Dự đoán tiềm năng lỏng hóa và áp suất nước lỗ trống dưới nền móng máy móc

Central European Journal of Engineering - Tập 4 - Trang 226-249 - 2014
Mohammed Y. Fattah1, Mohammed A. Al-Neami1, Nora H. Jajjawi1
1Building and Construction Engineering Department, University of Technology, Baghdad, Iraq

Tóm tắt

Nghiên cứu hiện tại liên quan đến việc dự đoán tiềm năng lỏng hóa và áp suất nước lỗ trống dưới tải trọng động trên đất cát bão hòa hoàn toàn bằng phương pháp phần tử hữu hạn thông qua chương trình máy tính QUAKE/W. Là một nghiên cứu trường hợp, nền móng máy móc trên đất cát bão hòa hoàn toàn ở các trường hợp khác nhau của sự nén chặt đất (cát lỏng, trung bình và dày đặc) được phân tích. Tải trọng hài được sử dụng trong một nghiên cứu tham số để điều tra ảnh hưởng của nhiều tham số bao gồm: tần số biên độ của tải trọng động. Mô hình đàn hồi tuyến tính tương đương được áp dụng để mô phỏng hành vi của đất và các phần tử đồng số 8 được sử dụng để mô hình hóa đất. Nhấn mạnh được đặt vào các vùng mà lỏng hóa xảy ra, áp suất nước lỗ trống và sự biến dạng theo phương thẳng đứng phát triển trong quá trình lỏng hóa. Kết quả cho thấy lỏng hóa và biến dạng phát triển nhanh chóng với sự tăng lên của biên độ và tần số tải trọng. Các vùng lỏng hóa tăng lên khi tần số và biên độ tải trọng tăng. Khi theo dõi sự lan truyền của các vùng lỏng hóa, người ta có thể nhận thấy rằng, lỏng hóa xảy ra trước tiên gần đầu tải và sau đó phát triển xa hơn. Áp suất vượt tải của đất ảnh hưởng đến khả năng kháng lỏng hóa của đất ở độ sâu lớn. Khả năng kháng lỏng hóa và thời gian cho lỏng hóa ban đầu tăng lên với sự gia tăng độ sâu. Khi tần số thay đổi từ 5 đến 10 rad/giây (khoảng từ tĩnh đến động), phản ứng về sự dịch chuyển và áp suất nước lỗ trống rất rõ rệt. Điều này có thể được quy cho các hiệu ứng quán tính. Việc tăng tần số thêm dẫn đến tác động nhỏ hơn về dịch chuyển và áp suất nước lỗ trống. Khi tần số thấp; 5, 10 và 25 rad/giây, dao động của dịch chuyển kết thúc trong thời gian áp dụng tải trong 60 giây, trong khi khi ω = 50 rad/giây, dao động tiếp tục sau khoảng thời gian này.

Từ khóa

#lỏng hóa #áp suất nước lỗ trống #tải động #phương pháp phần tử hữu hạn #đất cát bão hòa

Tài liệu tham khảo

Seed H. B., Cetin K.O., Moss R.E.S., Kammerer A.M., et al. Recent Advances in Soil Liquefaction Engineering, A Unified and Consistent Framework, 26th Annual ASCE, Los Angeles Geotechnical Spring Seminar, Keynote Presentation, H.M.S. Queen Mary, 2003 Youd T.L., and Idriss I.M., Liquefaction Resistance of Soils, Report from the NCEER, National Center for Earthquake Engineering, Workshops on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils”, Journal of Geotechnical and Geo-environmental Engineering, ASCE, April 2001, pp. 297–313 Wang W., Some Findings in Soil Liquefaction, Research Report, Water Conservancy, and Hydroelectric Power Scientific Research Institute, Beijing, August 1979 Sitharam T.G., Govinda Raju L. and Sridharan A., Dynamic Properties and Liquefaction Potential of Soils, Journal of Current Science, Vol. 87, No. 10, 25, November 2004 Jin D., Luan M., Li C., Liquefaction and Cyclic Loading, EJGE, Vol.13, Bund, G. 2008 Worthen D., Critical State Framework and Liquefaction of Fine-Grained Soils, M.Sc. Thesis, Department of Civil and Environmental Engineering, University of Washington State, 2009 Lu X., Zhang X. and Shi Z., Responses of Saturated Sand Surrounding a bucket Foundation under Horizontal Vibration Loading, The Open Ocean Engineering Journal, Vol. 3, 2010, pp 31–37 Fattah M.Y., Nsaif M. H., Propagation of Liquefaction Zones Due to Earthquake Excitation in a Zoned Earthdam, the 2nd Regional Conference for Engineering Sciences. /College. of Eng. / Al-Nahrain University /1–2/12/2010, 2010, pp. 509–530 Vivek P., and Gosh P., Dynamic Interaction of Two nearby Machine Foundation on Homogeneous Soil”, GeoCongress 2012, ASCE, 2012, pp. 21–30 Seed H.B., Martin P.P. and Lysmer J., Pore-Water Pressure Changes during Soil Liquefaction”, Journal of the Geo-technical Engineering Division, ASCE, GT4, 1976, pp.323–345 Kumar K., Basic Geotechnical Earthquake Engineering, New Age International, 2008 Wang Y., Lu X., Wang S. and Shi Z., The Response of Bucket Foundation under Horizontal Dynamic Loading, The Open Ocean Engineering Journal, Vol.33, 2006, pp 964–973 Fattah M.Y., Al-Neami M. A., Jajjawi N. H., Implementation of Finite Element Method for Prediction of Soil Liquefaction around Underground Structure, Engineering and Technology Journal, University of Technology, Vol. 31, No. 4, 2013, pp. 703–714 Amini F., Duan Z., Centrifuge and Numerical Modeling of Soil Liquefaction at Very large Depths, 15th ASCE Engineering Mechanics Conference, Columbia University New York, NY, 2002. Manual of Dynamic Modeling with QUAKE/W, 2007 (2009). An Engineering Methodology, 4th Edition, Geo-Slope International, Ltd. Seed H.B., Idress I.M., Soil Moduli and Damping Factors for Dynamic Analysis, EERC Report No. 10-70, University of California, 1970 Seed H.B., and Booker J.R., Stabilization of Potentially Liquefiable Sand Deposits Using Giravel Drains, Journal of Geotechnical Engineering Division, ASCE, Vol. 103, No., GT7, 1977, pp.757–768. Kramer S.L., Geotechnical Earthquake Engineering, Prentice Hall, 1996.