尖阻力等，如国内《建筑抗震设计规范》、《水运工程抗震设计规范》。
[0005]③
计算分析和地震现场液化调查相结合的判别方法。计算分析是来用来确定地震在土体中产生的作用，而地震现场液化调查用来确定引起液化所要求的作用，如美国NCEER判别法、欧洲《结构抗震设计》的判别法、日本《道路桥梁抗震设计规范》判别法。
[0006]如仍采用基于石英砂土、粉土等传统方式所建立的液化判别方法，会造成抗液化地基处理设计偏离实际，也即现有针对石英砂性土、粉土的液化判别方法并不适用于珊瑚礁。因此有必要建立基于珊瑚礁砂土液化判别方法。此外，由于有关珊瑚礁砂土地震现场液化调查数据较少，目前文献中有详细记载珊瑚礁砂液化场地数据记录案例主要有3个，分别为1993年关岛地震、2006年夏威夷地震以及2010年海地地震，难于采用第二类和第三类方法。但又由于第一类方法建立液化判别难于与现场原位测试建立关联，不便于工程实践应用。因此，需要一种能够更适合珊瑚礁地质的液化判别方法，以能够得到反映真实珊瑚礁的液化情况。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于原位测试关联室内抗液化的珊瑚礁液化判别方法，其能够解决
技术介绍
描述的问题。
[0008]实现本专利技术的目的的技术方案为：一种基于原位测试关联室内抗液化的珊瑚礁液化判别方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1：获得目标珊瑚礁所在场地的场地地震设计资料，并在目标珊瑚礁所在场地开展场地勘探，获得现场勘探的SPT钻孔资料；
[0010]步骤2：从场地地震设计资料中获得场地抗震设计震级Mw，并根据场地抗震设计震
级与等效振次Neq对应关系，得到不同场地抗震设计震级Mw下对应的等效振次Neq；
[0011]步骤3：从场地地震设计资料中获得设计地表最大加速度a
max
，并按公式(1)计算得到循环剪应力CSR：
[0012][0013]式中，τ
av
为等效水平地震剪应力，σ
v
′
为有效上覆应力，σ
vo
为总的上覆应力，g为重力加速度，r
d
为剪应力折减系数，
[0014]步骤4：建立如公式(3)所示的不同深度i下珊瑚礁砂土的标贯击数N
i
和相对密度D
ri
的关系：
[0015][0016]式中，a和b为与珊瑚礁砂土有关参数，为常数，N
60
为修正标贯值，C
E
为探锤能量比的修正值；
[0017]步骤5：根据步骤4计算得到的相对密度D
ri
，以及基于室内动力三轴试验建立如公式(4)的不同深度i位置处的液化振次N
f
取20时的抗液化强度CRR
20
：
[0018]CRR
20
＝λ
·
0.1447D
ri0.1334
‑‑‑‑‑‑
(4)
[0019]式中，CRR
20
为液化振次N
f
取20时的抗液化强度，λ为第一细粒含量修正系数；
[0020]步骤6：按公式(5)计算得到深度i、液化振次N
f
取等效振次Neq时的抗液化强度CRR
Neq
：
[0021]CRR
Neq
＝CRR
20
(20/N
f
)
‑
0.135η
‑‑‑‑‑‑
(5)
[0022]式中，η为第二细粒含量修正系数；
[0023]步骤7：将步骤6按公式(5)计算得到的CRR
Neq
作为室内动力三轴下的循环阻应力比，按公式(6)计算得到深度i位置下的现场循环阻应力比CRR
′
：
[0024][0025]式中，K0为现场静止侧土压力系数；
[0026]步骤8：将步骤7计算得到现场循环阻应力比CRR
′
与步骤3计算得到的循环剪应力CSR进行大小比较，若CRR
′
大于CSR，则当前位置深度i下的珊瑚礁砂土满足抗液化要求，反之，则不满足抗液化要求。
[0027]进一步地，在步骤2中，场地抗震设计震级与等效振次Neq对应关系如下表所示：
[0028]震级Mw5.5
‑
6.06.57.07.58.0等效振次Neq58122030。
[0029]进一步地，剪应力折减系数r
d
按如下公式计算得到公式(2)：
[0030][0031]式中，z表示深度，m为单位米。
[0032]进一步地，在步骤4中，对于宽级配新近吹填珊瑚礁砂土场地，a和b分别取53.8和
54.76。
[0033]进一步地，在步骤4中，采用SPT原位测试方法得到的标贯击数N
i
。
[0034]进一步地，在步骤5中，当为20％细粒含量时，λ＝0.92。
[0035]进一步地，在步骤6中，当为20％细粒含量时，η＝1.6。
[0036]进一步地，在步骤5和步骤6中，当细粒含量为其他细粒含量时，λ和η通过插值得到。
[0037]进一步地，K0根据经验公式计算得到，取38
‑
42
°
。
[0038]进一步地，在步骤8中，对现场循环阻应力比CRR
′
循环剪应力CSR进行大小比较，通过商来比较：取抗液化安全系数Fs＝CRR
′
/CSR，若Fs＞1，则说明CRR
′
＞CSR，满足抗液化要求，反之，若Fs≤1，则说明CRR
′
≤CSR，不满足抗液化要求。
[0039]本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了针对珊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于原位测试关联室内抗液化的珊瑚礁液化判别方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：获得目标珊瑚礁所在场地的场地地震设计资料，并在目标珊瑚礁所在场地开展场地勘探，获得现场勘探的SPT钻孔资料；步骤2：从场地地震设计资料中获得场地抗震设计震级Mw，并根据场地抗震设计震级与等效振次Neq对应关系，得到不同场地抗震设计震级Mw下对应的等效振次Neq；步骤3：从场地地震设计资料中获得设计地表最大加速度a
max
，并按公式
⑴
计算得到循环剪应力CSR:式中，τ
av
为等效水平地震剪应力，σ
v
′
为有效上覆应力，σ
vo
为总的上覆应力，g为重力加速度，r
d
为剪应力折减系数，步骤4：建立如公式
⑶
所示的不同深度i下珊瑚礁砂土的标贯击数N
i
和相对密度D
ri
的关系：式中，a和b为与珊瑚礁砂土有关参数，为常数，N
60
为修正标贯值，C
E
为探锤能量比的修正值；步骤5：根据步骤4计算得到的相对密度D
ri
，以及基于室内动力三轴试验建立如公式
⑷
的不同深度i位置处的液化振次N
f
取20时的抗液化强度CRR
20
：CRR
20
＝λ
·
0.1447D
ri0.1334
‑‑‑‑‑‑⑷
式中，CRR
20
为液化振次N
f
取20时的抗液化强度，λ为第一细粒含量修正系数；步骤6：按公式
⑸
计算得到深度i、液化振次N
f
取等效振次Neq时的抗液化强度CRR
Neq
：式中，η为第二细粒含量修正系数；步骤7：将步骤6按公式
⑸
计算得到的CRR
Neq
作为室内动力三轴下的循环阻应力比，按公式
⑹
计算得到深度i位置下的现场循环阻应力比CRR
′
：式中，K0为现场静止侧土压力系数；步骤8：...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁小丛，朱明星，陈平山，王德咏，陈胜，
申请(专利权)人：中交第四航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：