›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (8): 2417-2425.doi: 10.16285/j.rsm.2016.08.039

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

基于应变空间多机构CG模型的地震液化大变形数值分析

周 葛1, 2, 3，刘汉龙4，井合进3，陈育民1, 2，飞田哲男3   

  1. 1.河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏 南京 210098；2.河海大学 土木与交通学院，江苏 南京 210098； 3.京都大学 防灾研究所，日本 京都 611-00111；4.重庆大学 土木工程学院，重庆 400045
  • 收稿日期:2014-09-09 出版日期:2016-08-11 发布日期:2018-06-09
  • 作者简介:周葛，男，1987年生，博士，主要从事砂土液化试验与数值模拟等方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目（No. 51379067）；高等学校学科创新引智计划（“111”计划）(No.B13024）；河海大学中央高校基本科研业务费项目（No.2015B17314）。

Liquefaction-induced lateral spreading analysis in gently sloping ground from earthquakes based on CG model

ZHOU Ge1, 2, 3, LIU Han-long4, IAI Susumu3, CHEN Yu-min1, 2, TOBITA Tetsuo3   

  1. 1. Key Laboratory of Geomechanics and Embankment Engineering of Ministry of Education, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China; 2. College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China; 3. Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, Kyoto 611–0011, Japan; 4. College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045 China
  • Received:2014-09-09 Online:2016-08-11 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(51379067), the 111 Project(B13024) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities(2015B17314).

PDF (Chinese)

737

摘要： 砂土液化导致的地基侧向大变形是地震中许多重要的工程设施和建筑物破坏的主要原因之一。简要介绍了可进行液化大变形分析的散粒体材料本构模型——应变空间多机构CG模型，基于FLIP ROSE程序平台，建立了预测和研究倾斜地基砂土液化导致侧向大变形的二维有限元数值分析方法。采用该模型对相同工况的土工动态离心模型试验进行了模拟，通过对比超孔隙水压力、剪切波水平加速度以及地基侧向位移发现，数值预测与试验结果吻合良好，从而验证了该有限元数值分析模型的可靠性。最后利用该数值分析模型预测了倾斜率不同的地基受到相同剪切波作用时，倾斜地基不同深度产生的侧向位移。预测结果显示，随着地基深度的减小，倾斜率对于地震液化导致倾斜地基侧向大变形的影响越来越显著。

关键词: 地震液化, 倾斜地基, CG模型, 倾斜率, 侧向大变形

Abstract: Lateral spreading due to liquefaction of sandy soils is a significant cause of damage to the important engineering facilities and buildings in earthquakes. FLIP ROSE is a two-dimensional finite element analysis program for seismic liquefaction problems. A strain space multiple mechanism model (cocktail glass model) is implemented in the program for analysis of the granular material. A two dimensional finite element model is proposed to predict and analyze liquefaction-induced lateral spreading in gently sloping ground under the seismic loading. This numerical simulation model is verified using the excess pore water pressure, the lateral acceleration, the arias intensity and the lateral displacement time histories recorded in three sets of free-field lateral spreading centrifuge tests. The computed response shows good agreement with the centrifuge test measurements. The final lateral displacements in the gently sloping ground with the different gradients are predicted by this simulation model after sandy liquefaction. It shows that the gradient of gently sloping ground plays a more and more important role in the liquefaction-induced lateral spreading as the depth increases.

Key words: seismic liquefaction, gently sloping ground, cocktail glass (CG) model, gradient, lateral spreading

中图分类号: 

  • TU 475

[1] 周燕国，谭晓明，梁 甜，黄 博，凌道盛，陈云敏，. 利用地震动强度指标评价场地液化的离心模型试验研究[J]. , 2017, 38(7): 1869-1877.
[2] 胡记磊 ，唐小微，裘江南，. 基于贝叶斯网络的地震液化概率预测分析[J]. , 2016, 37(6): 1745-1752.
[3] 邵 琪 ，唐小微 , . 饱和砂土动静力特性的网格自适应数值模拟[J]. , 2014, 35(7): 2079-2087.
[4] 夏志凡，叶冠林，王建华，叶 斌，张 锋. 防水措施对堤坝地震液化影响的数值分析[J]. , 2010, 31(8): 2682-2688.
[5] 童立元 ，王 斌 ，刘义怀 ，张 波 . 地震液化条件下地面的大变形三维数值分析[J]. , 2008, 29(8): 2226-2230.
[6] 黄 雨 ，郝 亮 . 基于CFD的地震液化研究新进展[J]. , 2008, 29(8): 2231-2235.
[7] 刘华北，宋二祥. 饱和可液化土中地下结构在震后固结中的响应[J]. , 2007, 28(4): 705-710.
[8] 赵 瑜 ，王铁成 ，朱永庚 ，王曙光，. 水库围堤地基液化段抗震加固效果的数值分析[J]. , 2006, 27(S2): 719-722.
[9] 黄春霞 ，张鸿儒 ，韩爱民 ，隋志龙,. 碎石桩复合地基桩体减震作用研究[J]. , 2006, 27(S2): 899-902.
[10] 汤 皓，陈国兴，李方明. 基于ANN和GIS耦合模型的场地地震液化势评价系统研究[J]. , 2006, 27(S1): 1007-1012.
[11] 刘华北，宋二祥. 截断墙法降低地下结构地震液化上浮[J]. , 2006, 27(7): 1049-1055.
[12] 刘红军 ，王小花，贾永刚，乔 社，张洪岗,. 黄河三角洲饱和粉土液化特性及孔压模型试验研究[J]. , 2005, 26(S2): 83-87.
[13] 高玉峰 , 刘汉龙 , 朱 伟. 地震液化引起的地面大位移研究进展[J]. , 2000, 21(3): 294-298.
[14] 宫全美 , 周顺华 ,方炽华. 南京地铁地基地震液化规范判别的差异分析[J]. , 2000, 21(2): 141-144.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[2] 梁桂兰，徐卫亚，谈小龙. 基于熵权的可拓理论在岩体质量评价中的应用[J]. , 2010, 31(2): 535 -540 .
[3] 马文涛. 基于灰色最小二乘支持向量机的边坡位移预测[J]. , 2010, 31(5): 1670 -1674 .
[4] 于琳琳，徐学燕，邱明国，闫自利，李鹏飞. 冻融作用对饱和粉质黏土抗剪性能的影响[J]. , 2010, 31(8): 2448 -2452 .
[5] 王 伟，刘必灯，周正华，王玉石，赵纪生. 刚度和阻尼频率相关的等效线性化方法[J]. , 2010, 31(12): 3928 -3933 .
[6] 王海波，徐 明，宋二祥. 基于硬化土模型的小应变本构模型研究[J]. , 2011, 32(1): 39 -43 .
[7] 曹光栩，宋二祥，徐 明. 山区机场高填方地基工后沉降变形简化算法[J]. , 2011, 32(S1): 1 -5 .
[8] 刘华丽 ，朱大勇 ，钱七虎 ，李宏伟. 边坡三维端部效应分析[J]. , 2011, 32(6): 1905 -1909 .
[9] 刘年平 ，王宏图 ，袁志刚 ，刘竟成. 砂土液化预测的Fisher判别模型及应用[J]. , 2012, 33(2): 554 -557 .
[10] 王卫东 ，李永辉 ，吴江斌 . 超长灌注桩桩-土界面剪切模型及其有限元模拟[J]. , 2012, 33(12): 3818 -3824 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发