液化沉降计算方法选择 (Post-Liquefaction Settlement)

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1. 引言

液化产生的垂直位移即沉降，是由于砂土再固结产生的沉降以及侧向扩展(位移)产生的剪切变形造成的，通过对深度上的循环加载过程中产生的最大剪切应变值进行积分计算得出。因此，估计的垂直沉降量可以表示为：

这种计算方法最初由Ishihara and Yoshimine (1992)提出，他们使用剪切仪器获得了大量砂土实验室测试数据，然后建立了孔隙水压力耗散产生的体积应变与砂土密度以及抗液化安全系数之间的关系。给定抗液化安全系数和砂土各层的密度，就可以计算出体积应变，通过对整个深度的体积应变进行积分，就可以估算出地震时震动在地表产生的沉降量。

2. 方法比较

因此，关键的问题时如何准确地确定这个体积应变。在Ishihara and Yoshimine (1992)提出这种方法后，其他研究者也根据各自的研究条件建立了相似的方法来确定体积应变。相对流行的方法包括：

(1) Ishihara and Yoshimine (1992) Evaluation of Settlements in Sand Deposits Following Liquefaction during Earthquakes.

(2) Tokimatsu and Seed (1987) Evaluation of settlements in sands due to earthquake shaking.

(3) Shamoto et al. (1998) New charts for predicting large residual post-liquefaction ground deformation.

(4) Wu et al. (2003) Liquefaction triggering and post liquefaction deformations of Monterey 0-30 sand under unidirectional cyclic simple shear loading.

(5) Cetin et al. (2009, 2014) Probabilistic Model for the Assessment of Cyclically Induced Reconsolidation (Volumetric) Settlements.

(6) Pradel (1998, 2009) Procedure to evaluate earthquake-induced settlements in dry sandy soils.

使用上述方法对19-2钻孔的分析显示Tokimatus & Seed (1984)方法计算的沉降量最大，约为8.8cm【基于标准贯入试验(SPT)的液化安全系数和位移估算】；另据校核中计算的沉降量为5.7cm，因此经过综合考虑，建议19-2钻孔的沉降量约为5cm。

3. 方法选择

如上所述，尽管已经发展出多种估算体积应变的方法，但在实践中Ishihara and Yoshimine (1992)建议的方法仍然最流行，在原始的论文中，Ishihara and Yoshimine (1992)使用了下图估算体积应变：

已知安全系数和最大剪应变即可估算出体积应变，这个图可以用下式表示：

其中Dr是相对密度，γmax是最大剪应变。γmax通过安全系数和Dr来获得。

因而，基于尾矿库的实际状态和工业流行性，在目前的评价中，主要使用了Ishihara and Yoshimine (1992)的计算方法，Shamato(1998)的计算方法作为参考。

4. 参考

[1] (1992) Evaluation of Settlements in Sand Deposits Following Liquefaction during Earthquakes.

[2] (2010) Analysis on Settlement of Soil Deposits Following Liquefaction During Earthquakes.

[3] (2019) Assessment of post‑liquefaction consolidation settlement.

来源：计算岩土力学

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首次发布时间：2023-11-16