2011年新西兰地震液化特征及现有液化判别方法检验

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自20世纪60年代以来,世界范围内地震活动频繁,特别是1964年日本新潟地震引起饱和砂土液化和地基失效,以及美国阿拉斯加地震造成超过10,000km2的砂土液化、1976年中国唐山大地震造成24,000km2的砂土液化,饱和砂土液化引起人们越来越多的关注。地震引起的砂土液化常常带来严重的灾害,如地表下沉、道路破坏、房屋开裂或倾斜、坝体失稳等,因此,进一步深入研究砂土液化机理、影响因素以及准确判别预测地基液化显得尤为重要。而液化判别方法的合理性和可靠性对工程结构的地震安全和造价影响很大,是当今国内外土动力学研究的一个重要方向,一直得到国内外学者和工程师的高度重视。国内外现在广泛应用的液化判别方法均存在着一定局限性,尤其对深层砂土液化的判别更是有很多问题需要解决。2011年2月22日新西兰基督城发生的MW6.2级地震为探究液化新规律、评价现有各液化判别方法提供了良好的契机。此次地震是有调查历史的大地震中第一次以液化为震害主因的一次地震,为深入认识液化机理、检验现有液化判别方法以及发展新的液化判别方法创造了条件。本文收集整理了此次新西兰地震的液化调查资料,结合震后勘察获得的大量原位测试数据,总结出这次地震的液化特征,并对比分析了国内外基于标准贯入试验和静力触探试验的多种液化判别方法,评价了不同方法的适用性和可靠性。本文主要工作和成果包括:1.通过查阅相关调查资料,了解新西兰地震历史及其板块构造的特点,获得此次地震液化分布情况及液化震害资料,并初步分析发生大规模液化的原因;2.介绍在这次勘察中标准贯入试验(SPT)、静力触探试验(CPT)等原位测试技术的使用,通过现场勘察资料判定液化层和非液化层;3.对比分析此次新西兰地震的液化特征,主要包括峰值加速度、砂层埋深、地下水位、砂土密实度、颗粒级配等,得到影响这次新西兰地震砂土液化的各个因素的基本特征;4.对比分析我国规范的7种判别方法与国外基于标准贯入试验的Seed简化模型循环剪应力比法,用新西兰地震液化调查数据对上述8种方法进行检验,找到国内外标贯液化判别方法之间的差异和联系,评价其适用性和可靠性;5.对比分析我国规范法、Robertson法和Olsen法3种不同的静力触探液化判别方法,用新西兰地震液化数据对3种方法分别进行检验,发现国内外静力触探液化判别方法的差异和联系,评价其适用性和可靠性。
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