动三轴沙土液化实验报告
沙土液化动三轴实验报告
砂土液化动三轴试验报告一 实验器材振动三轴仪（包括控制部分，加载部分），粉砂，托盘天平，游标卡尺，击实仪，真空泵等。
二 实验原理地震时，土层中土单元应力状态可看为如下图一所示的简化。
地震荷载被看为由自下而上的剪切波引起的，是一种幅值，频率不断变化的不规则运动。
当在振动三轴仪上模型这种应力状态时，将不规则振动简化为等效常幅有限循环次数的振动，即在试件上模型两种应力状态，有效覆盖压力引起的静应力0γσ和00K γσ地震均匀循环剪应力为hv τ。
图一 水平土层土单元应力状态试件本身应在密度，饱和度和结构等方面尽可能模型现场土层的实际状况。
除取原状土做实验外，在实验室内也须准备重塑试件。
考虑地震过程时间短暂，地震产生的超孔压来不及消失，所以实验室在不排水条件下进行的试验。
为实现上述模型，本实验采用不排水循环载荷三轴试验来实现上述模型。
假如在试件上先施加各项均等固结压力0σ，后在垂直方向施加2dσ±循环载荷的同时，横向也施加2dσm的荷载，如下图二所示，试件45度斜面上的应力状态与图一相似，其初始法向应力为0σ，初始剪应力为零，与地震前单元水平面承受的0γσ相当，双向循荷载2d σ作用并不该变45度倾斜面上的法向应力0σ值，而只产生循环剪应力2dd στ=，相当于图一中右图的受力情况，即图二中第（1）栏所示在三轴试验中为了模型所要求的应力状态。
显然，双向振动三轴仪能方便地实现这种应力状态。
而在饱和不排水情况下，单项振动0γσ0τ0γσ的三轴试验通过空压修正也能获得同样的应力状态。
此时，施加的应力状态如同图二中（4）栏所示，只在垂直方向施加动荷载d σ±，当轴向增加d σ时，设想各向均等压力减少2d σ，所构成的等效应力状态恰好与所要求的相同；于此相似，轴向减少d σ时应当增加各向均等压力2d σ，由于是饱和不排水的，各向均等压力的变化只能引起试件中空隙水压力的相应变化，对有效应力，也即对试件的强度和变形并无影响。
饱和砂土液化及治理措施(土动力学论文)
昆明理工大学土动力学课程论文饱和砂土地震液化及治理措施姓名：***学号：**********专业：建筑与土木工程201306011. 前言2.饱和砂土振动液化机理3. 影响饱和砂土液化的主要因素 3.1 土的性质3.2 土的初始应力状态3.3 振动的特性4. 饱和砂土的地震液化效应4.1 强度失效4.2 喷水和冒砂4.3 滑移5. 饱和砂土地震液化治理措施简介6. 结语饱和砂土地震液化及治理措施摘要:我国是多地震国家,地震区分布广,地震灾害严重,许多重要设施处于地震液化敏感区内。
本文从饱和砂土振动液化的机理、影响因素、液化效应及治理措施等几个方面进行了分析和介绍。
关键词: 饱和砂土; 地震液化; 液化效应; 治理措施Earthquake liquefaction of saturated sandy soil and control measures Abstract: Earthquakes occur frequently in our country, the disaster is serious, widely distributed in the earthquake zone, many earthquake liquefaction of important facilities in a sensitive area.This paper from the mechanism of vibration liquefaction of saturated sandy soil, influencing factors and liquefaction effect and control measures etc. Several aspects are analyzed and introduced.Key Words：Saturated sand; Earthquake liquefaction; Liquefaction effect; Control measures1前言在场地和地基的抗震勘察设计和研究中, 饱和砂土的地震液化是最为突出的问题。
砂土地震液化总结
砂土地震液化总结砂土液化是指饱和砂土在地震，动荷载或其他外动力作用下，砂土受到强烈振动后，致使土体丧失强度，土粒处于悬浮状态，造成地基失效的作用或现象。
砂土液化可能引起的工程地质问题有涌砂、地基失效、滑塌、地面沉降及地面塌陷等。
一、砂土地震液化机制1.砂土液化的机理饱和砂土在地震力作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受由砂土土体骨架转向水，由于砂土渗透性不良，孔隙水压力逐渐累积，有效应力下降，当孔隙水压力累计至总应力时，有效应力为零，土颗粒在水中处于悬浮状态。
2.砂土液化的影响因素影响砂土地震液化的因素包括内因饱和砂土和外因地震作用两方面。
其中饱和砂土包括土体类型和性质以及饱和砂层的埋藏条件。
地震作用指地震强度和地震持续时间。
（1）土体类型和性质以以砂土的相对密度Dr以及砂土粒径和级配表征砂土液化条件。
（如表1所示）表1 影响砂土地震液化的因素之土体条件因素指标对液化的影响颗粒特性粒径平均粒径d50细颗粒较容易液化，平均粒径在0.1mm左右的粉细砂抗液化性最差级配不均匀系数C u C u越小，抗液化性越差，黏性土含量愈高，愈不容易液化形状圆粒形砂比棱角形砂容易液化密度相对密实度D r密度愈高，液化可能性愈小渗透性渗透系数K 渗透性低的砂土易液化结构性颗粒排列胶结程度均匀性原状土比结构破坏土不易液化，老砂层比新砂层不易液化压密状态超固结比OCR 超压密砂土比正常压砂土不易液化（2）饱和砂层的埋藏条件包括地下水埋深，砂土层上的非液化黏土层厚度。
表2 影响砂土地震液化的因素之埋藏条件因素指标对液化的影响上覆土层上覆土层有效压力上覆土层愈厚，土的上覆土层有效压力愈大，愈不容易液化静止土压力系数k0排水条件孔隙水向外排出的渗透路径长度液化砂层的厚度排水条件良好有利于孔隙水压力的消散，能减小液化的可能性边界土层的渗透性地震历史遭受过历史地震的砂土比未遭受地震的砂土不易液化，但曾发生过液化又重新被压密的砂土却易重新液化（3）地震强度指实测地震时最大地面加速度，计算在地下某一深度由处于地震而产生的实际剪切力，再用以判定该深度处的砂层能否液化。
沙土液化动三轴实验报告
沙土液化动三轴实验报告一、实验目的本次实验旨在通过沙土液化动三轴实验，探究沙土的液化特性，并了解液化过程中土体的变形和强度特点。
二、实验原理液化是指土体在一定的地震作用下，由于孔隙水的压力上升，导致土体的有效应力减小，土体之间的黏聚力和内摩擦角降低，从而使土体失去强度，变成流态。
液化特性主要与土体的饱和度、密实度、颗粒形状、颗粒尺度以及应力路径等因素相关。
三、实验设备与试验方法1.设备本实验主要使用三轴试验仪、振动台等设备。
2.试验方法（1）样品制备：将现场采集的沙土样品通过筛网过筛，去除其中的杂质。
再将筛选好的沙土样品加水充分搅拌，使其充分湿润。
（2）装填样品：将湿润的沙土样品按照一定的容积比例装填到三轴试验仪的试样室，同时密实样品，使其达到设定的密实度。
（3）施加应力：通过液压系统施加垂直应力和水平应力，模拟地震作用。
（4）振动台加载：通过振动台加载，在特定频率和振幅下施加振动载荷，加速土体的液化。
（5）数据记录：在试验过程中，记录土体的应力、变形、强度以及振动参数等数据。
四、实验结果与分析1.试样变形特征在实验中，观察到振动台加载后的沙土试样出现明显的沉降和变形现象。
开始时试样表面平整，随着振动载荷的施加，试样整体开始呈现沉降变形，并最终转化为流态。
土体的体积变化率也随着振动载荷的增加而增加。
2.应力-应变特性在试验过程中通过三轴仪器记录下试样的应力和应变数据，得到了土体应力-应变曲线。
初期，试样受到振动加载后的应力短暂增大，随后逐渐降低。
应变曲线呈现出一个明显的凹型，初期应变增大较慢，随后逐渐加快，最后呈现出急剧增大的趋势。
3.试验参数对液化过程的影响通过对不同振动频率、振幅以及样品密实度等参数的调整，可以得到不同条件下的液化情况。
实验结果表明，振动频率和振幅对液化过程有显著影响，较大的振幅和频率会导致试样较快地发生液化。
样品的密实度对液化也有一定的影响，较低的密实度下试样更易液化。
五、实验结论通过沙土液化动三轴实验，我们得到了沙土在液化过程中的变形和强度特性。
易贡滑坡液化土动三轴试验分析的开题报告
易贡滑坡液化土动三轴试验分析的开题报告一、选题背景及研究意义随着我国经济的迅速发展，工程建设规模逐渐扩大，土工材料的应用也越来越广泛，但同时也出现了一些土地工程问题。
其中之一就是地震引起的滑坡和液化问题，给工程安全带来了严重的威胁。
目前，国内外对于滑坡和液化问题的研究已经取得了一定的成果，但是在实际工程应用中仍然存在一些问题。
易贡滑坡是我国西南地区典型的滑坡类型之一，土层为液化土，因其在地震时容易发生液化而引起滑坡。
因此，对易贡滑坡液化土的性质及其变形规律进行研究，对于深入了解滑坡形成机理，制定相应的防治措施具有重要的意义和价值。
二、研究内容本研究主要针对易贡滑坡液化土的动三轴试验进行分析，通过变形和应力的监测，探究易贡滑坡液化土的力学特性和变形机理，为进一步分析滑坡的形成和发展提供基础数据。
具体研究内容包括：1.易贡滑坡地质及土工性质研究，对地质构造和地震情况进行描述和分析，确定试验所需液化土的基本物理参数。
2.动三轴实验方案的设计，包括试验参数的确定、测试设备的选取以及实验过程的安排和控制等。
3.实验过程的监测与分析，通过应变仪、应力计等设备对试验过程进行实时监控和采样分析，获取试样力学特性和变形规律数据。
4.分析易贡滑坡液化土的致灾机理，通过对试验数据的分析和对比，探究易贡滑坡液化土在地震中发生液化和滑坡的形成机理。
5.总结研究结论，提出相关建议和措施，为滑坡防治工作提供参考。
三、研究方法1.采用室内动三轴试验设备进行试验研究，探究易贡滑坡液化土的变形特性和力学特性。
2.选择合适的应变仪、应力计等设备进行试验过程的数据监测和采样分析。
3.通过比较试验数据，对试验结果进行分析和总结，推断易贡滑坡液化土的变形机理和液化机理。
四、研究进度安排2021年6月-2021年9月：完成文献调研和预备研究。
2021年10月-2022年1月：设计试验方案，确定设备选用和实验流程。
2022年2月-2022年5月：完成试验过程的监测和数据采集，准备分析数据。
动荷载下砂土液化的分析及其处理研究
动荷载下砂土液化的分析及其处理研究本文介绍了砂土液化的原理，论述了砂土液化的形成条件，在砂土液化的判别中，分别叙述了Seed法和规范法两种常见的砂土液化的判别方法，并对两种方法进行分析，最后介绍砂土液化的防护措施。
标签：砂土液化液化原理处理措施1前言对于砂土液化的研究，由于其目的和观点的不同，使其有多种的解释，最普遍的认识是饱和的砂土或粉土在地震的作用下，饱和砂土或粉土经历强烈的振动后，使土体呈现出一种近乎于液体的悬浮状态，导致土体失去强度产生失效的现象。
通常，砂土液化会造成更大的伤害：例如，地基承载力的损失；液化土流下，造成高孔隙压力的浮动结构；喷沙形成将导致侧向压力的增加；当覆盖上一层破裂，会有水和砂现象，常常导致不均匀沉降的建筑物，使建筑物出现倾斜，开裂和破坏。
对过去发生的地震事件，由于灾害造成的土壤液化已成为不可或缺的工程灾害，所以研究者越来越多的关注研究砂土液化。
2液化原理[1]松散的砂土与粉土，在地下水的作用之下达到饱和。
在受到动应力作用下变得更加紧密，由于土的结构遭到剪揉作用而迅速破坏，此时，空隙中的空气来不及排除使孔隙水压力迅速增长到上浮有效应力，在短时间的动荷载作用下，使土颗粒之间相互传递的压力变小，当有效应力彻底消散时，土体丧失了抗剪强度和承载力，并表现出液体所呈现出的形态，这就是砂土的液化现象。
饱和砂土和粉土下加载，迅速消失的抗剪强度和其抗剪强度可以表示为：（1）在地震前，由砂骨架，承担该部分只有其土壤在此时砂地基处于稳定状态，承受水的静水压力图（I）。
（2）对地震应力反复作用，框架会产生位移，状态的变化，和饱和砂量是相同的，地震动态应力承受代替砂骨架。
这样，造成孔隙水压力的急剧增大，等到孔隙水压力等于或大于土体所承受的总应力时，饱和砂土液化，土壤结构完全破坏，土壤颗粒悬浮在水中，并在地裂薄弱部位喷射出来，导致冒沙现象，见图（II）。
（3）液化后，悬浮颗粒逐渐下沉，骨架被破坏，损失的地基承载力及地表沉降引起的倾斜，见图（III）。
砂土地震液化后大变形特性试验研究
应变渐近线的值， 则可将式 （!） 改写成： （(） * " !0,1 $ - 为砂土液化后应力应变曲线的初始切线斜
!)
($
"
-
)
式中
图$ 2-34 +
经坐标变换后的应力应变关系
率； !0,1 为砂土液化后应力应变曲线应变渐近线值。
51&677871&’-9 &67:;9767 -9 <-==6&691 >;;&<-9’16 7?716.
01显然用双曲线方程来表示砂土液化后的应力应变关系模型形式简洁使用方便且模型中参数的物理意义明确因为土体应力应变曲线的切线模量模型的验证为了验证用双曲线模型来表示砂土液化后应力应变关系的可行性笔者用两部分数据对模型进行了验证一部分是本次试验有效固结压力499别为398的一组数据结果见图可见试验曲线跟模型预测曲线对应关系较好
通过对试验资料以及震害调查资料的回归分析建立了
!
前
言
!
［!， )］ 一些经验的大变形预估公式 。 91H:;1 等基于室内
液化后大变形是指饱水砂土地基在地震液化后强 度极度降低， 在建筑物荷载或土体自重作用下， 地表出 现大的垂直向或侧向变形的现象， 它会使液化区的各 种地下结构、 生命线工程产生巨大的破坏。"$@- 年的 唐山 @ ? % 级大地震引起的一些桥梁的缩短； "$$# 年菲 律宾吕宋岛 @ ? % 级地震， A16:B1 市 C12D14 河岸产生的 大变形最大为 - E； 地 "$$* 年日本阪神 @ ? ! 级大地震， 震液化引起了大范围的地基侧向变形， 最大侧向变形 达 * E。地基变形导致了大量的管道设施破坏、 建筑 ［"］ 物的移动破坏等 。尽管在过去的几十年中对砂土液 化进行了广泛研究， 但研究的重点主要放在液化的影 响因素、 产生机理和条件以及液化可能性方面， 对液化 后的变形， 特别是大变形研究相对较少。对液化后大 变形的研究主要从室内和现场两个方面着手， 室内试 验研究可对大变形发生的机理、 条件、 影响因素等进行 分析， 现场研究可以从宏观上把握大变形发生的一些 规律， 并可对室内试验研究的结果进行验证。 砂土地基地震液化后大变形会引起地基的严重失 效， 产生灾难性的损失， 如能对液化后大变形进行较准 确的预测， 则可采取相应的措施使这种损失降低到较 小程度。对砂土地基地震液化后的大变形进行预测， 不少学者提出了预测方法。01E1;1、 F1GD4>DD 和 95:; 均
土的力学性质指标及其室内测定--振动三轴试验
第七章 土的力学性质指标及其室内测定
第五节 振动三轴试验
整理课件
（a）各向等压消散试样装置 （b）K0 消散试样在压力室内装置
1—孔隙压力阀；2—周围压力阀；3—排水管阀；4—排气阀；5—压力室底座； 6—加压上帽；7—透水板；8—压力室整；理9课—件试样；10—活塞；11—环刀；12—橡皮膜
三 孔隙水压力消散试验
• （五） 操作要点
• 5.1 各向等压消散试验
第五节 土的振动三轴试验
• 四 仪器设备
• 主要设备：电磁式振动三轴仪，有常规控制和计算机控制
式两种。由主机、静力控制系统、动力控制系统和量测 系统组成。 • 主机：包括压力室和激振器等，如图6.5-4所示。 • 静力控制系统：用于施加围压、轴压和反压等，与一般 静三轴仪基本相同。 • 动力控制系统：包括交流稳压电源、超低频信号发生器、 超低频峰值电压表、电源、功率放大器、超低频双线示 波器等。 • 量测系统：用于量测轴向力、轴向位移、及孔隙水压力， 由传感器、动态应变仪、光线记录示波器或x－y函数记 录仪等组成。 • 辅助设备：与一般静三轴整试理验课件相同。
• 试验测得的参数一是用于分析周期荷载作用下地基和结 构物的稳定问题，特别是砂土液化问题；另一是用于计 算周期荷载作用下土体在一定范围内引起的位移、速
度、加速度和应力随振次的变化等。 • 本试验适用于饱和砂土、粉土和黏土。一般采用固结不
排水试验。
• 三 采用标准：SL237－032－1999
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砂土液化动三轴实验报告
、实验目的
通过试验，掌握试样的制备方法、动三轴试验仪的使用方法、动三轴测定土的抗液化强度的基本操作以及试验数据的处理。
二、实验仪器
振动三轴仪，托盘天平，游标卡尺，击实仪等。
三、实验原理振动液化是饱和土在动荷载作用下丧失其原有强度而转变为一种类似液体状态的现象。
在本试验中，借助动三轴仪对已饱和的砂土施加振动荷载，观察并记录土样中孔隙水压力的变化，一旦试验内部的超静孔隙水压力到达试样的围压，则出现液化现象。
如果将地震作用视为由基岩向上传递的剪切波，则当地面近于水平时，在地基内任一水平面上，地震前只有法向应力σ,没有剪应力T错误！未找到引用源。
即τ=0;地震时的地震作用将引起一个反复循环作用的剪应力±τ而法向应力仍然保持σ不变。
这样我们可以通过动三轴仪试样中45o面上应力的变化来模拟地震时地基中任一水平面上的应力状态。
此时，地震前的应力状态就相当于在试样上施加一个均等的固结应力，即σc= σc= σ;在地震期间，可以用在轴向施加轮番增加和减少的动应力也，径向压力保持不变。
此时单向激震动三轴的应力条件可视为与地震时的应力条件相等效。
四、实验步骤
1.试样制备
（1）用托盘天平称取153g干砂和10ml水，将两者均匀混合。
（2）将土样分成4份依次装入击实筒中，分层击实，每次击实高度为2cm，为了防止土样分层，每层击实后应将试样表面打毛。
最后一次击实后，土柱高度为8cm,直径为3.91Cm,密度为1.697g∕cm3
（3）用抽气法使乳胶薄膜与样模的周壁紧贴，形成要求的体积和形状的空腔，将压实制备好的土样放入样模中，然后在负压下进行脱模。
（4）在套有乳胶模的试样两侧安装上透水石。
2.试样安装
将制备好的套有乳胶薄膜和安好透水石的试样，固定在三轴仪上，将试样的乳胶薄膜分别套在三轴仪的试样帽和试样座上，并用橡皮条将乳胶薄膜与试样帽和试样座勒紧。
3.试样饱和
试样采用抽气法使试样饱和。
具体步骤如下：
（1）关闭排水阀，打开抽气阀，从试样的上部抽气，向三轴试验仪的压力室内充水，使水没过试样少许即可。
（2）抽气持续15-20 分钟后，打开排水阀，使水缓慢的从试样底进入试样，使土样饱和。
注意玻璃管内的水位变化，及时向玻璃管内加水。
（3）当水从试样顶部的抽气管流出后，关闭抽气阀。
此时玻璃管内的水位仍在下降，说明水仍在流入试样中，先不要关闭排水阀，持续一段时间，待玻璃管内的水位与压力室内的水位持平，并且不再下降时，关闭排水阀。
4.试样固结
（1）保持排水阀、抽气阀关闭，将控制柜上显示的孔隙水压力调零。
（2）保持排水阀、抽气阀关闭，向试样施加100kPa 的围压。
观察控制柜上显示的空隙水压力的最终值，如果孔隙水压力大于或等于95kPa,此时认为土样
已经充分饱和。
（3）如果土样充分饱和，则打开排水阀，进行排水固结。
（4）待试样充分排水固结后，关闭排水阀。
5.施加动应力测定土的动强度
（1）通过调节控制柜上的旋钮，使传力轴与试样顶帽接触，但不向试样施加力。
（2）确定动剪应力比，求出需要施加的动应力σ的值。
-80
(3) 在微机上将相关参数归零，然后设置相关参数，输入施加动应力值。
开始施加动应力。
(4) 观察微机上动应力，动应变，动孔压的变化，当发现动应变骤然变大, 动应力不能完全施加时，立即停止试验，保存记录的试验数据。
五、实验数据处理
此次实验共分为四组，采用的动剪应力比 Od ∕2o c 分别为
0.3，0.35, 0.38和
0.42。
第一组实验时确定的动剪应力比为 0.3,实验得到动应力，动应变和动孔压 时程曲线如下图。
对于第一组数据，取孔压突变的点为强度破坏点，破坏时循环 次数 N f =965。
80 —I
图1动应力时程曲线
ap^ndao
O
O O O 60 40 20
10
图2动应变时程曲线
apκ^eIUSSAΓP reLa WPO
N
图3动孔压时程曲线
第二组实验时确定的动剪应力比为0.35,实验得到动应力，动应变和动孔压时程曲线如下图。
对于第二组数据，取孔压突变的点为强度破坏点，破坏时循环次数N f=1520
-8
a o P ⅛a o O
O -8
O O 6 4 O 2 O
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图4动应力时程曲线
40
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-80
∖ ~1 I 1 I 1 I 1 I 1 I ~1 I 1 ~I 1 I
0 20 40
60
80
100
120
140
160
N
图6动孔压时程曲线
第三组实验时确定的动剪应力比为 0.38,实验得到动应力，动应变和动孔压 时程曲线如下图。
对于第三组数据，取孔压突变的点为强度破坏点，破坏时循环 次数N f =37。
图7动应力时程曲线
a D I K ^e l u s e l P l r r a W e l O P I. .h
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2 --- ----
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4
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图9动孔压时程曲线
图8动应变时程曲线
0 10 20 30
10
5
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80
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图9动孔压时程曲线
N
第四组实验时确定的动剪应力比为 0.42,实验得到动应力，动应变和动孔压
时程曲线如下图。
对于第三组数据，取孔压突变的点为强度破坏点，破坏时循环
次数N f=&
120
80
40
12 -40
-80
图10动应力时程曲线
10
5
-5
-10
-15
图11动应变时程曲线
图12动孔压时程曲线
五、试验总结
试验编号动剪应力水平（2二C）液化振次（Nf）
10.3965
20.35152
30.3837
40.42812
120
048
10 1000。