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砂层液化稳定研究:紫坪铺水利枢纽工程地质问题

【摘要】:根据室内动三轴试验成果,计算出右岸阶地上部处于饱和状态的砂层①、②在Ⅶ度地震设防烈度下抗液化剪应力为地震剪应力的1.33倍,砂层有一定的抗液化能力;但在Ⅷ度地震下设防烈度抗液化剪应力较小,仅为地震剪应力的0.55倍,表明砂层①、②的抗液化能力差,将可能发生地震液化。

右岸阶地上部的砂层①、②,分布较连续,范围较大,土工定名为粉质土砂、含粉质土砂,顶板埋深分别为0.7~8.93m和3.55~8.55m,形成时代较新(Q4),初判为可能液化砂层。砂层相对密度0.24~0.84(平均0.56),粘粒含量分别为2.9%、0.8%,平均粒径分别为0.14~0.32mm。据DL5073—1997《水工建筑物抗震设计规范》和GB50287—99《水利水电工程地质勘察规范》规定饱和无粘性土的可液化判别标准,初判该两处砂层在Ⅶ、Ⅷ度地震设防烈度下均属可液化砂范畴。从标贯击数和相对密度进行复判,砂层的现场锤击数分别为5~11击,平均7.4击,小于液化临界击数11击,相对密度平均值分别为0.55和0.36,小于地震设防烈度的液化临界相对密度值,仍可判为液化砂。

用西特动剪应力对比法进行进一步判别。假定地震应力主要是由地震剪切波向上传播而产生的,从而得出了地震等效均匀循环剪应力τav的计算式。根据室内动三轴试验成果,计算出右岸阶地上部处于饱和状态的砂层①、②在Ⅶ度地震设防烈度下抗液化剪应力为地震剪应力的1.33倍,砂层有一定的抗液化能力;但在Ⅷ度地震下设防烈度抗液化剪应力较小,仅为地震剪应力的0.55倍,表明砂层①、②的抗液化能力差,将可能发生地震液化。

右岸阶地下部砂层透镜体(埋深约17m),上覆有效压力较大,饱和状态时,在Ⅶ度地震下抗液化剪应力为地震剪应力的3.01倍,砂层的抗液化能力强;在Ⅷ度地震下抗液化剪应力为地震剪应力的1.33倍,抗液化能力亦较强,表明该砂层透镜体在Ⅶ度、Ⅷ度地震设防烈度下,均不易发生地震液化。