前言
《水工建筑物抗震设计规范》(SL 203—97)已颁布超过10年,随着我国水利水电工程建设和设计要求的不断提高以及水工抗震学科的快速发展,需要根据最新实践和震害教训与启迪,对规范进行修订,以便更好地指导我国地震区高土石坝的抗震设计和工程建设。尤其是2008年汶川特大地震之后,对SL 203—97修订的要求更为迫切。
本书对覆盖层地基液化评价方法开展了研究。主要结合已有工程实践,围绕已有地震液化震害实例以及在已有震害实例基础上形成的液化判别的经验方法进行分析、论证和评价,对发现的问题,在论证的基础上改进,其目的是为SL 203—97“场地和地基”及“土石坝”部分的修编提供技术支持和参考依据。本书的主要内容包括:
(1)在对国内外地震中典型的堤防、坝体滑坡案例以及地基液化案例进行总结分析的基础上,指出地震中的滑坡和液化破坏大多发生在上覆有效应力低于100kPa的低应力条件下,提出了低应力条件下的岩土工程抗震研究的科学问题。
(2)对覆盖层地基液化评价方法进行了系统总结和分析,提出了在应用规范方法和动力反应分析法判断覆盖层地基液化时应遵循的原则,对于包括复杂深厚覆盖层地基的土石坝工程,建议同时采用多种方法,在比较分析的基础上,综合判定其液化可能性。
(3)对国内外广泛应用的基于标准贯入试验的地震液化判别方法进行了对比分析。结果表明:近震时,国内规范方法偏于安全;远震时,在震级M<7.5级时,国内规范方法偏于安全;当震级M=7.5~8.5级时,NCEER方法与与国内规范方法计算液化临界标贯击数接近,某些加速度(烈度)下NCEER方法偏于安全,某些加速度(烈度)下国内规范方法偏于安全。
(4)以半无限空间弹性体表面作用某种形式荷载的弹性理论解求解拟判别点的附加应力,并以等效埋深考虑附加应力的影响;以工程设计中常用的平均值和小值平均值参数取值方法考虑土工试验参数的离散性;借用有限元网格离散求解思路,对网格所有节点附近的区域进行液化判别,以给出砂层的可能液化区域。提出了基于标准贯入试验考虑上部建筑物附加应力与标贯击数离散性影响,确定砂层可能液化区域的方法。
(5)结合我国规范中标准贯入击数液化判别方法在应用中发现的问题,研究了标准贯入击数挖填方校正方法对地基砂土液化判别结果的影响,指出原规范采用埋深等效的线性化方法考虑筑坝等人类工程活动对覆盖层地基液化的影响,具有挖方过于保守,填方偏于不安全的问题,在总结国内外相关研究成果的基础上,建议了新的校正方法。
全书共6章:第1章绪论;第2章典型震害的启示;第3章覆盖层地基液化分析方法与评价;第4章标贯击数液化判别方法的比较;第5章考虑标贯击数离散性的确定性砂层液化判别方法探讨;第6章标贯击数的挖填方校正方法研究。除了本书作者外,参加本书研究工作的同志还有刘启旺、陈宁、杨正权、李红军、梁文杰、朱凯斌、王龙等,在此表示衷心感谢。本书研究过程中大量查阅了国内外同行和前人已有的研究成果,在此一并表示衷心感谢。
由于作者水平有限,不当之处在所难免,敬请读者批评指正。
作者
2017年10月于北京