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使用非排干脆性指数粗略估算静态液化(undrained brittleness index)

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1. 引言

静态液化的本质是土的剪切强度突然失去,尽管现代静态液化分析使用了先进的数值模型静态液化模拟(Static Liquefaction)液化模拟(Liquefaction Modeling)】,但由于我们已经初步掌握了土体的物理力学性质,因此可以使用试验室三轴压缩数据和现场CPT测试数据快速进行静态液化的验证和评估。本文简要讨论了使用非排干脆性指数评估静态液化(undrained brittleness index)。


2. 非排干脆性指数

非排干脆性指数IB是Bishop(1971)提出的一个概念,用来评价土的静态液化。IB=土的屈服强度(峰值强度)减去土的液化强度(残余强度),然后再除以土的屈服强度,如下式表示。

IB的值域范围是[0,1],IB=1意味着土呈现出非常高的脆性,强度完全失去,而IB=0意味着土在应变过程中没有失去强度。

3 静三轴压缩试验验证

静三轴压缩试验与【Duncan-Chang双曲线模型的材料参数(Hyperbolic Material Model)】中描述的试样相同,取自1#尾粉土,围压Sigma3分别为100kPa, 200kPa, 300kPa和400kPa。从图中可以看出,没有明显的应变软化趋势,IB的值趋于0,因而可以推断出尾粉土的静态液化可能性不大。

一些研究者也提出了更精细的关系式来计算IB,例如:

4 CPT验证

一些研究者使用CPT的锥头贯入阻力估算IB,例如下式:

根据24个钻孔的统计数据显示,qc的最大值为6.54MPa,最小值为2.42MPa, 平均值为4.32MPa,如果按照平均值估算,IB值的范围在0.59~0.71之间,这显示出尾粉土有一定的静态液化趋势。我们正在使用一个Excel程序对全场地的CPT钻孔进行逐一评价。


5 参考

下面的参考论文来自于GeotechSet数据集,不一定覆盖了所有的相关文献。

[1] (1980) Flow Slides and the Undrained Brittleness Index of Some Mine Tailings【泥石流和牵引式滑坡灾害---Debris and flowslide

[2] (2003) The Pre- and Post-Failure Deformation Behaviour of Soil Slopes【非结构化的文献快速聚合: Synthetic Rock Mass

[3] (2011) Undrained brittleness of sand in triaxial compression and ring shear tests【岩石三轴压缩模拟试验(Triaxial Compression Simulation Test)

[4] (2013) Static liquefaction-triggering analysis considering soil dilatancy原始Norsand模型的参数回顾(Jefferies's Excel VBA code)

[5] (2014) Effect of soil contraction tendency on static liquefaction triggering analysis【溃坝破坏原因的调查结果---静态液化(Static Liquefaction)

[6] (2018) Characterisation of Static Liquefaction of Sand with Different Mixtures of Fines【液化分析数值模型(Numerical Models for Liquefaction Analysis)】 

[7] (2019) Prediction of Static Liquefaction Landslides全球变化对滑坡风险的影响---滑坡和岩石边坡稳定性

[8] (2021) Brittleness index of lightly cemented soil in ring shear tests[最新文献]循环单轴和三轴剪切的液化阻力: 一个比较研究 [11/8/2020]

[9] (2021) Impacts of fixed-end and flexible boundary conditions on seismic response of shallow foundations on saturated sand【UNSAT2023---第八届非饱和土国际会议(Unsaturated Soils)】

[10] (2022) A review of methods for estimating undrained brittleness index from the CPT【什么是流动液化(flow liquefaction)

来源:计算岩土力学
Deform材料试验
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首次发布时间:2023-08-29
最近编辑:1年前
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