(一)挑战性沉积
挑战性沉积是本届大会首次提出的一个新的研究领域,反映了国际地震岩土工程技术委员会对各个国家区域性沉积的重视。大会主席邀请我做该专题的主题报告说明对我们有关黄土沉积地震灾害及其预防研究成果的充分肯定。该专题共有1个邀请主题报告和5个口头报告,本专题的目标是交流区域性特殊沉积土层(如黏质粉土、砂质粉土、黄土等)液化位移扩展的验证与地形地貌对液化扩展的影响研究、土的沉积年代对土抗液化能力的影响研究以及对新西兰昆斯敦地区云母黏质粉土和砂质粉土的液化动力特性研究,为特殊沉积土层液化提供判别方法和抗震设计方法。我为此专题做了邀请主题报告“地震和降雨耦合作用下黄土边坡的性态设计方法”。70人参加了本专题交流。
J.Russell等基于Zhang方法预测液化扩展位移的公式对某地块的液化扩展进行了预测,并通过水平位移雷达测量和卫星图像对液化扩展水平位移进行了测量,发现Zhang方法预测的液化扩展位移存在明显的高估现象,对于该现象作者给出了几个可能导致该现象的原因:该模型是基于2010年9月前的地形图测量结果而建立的,但是在2010年9月地震时地面出现了震陷现象,与实际对比,模型中地面相对高度估值过高;Zhang方法认为液化扩展方向是完全垂直于自由面的,但是实际上这种情况是不存在的;地下水模型误差,雷达、卫星测量误差也是预测结果与实测值有差距的原因。作者提出,对该方法进行优化会提高预测的准确性。
Andreas Giannakogiorgos等对新西兰昆斯敦地震活跃区域的云母黏质粉土以及砂质粉土进行了原位及室内试验(包括动三轴试验和原位CPT试验),研究评估其液化势,该文介绍了液化评价的结果,并讨论了不同的土参数如应变水平、围压、不排水抗剪强度、孔隙比、塑性指数、胶结和老化等的影响。通过试验分析得出:随着平均有效应力p′o的提高,土的抗液化强度也随之提高;归一化后循环抗剪强度Sumax/p′o随着p′o的提高而降低;砂土抗液化强度几乎不受孔隙比的影响。实验研究表明新泽西地区常用的液化判别方法会高估昆斯敦地区的液化风险,需要进一步实验分析。
Barnabas Bwambale等针对土的年代对土抗液化能力的影响,引入土的抗液化强度修正系数KDR来表征新、旧土的抗液化强度的差异。该文运用四种方法研究了土龄对基督堂市Holocene土抗液化强度的影响,为获得较老土层抗液化强度的修正系数KDR,采用了室内动三轴试验、现场静力触探试验(CPT)、室内试验与现场试验结合法以及利用实测剪切波速与估计的剪切波速比值(MEVR)等手段。结果表明该文所有四种方法提供的结果、修正系数与哈亚蒂和安德鲁斯提出的一致(2009),验证了用KDR与MEVR进行液化评估的正确性。(https://www.daowen.com)
Sarah Bastin等针对2010—2011年间的坎特伯雷系列地震中发生在沿艾芬河两岸的液化扩展和水平位移很明显地受到地形与地貌影响的现象,进行了相应的研究。对雷达测量的液化相关垂直地面沉降、实地检查土地破坏、地面勘测侧向扩展位移和绘制地裂缝进行了交叉分析。调查发现横向扩展仅仅发生在中低海拔富含松散细砂、粉砂的冲积平原中,相比之下,观察到河岸附近的某些高地则没有产生液化横向扩展。
Christine Z.Beyzaei等对粉土场地液化的宏观现象与简化液化评估方法之间的差异进行了探讨,将土层、土体类型和地下水位起伏的影响视为场地液化势的潜在影响,并用静力触探(CPT)、声波钻孔法和高质量连续取样法对地层进行了比较详细的评价。这些现场试验对包含了高度分层、混乱沉积的粉砂和砂质淤泥沉积物地层有了详细的认识,发现液化简易评估方法并不能很好地与实地勘察相吻合,作者提出对于在简化液化评估方法可能不完全适用的地点,液化评估应考虑:(1)区域沉积环境;(2)场地详细情况;(3)土样详细指标(级配、塑性指数等)。
王兰民等的邀请主题报告结合2013年岷嶂6.6地震中典型液化滑坡案例,开展现场黄土斜坡人工降雨试验和不同含水量下黄土动、静强度试验,调查研究降雨下渗的黄土层深度和降雨对黄土动、静强度的影响规律,进而开展地震与降雨耦合作用不同工况下的振动台试验,分析了耦合作用下黄土边坡裂缝、不均匀震陷、滑坡和液化流滑机制,研究提出了地震与降雨耦合下黄土斜坡的性态抗震设计方法。