砂土地震液化判别

砂土地震液化判别
砂土地震液化判别

3.4砂土地震液化的判别

初判:饱和的砂土或粉土(不含黄土),当符合下列条件之一时,可初步判别为

不液化或可不考虑液化影响:

l 地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前时,7、8度时可判为不液化。

2 粉土的黏粒(粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率,7度、8度和9度分别不小于10,13和16时,可判为不液化土。

注:用于液化判别的黏粒含量系采用六偏磷酸钠作分散剂测定,采用其他方法时应按有关规定换算。

3 浅埋天然地基的建筑,当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之一时,可不考虑液化影响:

d

u >do+d

b

-2

dw>do+d

b

-3

d

u +dw>1.5do+2d

b

-4.5

式中:dw——地下水位深度(m),宜按设计基准期内年平均最高水位采用,也可按近期内年最高水位采用;

d

u

——上覆盖非液化土层厚度(m),计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除;

db——基础埋置深度(m),不超过2m时应采用2m;

d0——液化土特征深度(m),可按表1采用。

复判:当饱和砂土、粉土的初步判别认为需进一步进行液化判别时,应采用标准贯入试验判别法判别地面下20m范围内土的液化;但对本规范第4.2.1条规定可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的各类建筑,可只判别地面下15m 范围内土的液化。当饱和土标准贯人锤击数(未经杆长修正)小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应判为液化土。当有成熟经验时,尚可采用其他判别方法。

在地面下20m深度范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:Ncr=Noβ[ln(0.6ds+1.5)-0.ldw]c

ρ/

3

式中:Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值;

No——液化判别标准贯入锤击数基准值,可按表2采用;

ds——饱和土标准贯入点深度(m);

dw——地下水位(m);

ρc——黏粒含量百分率,当小于3或为砂土时,应采用3;

β——调整系数,设计地震第一组取0.80,第二组取0.95,第三组取1.05。

液化指数和液化等级: 对存在液化砂土层、粉土层的地基,应探明各液化土层的深度和厚度,按下式计算每个钻孔的液化指数,并按表3综合划分地基的液化等级:

I lE = ∑=n

1i [1-Ni/Ncri]diWi

式中:I lE ——液化指数;

n ——在判别深度范围内每一个钻孔标准贯人试验点的总数;

Ni 、Ncri ——分别为i 点标准贯人锤击数的实测值和临界值,当实测值大于临界值时应取临界值;当只需要判别15m 范围以内的液化时,15m 以下的实测值可按临界值采用;

di ——i 点所代表的土层厚度(m),可采用与该标准贯入试验点相邻的上、下两标准贯人试验点深度差的一半,但上界不高于地下水位深度,下界不深于液化深度;

Wi ——i 土层单位土层厚度的层位影响权函数值(单位为m -1)。当该层中点深度不大于5m 时应采用10,等于20m 时应采用零值,5~20m

时应按线性内插法取值。

岩土工程中的砂土液化判别

岩土工程中的砂土液化判别 摘要:简要介绍岩土工程勘察中,砂土掖化判别与原位测试 关键词:砂土液化;原位测试;试验 引言 与河流冲洪积有关的地貌,地基土层均可能有粉土、粉砂等组成,各土层物理性质差异较大。现今,城区的建筑越来越多,结构复杂、荷载大,对地基土层的粉土、粉砂承掖化判别要求严格,岩土工程勘察工作就显得尤为重要。以下按勘察工作(详勘)的地基土层的粉土、粉砂承掖化判别各个环节应注意的问题。 1原位测试 河流冲洪积地貌有明显的沉积韵律,往往有卵石、砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉土、粉质黏土,粘土。且砂土常有互层、隔层出现。多数地下水较浅。 1.1标准贯入试验 粉土、砂土层试验目的(用途)是判别地基液化可能性及液化等级,在粉土、粉砂层中试验时应对标贯器内的扰动土取样,做颗粒分析试验,以求得粘粒含量进行液化判别;在进行标准贯入试验时,如有卵石、砾砂塌孔应及时下如套管,确认无井内无掉块和无扰动下做实验。若多次采取率较低时也不易做试验,否则易使试验结果失真,室内试验与测试结果差异大。粉土、粉砂实验深度可根据其他钻孔编录资料确定。 1.2静力触探试验 静力触探试验已是不可缺少的测试手段,无卵石、砾砂层均适宜进行静力触探试验,试验目的(用途)包括判别土层均匀性和划分土层、选择桩基持力层、估算单桩承载力、估算地基土承载力和压缩模量、判断沉桩可能性、判别地基土液化等。应选择双桥探头,同时测出锥尖阻力qc、侧壁摩阻力fs及摩阻比Rf,利用qc值进行液化判别,据公式ps=qc+0.00641×fs计算出比贯入阻力,利用ps 值进行估算地基土承载力。 2用标准贯入试验判别砂土掖化 按规范 4.3.4条需进一步进行液化判别时,用标准贯入试验法判别, 标准贯入试验实际锤击数与临界值小于或等于临界值时,应判为液化。液化判别式:Ncr=N0β[㏑﹙0.6 ds +1.5﹚-0.1dw]√3/ρc β=1.05 在粉土、粉砂层中试验时,记录标准贯入试验锤击数后,还应对标贯器内的扰动土取样,做颗粒分析试验,以求得粘粒含量进行液化判别。按《建筑抗震设

砂土液化判别

N cr N o 2.4 0.1d s 15 ?20m 〈三〉地震效应分析 根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的划分,并结合波速及地脉动 测试报告可知:场地位于基本烈度%度区,建筑物应按相应地震烈度进行抗震设 防。设计基本地震加速度值为0.10g ,卓越周期变化范围为0.02s ~0.21s ,场地 土类型整体为中硬土,局部区域为中软土,建筑场地类别为U 类,属于抗震不利 地段。 〈四〉场地砂土液化判别 拟建场地位于基本烈度%度区,依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 规范要求,须对场地内存在的饱和砂土进行液化判别。 根据勘察成果,场地地基土中2-3层为第四系冲洪积含粘性土中粗砂层, 松 散?稍密状,顶板埋深0.00?3.90m ,局部区域位于地下水位以上,未达饱和状 态;按%度区计算,该层大部份粘土含量达15%左右,故初步判别为不液化地层。 依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规范要求,对位于地下水位以 下呈饱和状态的砂土,结合标贯击数判别该层是否发生液化,对于可液化砂土层, 再进一步计算液化指数,依据液化等级确定地基可能遭受的地质灾害危险性级 别。 砂土液化判别公式如下: N cr N o 0.9 0.1 d s d — 2 (适用于地面以下 15m 以内) 以内) 式中: d s —饱和土标准贯入点深度(m ; d w —地下水位深度(m P 。一粘粒含量百分率,小于3或为砂土时,取3。 N Cr 饱和土液化临界标准贯入锤击数; (适用于地面以下

N O—饱和土液化判别的基准标准贯入锤击数。 对于可液化土层,按下式计算的液化指数(l ie )来确定液化等级; 式中: l ie (1 u)d i W i i 1N cri l ie :液化指数; N :饱和土层中i点的实测标准贯入锤击数; N Cri :相应于Ni深度处的临界标准贯入锤击数; n :每个钻孔内15m深度范围内饱和土层中标准贯入点总数; 并按表4的标准进行砂土液化等级划分。 表4 砂土液化等级分级标准 表5 饱和含粘性土中粗砂层(层序2-3)液化判别及液化指数统计 根据工程勘察钻孔资料依据上述公式进行砂土液化计算(其计算结果见表 5)。冲洪积含粘性土中粗砂层(层序号 2-3)液化指数I IE为V O,均为无液化土层。因此综合判定本场地无可液化地层分布。

砂土液化的判别

砂土液化判别基本原理

一、地震 地球内部,聚蓄的能量,在迅速释放时,使地壳产生快速振动,并以波的形式从震源向外扩散、传播称为地震。 诱发地震的因素很多,当地下岩浆活动、火山喷发、溶洞塌陷、山崩、泥石流、人工爆破、水库蓄水、矿山开采、深井注水等都会引起地震的发生。但是它们的强度和影响范围都较小,危害不太大;世界上绝大多数地震,是由地壳运动引起岩石受力发生弹性变形并储存能量(应力),当能量聚积达到一定的强度并超过岩石某一强度时,使岩层发生断裂、错动,这时蓄积的变形能量在瞬时释放所形成的构造地震;强烈的构造地震影响范围广、破坏性大,发生的频率高,占破坏性地震的90%以上。因此在《建筑抗震设计规范》中,仅限于讨论在构造地震作用下建筑的设防问题。 (一)地震波按其在地壳传播的位置不同,可分为体波、面波。1、体波 在地球内部传播的波为体波。体波又可分纵波和横波,纵波又称P 波,它是从震源向四周传播的压缩波。这种波的周期短、振幅小、波速快,它在地壳内传播的速度一般为200-1400m/s ;它主要引起地面垂直方向的振动。 横波又称s波,是由震源向四周传播的剪切波。这种波的周期长、振幅大、波速慢,在地壳内的波速一般为100-800m/s。它主要引起地面的水平方向的振动。 2、面波

在地球表面传播的波,又称L波。它是由于体波经过地层界面多次反射、折射所形成的次生波。它是在体波到达之后(纵波P首先到达,横波S次之),面波(L波)最后才传到地面。面波与横波一样,只有横向振动,没有纵向振动,其特点是波速较慢动、周期长、振动最强,对地面的破坏最强的一种。所以在岩土工程勘察中,我们主要关心的还是面波(L波)对场地土的破坏。 二、砂土液化对工程建筑的危害 地震时由于地震波的振动,会使埋深于地下水位以下的饱和砂土和粉土,土的颗粒之间有变密的趋势,孔隙水不能及时地排出,使土颗粒处于悬浮状态,呈现液体状。此时,土体内的抗剪强度暂时为零,如果建筑物的地基土没有足够的稳定持力层,会导致喷水、冒砂,使地基土产生不均匀沉陷、裂缝、错位、滑坡等现象。从而使地基土失去或降低承载能力,加剧震害程度。所以《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)5.7.5规定,抗震设防烈度为6度可以不考虑液化影响;但对沉陷敏感的乙类建筑可按7度进行液化判别;甲类建筑应专门进行液化勘察。 三、影响砂土液化的因素 场地土液化的因素有很多,需要根据多项指标综合分析,才能准确判别场地土是否发生液化现象。当某项指标达到一定值时,不论其它因素的指标如何,土都不会发生液化,也不会造成震害,这个指标数值称界限值。所以,了解影响液化因素及其的界限值具有实际意义。 (一)地质年代 地质年代的新老是体现土层沉积的时间长短,地质年代老的沉积土

砂土地震液化判别

3.4砂土地震液化的判别 初判:饱和的砂土或粉土(不含黄土),当符合下列条件之一时,可初步判别为 不液化或可不考虑液化影响: 1 地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前时,7、8度时可判为不液化。 2 粉土的黏粒(粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率,7度、8度和9 度分别不小于10,13和16时,可判为不液化土。 注:用于液化判别的黏粒含量系采用六偏磷酸钠作分散剂测定,采用其他方法时应按有 关规定换算。 3 浅埋天然地基的建筑,当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之一时,可不考虑液化影响: d u> do+ d b—2 dw> do+ d b —3 d u+ dw> 1.5do + 2d b—4.5 式中:dw――地下水位深度(m),宜按设计基准期内年平均最高水位采用,也可按近期内年最高水位采用; d u――上覆盖非液化土层厚度(m),计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除; db ---- 基础埋置深度(m),不超过2m时应采用2m d0 ---- 液化土特征深度(m),可按表1采用。 表1液化土特征深度(m) 复判:当饱和砂土、粉土的初步判别认为需进一步进行液化判别时,应采用 标准贯入试验判别法判别地面下20m范围内土的液化;但对本规范第421条规定可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的各类建筑,可只判别地面下15m 范围内土的液化。当饱和土标准贯人锤击数(未经杆长修正)小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应判为液化土。当有成熟经验时,尚可采用其他判别方法。 在地面下20m深度范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算: Ncr=No B [In(0.6ds+1.5)-0.ldw] .3/ p c 式中:Ncr――液化判别标准贯入锤击数临界值; No ――液化判别标准贯入锤击数基准值,可按表2采用; ds ――饱和土标准贯入点深度(m); dw ------- 地下水位(m); p c ---- 黏粒含量百分率,当小于3或为砂土时,应米用3; B ――调整系数,设计地震第一组取0.80,第二组取0.95,第三组取1.05。

砂土液化计算模板

8.2.1 砂土液化评价 小区划场地内河漫滩、Ⅰ级阶地地质时代为全新世。根据工程地质勘探结果,场地仅有钻孔ZK21揭示有粉土与粗砂层,粉土埋深在1.3~3.2m ,粗砂埋深在3.2—4.0m 。按照当地水文资料,荥河历史最高水位为751m ,相应地下水位埋深为2.15m ,部分粉土及全部粗砂层位于地下水位以下(图8.2.1-2)。 8.2.1.1 场地砂土液化判别分析方法 本次工作按照国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)对饱和粉土及砂土进行液化评价。 (1)根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第4.3.3条,符合下列条件之一的可初步判别为不液化土: 地质年代为第四纪晚更新世(Q 3)及其以前时,7、8度时可判为不液化; 粉土的粘粒(粒径小0.005mm 的颗粒)含量百分率,7度、8度、9度分别不小于10、13、16时,可判为不液化土。 根据《颗粒分析成果表》,场地内分布的粉土、粗砂,粘粒含量(粒径小0.005mm 的颗粒)百分率为3~9.97%,在7度、8度设防烈度下,初步判定为液化土。 (2)采用标准贯入试验判别法,计算液化判别标准贯入锤击数临界值,对场地内的饱和砂土进行液化判别。 在地面下20m 深度范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算: () 0ln 0.6 1.50.1w cr s N N d d β=+-????N cr :液化判别标准贯入锤击数临界值; β:调整系数,设计地震第一组取0.80,第二组取0.95,第三组取1.05; N 0:液化判别标准贯入锤击数基准值(设计地震加速度0.10g 时,N 0取7, 设计地震加速度0.20g 时,N 0取12); d s :饱和土标准贯入点深度(m ); d w :地下水位(m ); ρc :粘粒含量百分率,当小于3或为砂土时,应采用3。 当饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应判为液化土。 ①50年超越概率10%情况下,钻孔内饱和粉土、粗砂的标准贯入锤击数临界值计算见下表(表8.2-1): 表8.2-1 场地勘察钻孔标准贯入试验数据及粉土液化判别(50年超越概率10%)

砂土液化防治与施工方法

本科生科研实训(读书报告)题目:砂土液化的防止对策及其施工方法 姓名: 学号: 学院: 专业: 年级: 2011级 指导教师: 2014年 12月 15日

砂土液化的防止对策及其施工方法 摘要:我国是多地震国家,地震灾害严重,砂土液化是地震灾区经常发生的地基破坏方式之一。因此,在工程地质场地勘察与设计中,研究饱和砂土的地震液化成为最突出的问题。本文通过对砂土液化机理的分析,提出相应的对策及施工方法。砂土液化的处理方法主要有两方面:①对地基砂土自身的改良;②对建筑物自身进行耐液化设计改良,即结构改良措施。 关键字:砂土液化液化机理防治对策施工方法

目录 第一章绪论 (2) 1.1 概述 (2) 1.2 砂土液化的危害 (2) 1.2.1 地面下沉 (2) 1.2.2 地表塌陷 (2) 1.2.3 地基土承载力丧失 (2) 1.2.4 地面流滑 (3) 第二章砂土液化的机理及发生条件 (4) 2.1 砂土液化的机理 (4) 2.2 砂土液化的影响因素 (5) 2.2.1 动荷条件 (5) 2.2.2 埋藏条件 (5) 2.2.3 土性条件 (6) 2.3 砂土液化的判别 (7) 2.3.1 地震液化判别的方法 (7) 2.3.2 地震液化判别的问题 (7) 2.3.3 先横后纵的判别方法 (8) 第三章砂土液化的防止对策及其施工方法 (9) 3.1 方法的选定 (9) 3.2砂土改良措施 (9) 3.2.1 振动固结法 (10) 3.2.2 强夯法 (11) 3.2.3 增加盖重法 (12) 3.2.4 排水法 (12) 3.2.5 换土法 (12) 3.2.6 深层混合处理法 (13) 3.3结构改良措施 (13) 3.3.1 减轻液化影响的浅基础和上部结构处理 (14) 3.3.2 减轻液化地基中桩基震害的措施 (14) 参考文献 (16)

砂土液化的评价方法和防护措施

砂土液化的评价方法和防护措施 砂土液化的防治措施研究地震作用下砂土液化的重要目的是预防砂土液化,减少由它造成的损害。减轻地震液化造成损害的措施可分为两类:1)砂土改良措施———通过改良砂土的性质,加强土的抗液化能力,积极预防砂土液化的生产和发展。2)结构改良措施———对没有进行地基处理(或未达到预定效果)的液化地基,通过加强结构的抗液化能力,预防结构破坏。 岩石风化工程地质研究 基本概念:岩石在各种风化营力作用下,所发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化,它包括岩石所感受的风化作用及其所产生的结果两个方面。 影响因素:1气候影响:气候是控制风化营力的性质及强度的主要因素。反映气候特点的气象要素很多,其中对岩石风化影响较大的主要是温度和雨量。在昼夜温差及冷热更替频率较大的地区,有利于物理风化作用。温度的高低,不仅直接影响岩石热胀冷缩和水的物理状态,而且对矿物在水中的溶解度、生物的新陈代谢、各种水溶液的浓度和化学反应的速度都有很大的影响。 2岩性影响:岩石的抗风化能力与其形成环境、矿物成分及结构构造关系极为密切。如前所述,岩石风化发生于地壳表层,当成岩环境与地表环境差异愈大时,原岩风化变异愈强烈,即岩石的抗风化能力愈弱。岩石抗风化能力的大小,主要决定于组成岩石的矿物成分。不同矿物具有不同的结晶格架,由其化学活泼性所决定的抗风化能力亦不相同。 3地质构造影响:在成岩过程,地壳运动及其它次生作用下,使岩体内部形成了极为复杂的软弱结构面网络。这些不同成因的软弱结构面包括:断层、节埋、劈理,片理、片麻理、层理、沉积间断面、侵入体与围岩的接触面、岩浆岩的流面等等,它们构成了风化营力(水、气等)侵袭岩石的入侵之门和深入岩体内部的良好通道,对加深及加速岩石的风化起了有力的促进作用。 4地形地貌:地形条件既可直接影响岩石的风化作用,义可通过对气候及水文地质条件的影响,间接地影响岩石的风化。在同一纬度带,气候类型有随高程不同的垂直分带规律。在同一山地的不同部位亦可显示风化的差异。陡坡地段,地表水及地下水较活泼,岩石风化速度较快,但风化产物易被剥蚀冲刷,风化壳厚度一般较薄,风化深度不大。 5其他因素:地壳运动特点,地下水,人类活动 风化带垂直分带标志和方法 主要包括下列几个方面:(1)颜色风化程度不同的岩石,在外观上首先表现在颜色上的差异。如有的原岩新鲜时为灰绿色,风化后在风化壳剖面上由下往上则变为:黄绿色、黄褐色、棕红色、红色,这是从整体来看的。此外,从局部或某一色彩看,颜色的变化程度也有所不同,有的仅沿岩石的裂隙面发生变化,有的仅部分岩体发生变化,有的全部岩体均发生变化。(2)岩体破碎程度风化剖面上岩体的破碎程度反应了岩石的风化程度。随着岩石风化程度的加深,完整坚硬的岩体逐渐破碎成块石、碎石、砂粒、粉粘粒。在风化剖面从上到下的不同部位上,这些颗粒所占的比例是不同的,上部以粉粘粒为主,夹有砂粒及碎石;向下过渡为以砂粒为主夹有粉粘粒及碎石;再向下以碎石为主夹有块石及少量粉粘粒;再向下则以块石为主夹碎石等。破碎程度还表现在风化产物破碎时的难易,如用锤难以击碎的,用锤易击碎的,用手指能捏碎的,轻微接触即行松散的等。(3)矿物成分的变化如前所述,不同矿物的抗风化能力是不同的,岩石中总是那些不稳定的矿物首先风化变异,当风化作用持续进行时,稍稳定的、稳定的矿物才顺次开始发生风化,这时不稳定的矿物可能已变得面目全非了。既使同一矿物在不同风化阶段所形成的新矿物也不一样。此外,化学风化在

砂土液化的判别

砂 土 液 化 判 别 基 本 原 理 一、地震 地球内部,聚蓄的能量,在迅速释放时,使地壳产生快速振动,并以波的形式从震源向外扩散、传播称为地震。 诱发地震的因素很多,当地下岩浆活动、火山喷发、溶洞塌陷、山崩、泥石流、人工爆破、水库蓄水、矿山开采、深井注水等都会引起地震的发生。但是它们的强度和影响范围都较小,危害不太大;世界上绝大多数地震,是由地壳运动引起岩石受力发生弹性变形并储存能量(应力),当能量聚积达到一定的强度并超过岩石某一强度时,使岩层发生断裂、错动,这时蓄积的变形能量在瞬时释放所形成的构造地震;强

烈的构造地震影响范围广、破坏性大,发生的频率高,占破坏性地震的90%以上。因此在《建筑抗震设计规范》中,仅限于讨论在构造地震作用下建筑的设防问题。 (一)地震波按其在地壳传播的位置不同,可分为体波、面波。 1、体波 在地球内部传播的波为体波。体波又可分纵波和横波,纵波又称P波,它是从震源向四周传播的压缩波。这种波的周期短、振幅小、波速快,它在地壳内传播的速度一般为200-1400m/s ;它主要引起地面垂直方向的振动。 横波又称s波,是由震源向四周传播的剪切波。这种波的周期长、振幅大、波速慢,在地壳内的波速一般为100-800m/s。它主要引起地面的水平方向的振动。2、面波 在地球表面传播的波,又称L波。它是由于体波经过地层界面多次反射、折射所形成的次生波。它是在体波到达之后(纵波P首先到达,横波S次之),面波(L波)最后才传到地面。面波与横波一样,只有横向振动,没有纵向振动,其特点是波速较慢动、周期长、振动最强,对地面的破坏最强的一种。所以在岩土工程勘察中,我们主要关心的还是面波(L波)对场地土的破坏。 二、砂土液化对工程建筑的危害 地震时由于地震波的振动,会使埋深于地下水位以下的饱和砂土和粉土,土的颗粒之间有变密的趋势,孔隙水不能及时地排出,使土颗粒处于悬浮状态,呈现液体状。此时,土体内的抗剪强度暂时为零,如果建筑物的地基土没有足够的稳定持力层,会导致喷水、冒砂,使地基土产生不均匀沉陷、裂缝、错位、滑坡等现象。从而使地基土失去或降低承载能力,加剧震害程度。所以《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)5.7.5规定,抗震设防烈度为6度可以不考虑液化影响;但对沉陷敏感的乙类建筑可按7度进行液化判别;甲类建筑应专门进行液化勘察。

砂土液化的灾害现象

什么叫沙土液化?有什么危害?砂土液化的灾害现象在一定影响下,处于地下水位以下的砂土,性质改变,表现出类似液体的特证的现象为砂土液化灾害现象。和黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、淤泥触变等一样,是一种特殊岩土灾害。 ---------------------------------- 这里说在强烈地震作用下,但事实上不仅仅地震会引起砂土液化,地震、爆炸、机械振动等都可以引起砂土液化现象。 浅谈砂土液化的灾害现象 朱春生/文 在强烈地震作用下,处于地下水位以下的砂土,其性质可能发生明显的变化,致使它的表现具有类似液体的特证,这种现象,人们称之为砂土液化灾害现象.砂上液化灾害直接影响我国城镇建设的迅速发展,是我们进行地震安全性评价,抗震设防,震害预测等工作的一个重要的环节.从唐山地震,大阪地震,台湾花莲地震,土耳其地震等近几十年来所发生的灾害性地震来看,砂土液化给人类带来极为广泛的灾害. 一,砂土液化的宏观现象: 1.喷砂冒水.这是砂土液化最明显的宏观标志,它和受压的液体一样,液化砂土在上部土层的压力下,会从覆盖薄弱的地方冒出地面,喷砂冒水严重的地方,大片农田和庄稼被淹埋,渠道,水井被淤. 2.岸堤滑塌.河遭和公路,铁路的边沟覆盖层比较薄弱,这里的砂层更易发生液化,由于有临空面存在,往往造成河崇,堤坎,路床产生沉陷,裂缝和滑塌,并使桥梁或其它设施产生严重破坏. 3.地面开裂下沉.液化的砂土往往从地裂缝喷到地面上来,另一方面,砂土液化也往往会加剧地面开裂,并且液化的砂层在重新沉积之加剧上部结构破坏. 二,砂土液化的地质背景 砂土液化发生在地下,是和一定的地质条件紧密联系在一起的,在一定的地震作用和地质背景下,能否发生液化,规模大小,震害轻重,都和土的类型,状态有密切关系.大量事例证明,喷砂冒水严重的地区,地下水位一般都比较浅,很少超过3米.根据有关资料,地下水

砂土液化判别

〈三〉地震效应分析 根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的划分,并结合波速及地脉动测试报告可知:场地位于基本烈度Ⅶ度区,建筑物应按相应地震烈度进行抗震设防。设计基本地震加速度值为0.10g ,卓越周期变化范围为0.02s ~0.21s ,场地土类型整体为中硬土,局部区域为中软土,建筑场地类别为Ⅱ类,属于抗震不利地段。 〈四〉场地砂土液化判别 拟建场地位于基本烈度Ⅶ度区,依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规范要求,须对场地内存在的饱和砂土进行液化判别。 根据勘察成果,场地地基土中2-3层为第四系冲洪积含粘性土中粗砂层,松散~稍密状,顶板埋深0.00~3.90m ,局部区域位于地下水位以上,未达饱和状态;按Ⅶ度区计算,该层大部份粘土含量达15%左右,故初步判别为不液化地层。 依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规范要求,对位于地下水位以下呈饱和状态的砂土,结合标贯击数判别该层是否发生液化,对于可液化砂土层,再进一步计算液化指数,依据液化等级确定地基可能遭受的地质灾害危险性级别。 砂土液化判别公式如下: ()[]ρ o w s o cr d d N N 3 1.09.0-+= (适用于地面以下15m 以 内) [] ρ o s o cr d N N 3 1.04.2-= (适用于地面以下15~20m 以 内) 式中: d s —饱和土标准贯入点深度(m ); d w —地下水位深度(m ) ρo —粘粒含量百分率,小于3或为砂土时,取3。 N cr —饱和土液化临界标准贯入锤击数;

N o —饱和土液化判别的基准标准贯入锤击数。 对于可液化土层,按下式计算的液化指数(I ie )来确定液化等级; w d N N I i i n i cri i ie ) 1(1 ∑=- = 式中: I ie :液化指数; N i :饱和土层中i 点的实测标准贯入锤击数; N cri :相应于Ni 深度处的临界标准贯入锤击数; n :每个钻孔内15m 深度范围内饱和土层中标准贯入点总数; 并按表4的标准进行砂土液化等级划分。 表4 砂土液化等级分级标准 表 5)。冲洪积含粘性土中粗砂层(层序号2-3)液化指数I lE 为<0,均为无液化土层。因此综合判定本场地无可液化地层分布。

砂土地震液化

砂土地震液化小结 1 砂土液化概述 1.1 定义 饱和砂土在地震、动力荷载或其他外力作用下,受到强烈震动而丧失抗剪强度,使砂砾处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象称为沙土液化。 1.2 危害 涌沙 地面沉降及地面塌陷 砂土液化 地基失效 滑塌 (1)涌沙:涌出的砂掩盖农田,压死作物,使沃土盐碱化、砂质化,同时造成河床、渠道、径井筒等淤塞,使农业灌溉设施受到严重损害。 (2)地面沉降及地面塌陷:饱水疏松砂因振动而变密,地面也随之而下沉,低平的滨海湖平原可因下沉而受到海湖及洪水的浸淹,使之不适于作为建筑物地基。 (3)地基失效:随粒间有效正应力的降低,地基土层的承裁能力也迅速下降,甚至砂体呈悬浮状态时地基的承栽能力完全丧失。 (4)滑塌:由于下伏砂层或敏感粘土层震动液化和流动,可引起大规模滑坡。 2 砂土地震液化机理 砂土是一种松散的物质,它主要依靠颗粒间的摩擦力承受外力和自身的稳定,而这种摩擦力取决于粒间法向压力: c tan +=?στ 式中σ为正应力,φ为内摩擦角,c 为黏聚强度,σtan φ为摩擦强度 饱和沙土是由水和砂复合体系,水的突出力学特性是体积难以压缩,能承受

极大的法向压力,但不能承受剪力。砂粒间可以承受剪力,但当水体饱和时,孔隙水压力增大,砂粒间的有效应力减小,在地震过程中反复振动,最终导致有效应力减为零,砂粒悬浮,发生沙土液化。 饱和砂土在强震作用下颗粒有移动和变密的趋势,应力的承受由砂土土体骨架转向水,由于砂土渗透性不良,孔隙水压力逐渐积累,有效应力下降,当孔隙水压力积累至总应力时,有效应力为零,土颗粒在水中处于悬浮状态。 3影响砂土地震液化因素 3.1 影响因素 砂土体类型和性质 土饱和砂土(内因) 地饱和砂层的埋藏条件 震地震强度 液地震作用(外因) 化地震持续时间 3.2 土体类型和性质 以砂土的性对密实度Dr以及砂土粒径和级配表征砂土液化条件 表1 影响砂土地震液化的因素之土性条件 因素指标对液化的影响 颗粒特征 粒径平均粒径d50 细颗粒较容易液化,平均粒径在0.1mm 左右的细砂抗液化性最差 级配 不均匀系数 Cu 不均匀系数越小,抗液化性愈差,粘性 土含量愈高,愈不容易液化 形状—圆粒形砂比棱角形砂易液化 密度 相对密实度 Dr 密度愈高,液化可能性愈小 渗透性渗透系数K 渗透性低的砂土容易液化 结构性颗粒排列胶 结程度均性 — 原状土比结构破坏土不易液化,老砂层 比新砂层不易液化

砂土液化计算模板

821砂土液化评价 小区划场地内河漫滩、I级阶地地质时代为全新世。根据工程地质勘探结果,场地仅有钻孔ZK21揭示有粉土与粗砂层,粉土埋深在1.3?3.2m,粗砂埋深在3.2 —4.0m。按照当地水文资料,荥河历史最高水位为751m相应地下水位埋深为2.15m,部分粉土及全部粗砂层位于地下水位以下(图 8.2.1-2 )。 8.2.1.1场地砂土液化判别分析方法 本次工作按照国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对饱和粉土及砂土进行液化评价。 (1)根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010第433条,符合下列条件之一的可初步判别为不液化土: 地质年代为第四纪晚更新世(Q)及其以前时,7、8度时可判为不液化; 粉土的粘粒(粒径小0.005mm的颗粒)含量百分率,7度、8度、9度分别不小 于10、13、16时,可判为不液化土。 根据《颗粒分析成果表》,场地内分布的粉土、粗砂,粘粒含量(粒径小0.005mm 的颗粒)百分率为3?9.97%,在7度、8度设防烈度下,初步判定为液化土。 (2)采用标准贯入试验判别法,计算液化判别标准贯入锤击数临界值,对场地内的饱和砂土进行液化判别。 在地面下20m深度范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算: N cr N 0 In 0.6d s 1.5 0.1d w3/ c N Cr :液化判别标准贯入锤击数临界值; B:调整系数,设计地震第一组取 0.80,第二组取0.95,第三组取1.05 ; N):液化判别标准贯入锤击数基准值(设计地震加速度0.10g时,N)取7, 设计地震加速度0.20g时,N)取12); d s:饱和土标准贯入点深度(m ; d w:地下水位(m ; P:粘粒含量百分率,当小于3或为砂土时,应采用3。 当饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应判为液化土。 ①50年超越概率10%青况下,钻孔内饱和粉土、粗砂的标准贯入锤击数临界值计算见下表(表8.2-1 ): 表8.2-1场地勘察钻孔标准贯入试验数据及粉土液化判别(50年超越概率10%

砂土液化及其工程处理措施

建筑结构抗震设计—课程论文 题目 结构抗震体系选择及延性改善措施 学生姓名徐健峰 学号09143524 院系工学院土木系 专业土木工程 课程教师梁超锋 完成日期2012-5-30

砂土液化及其工程处理措施 摘要: 文中介绍了砂土液化的机理及影响液化的因素,阐述了砂土地震液化的判别方法及出现的一些问题,并提出各类建筑工程的抗液化措施,以供参考借鉴。关键词:液化判别;液化指数;液化等级;抗液化措施 引言 饱和砂土在地震、动荷载或其外力作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象为砂土液化。[1]我国地处环太平洋地震带和喜马拉雅一地中海地震带之间,属于地震易发区域。地震时,饱和砂土及粉土的液化常引起建筑物的沉降、倾斜、甚至毁灭性的破坏。近10 多年来,地球上发生的多起大地震,如1995 年神户大地震、1999年土耳其地震及2008 年我国四川汶川“5.12”大地震,都有大量的砂土液化发生,同时伴有不同程度的喷水冒砂,导致地面下沉、大规模滑坡以及结构地基基础破坏,给国家和人民群众带来了重大的损失。震害的经验表明,土壤液化是导致工程结构破坏的主要因素之一。 二、砂土液化的机理及影响液化的因素 1.液化的形成机理 一、砂土液化的机理饱和松散的砂土在强烈地震作用下会产生急剧的状态改变和强度丧失,导致地面和建筑物的破坏,此即所谓的液化现象。饱和砂土是由砂和水组成的复合体系,在振动作用下,饱和砂土的液化取决于砂和水的特性[2]。饱和状态的砂土,在承受一定强度的振动作用时,会由原来结构稳定状态向类似粘滞液状态变化。砂土液化的外观现象之一是喷砂冒水。喷砂点有的成群,有的成带。喷出的砂堆直径大者数米至十几米,小者仅数十厘米。由于地基液化,使高耸建筑物倾斜,民用房屋局部下沉。 2.影响砂土液化的主要因素 (1)土性:主要包括土的颗粒组成、颗粒形状、土的密度等。土的颗粒越粗,平均粒径越大,动力稳定性就越高。因此粗、中、细、粉砂的液化可能性逐级增大。同一级砂土中,颗粒的级配越好,即不均匀系数Cu 越大,动力稳定性

砂土地震液化总结

砂土地震液化总结 砂土液化是指饱和砂土在地震,动荷载或其他外动力作用下,砂土受到强烈振动后,致使土体丧失强度,土粒处于悬浮状态,造成地基失效的作用或现象。砂土液化可能引起的工程地质问题有涌砂、地基失效、滑塌、地面沉降及地面塌陷等。 一、砂土地震液化机制 1.砂土液化的机理 饱和砂土在地震力作用下有颗粒移动和变密的趋势,对应力的承受由砂土土体骨架转向水,由于砂土渗透性不良,孔隙水压力逐渐累积,有效应力下降,当孔隙水压力累计至总应力时,有效应力为零,土颗粒在水中处于悬浮状态。 2.砂土液化的影响因素 影响砂土地震液化的因素包括内因饱和砂土和外因地震作用两方面。其中饱和砂土包括土体类型和性质以及饱和砂层的埋藏条件。地震作用指地震强度和地震持续时间。 (1)土体类型和性质以以砂土的相对密度Dr以及砂土粒径和级配表征砂土液化条件。(如表1所示) 表1 影响砂土地震液化的因素之土体条件 因素指标对液化的影响 颗粒特性 粒径平均粒径d50细颗粒较容易液化,平均粒径在0.1mm 左右的粉细砂抗液化性最差 级配不均匀系数C u C u越小,抗液化性越差,黏性土含量愈 高,愈不容易液化 形状圆粒形砂比棱角形砂容易液化 密度相对密实度D r密度愈高,液化可能性愈小 渗透性渗透系数K 渗透性低的砂土易液化

结构性颗粒排 列胶结 程度均 匀性 原状土比结构破坏土不易液化,老砂层比 新砂层不易液化 压密状态超固结比OCR 超压密砂土比正常压砂土不易液化(2)饱和砂层的埋藏条件包括地下水埋深,砂土层上的非液化黏土层厚度。 表2 影响砂土地震液化的因素之埋藏条件 因素指标对液化的影响 上覆土层上覆土层有效压力上覆土层愈厚,土的上覆 土层有效压力愈大,愈不 容易液化 静止土压力系数k0 排水条件孔隙水向外排出的 渗透路径长度 液化砂层的厚度 排水条件良好有利于孔 隙水压力的消散,能减小 液化的可能性 边界土层的渗透性 地震历史 遭受过历史地震的砂土 比未遭受地震的砂土不 易液化,但曾发生过液化 又重新被压密的砂土却 易重新液化 (3)地震强度指实测地震时最大地面加速度,计算在地下某一深度由处于地震而产生的实际剪切力,再用以判定该深度处的砂层能否液化。 (4)地震持续时间指地震持续时间越长,其产生的等效剪应力循环次数N越多。 表3 影响砂土地震液化的因素之动荷条件 因素指标对液化的影响 地震烈度震动强 度 地面加速度地震烈度高,地面加速度大,越容易液化 持续时 间 等效循环次数 N 震动时间愈长,或震动次数愈多,越容易 液化 二、砂土地震液化的判别

饱和砂土及饱和粉土液化判别与计算

饱和砂土及饱和粉土液化判别与计算

液化土的判别与计算 一、判别依据 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010: 第4.3.1条:饱和砂土和饱和粉土(不含黄土)的液化判别和处理,6度时,一般情况下可不进行判别与处理,但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按7度的要求进行判别与处理,7~9度时,乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求进行判别与处理。 第4.3.2条(本人加注:此属强制性条文):地面下存在饱和砂土和饱和粉土时,除6度外,应进行液化判别;存在液化土层的地基,应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级,结合具体情况采取相应的措施。(注:本条饱和土液化判别不含黄土、粉质粘土) 第4.3.4条:当饱和粉土、或饱和砂土的初步判别认为需要进一步进行液化判别时,应采用标准贯入试验判别法判别地面以下20m范围内土的液化;但对本规范第4.2.1条规定可不进行天然地基和基础的抗震承载力验算的各类建筑可 (不经杆长只判别地面以下15m范围内土的液化。当饱和土标准贯入锤击数N 修正)小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应别为液化土。 【第4.2.1条:1本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑;2地基主要受力层[系指条形基础底面下深度3b(b为基础底面宽度)、独立基础下1.5b,且厚度不小于5m的范围]范围内不存在软弱粘性土层(指7度、8度和9度时,地基承载力特征值分别小于80、100和120kpa的土层)的建筑:1)一般的单层厂房和单层空旷房屋、2)砌体房屋、3)不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架—抗震墙房屋、4)基础荷载与“3)项”相当的多层框架房屋和多层混凝土抗震墙房屋】 二、判别方法 第4.3.3条:饱和粉土及饱和砂土的液化判别 1、地质年代为晚更新世(Q3)及以前的地层,7、8度时可判别为不液化。 2、粉土的粘粒(粒径<0.005㎜的颗粒)含量百分率:7度、8度和9度分别不小于10、13和16时可判别为不液化。 3、浅埋天然地基的建筑,当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之一时,可不考虑液化影响: 1)d u>d0+d b-2 2)d w> d u +d b-3 3)d u+ d w>1.5d0+2d b-4.5 式中d u--上覆非液化土层厚度(m),计算时宜将其内淤泥及淤泥质土层扣除; d w---地下水位深度(m),宜按设计基准期内年平均最高水位采用,也可按近期内年最高水位采用;当区域地下水位处于变动状态时,应按不利的情况考虑。

砂土的液化及防范措施

砂土的液化及防范措施 【内容提要】明确砂土液化影响因素,判定液化等级,消除液化的措施及要求。 【主题词】砂土液化 1、前言 饱和砂土(含粉土,泛指无粘性土和少粘性土)在动力荷载(循环震动)作用下表现出类似液体性状而完全失去承载力的现象。 砂土颗粒间无内聚力的松散砂体,主要靠粒间摩擦力维持本身的稳定性和承受外力。当受到振动时,粒间剪力使砂粒间产生滑移,改变排列状态。如果砂土原处于非紧密排列状态,就会有变为紧密排列状态的趋势,如果砂的孔隙是饱水的,要变密实效需要从孔隙中徘出一部分水,如砂粒很细则整个砂体渗透性不良,瞬时振动变形需要从孔隙中排除的水来不及排出于砂体之外,结果必然使砂体中空隙水压力上升,砂粒之间的有效正应力就随之而降低,当空隙水压力上升到使砂粒间有效正应力降为零时,砂粒就会悬浮于水中,砂体也就完全丧失了强度和承载能力,这就是砂土液化。 地震、波浪、车辆行驶、机器震动等都可能引起饱和砂土的液化。其中以地震引起的大面积甚至深层的砂土液化危害最大。 2、砂土液化的形成机制 砂土受振动时,每个颗粒都受到其值等于振动加速度与颗粒质量乘积的惯性力的反复作用。由于颗粒间没有内聚力或内聚力很小,在惯性力周期性反复作用下,各颗粒就都处于运动状态,它们之间必然产生相互错动并调整其相互位置,以便降低其总势能最终达到最稳定状态。如果砂土位于地下水位以上的包气带中,由于空气可压缩又易于排出,通过气体的迅速排出立即可以完成这种调整与变密过程,此时只有砂土体积缩小而出现的“覆陷”现象,不会液化。如果砂土位于地下水位以下的饱水带,情况就完全不同,此时要变密就必须排水。地层的振动频率大约为1一2周期/秒,在这种急速变化的周期性荷载作用下,伴随每一次振动周期产生的孔隙度瞬时减小都要求排挤出一些水,如砂的渗透性不良,排水不通畅,则前一周期的排水尚未完成,下一周期的孔隙度再减小又产生了。应排除的水不能排出,于是就产生了剩余孔隙水压力或超孔隙水压力。前一个周期的剩余孔隙水压尚未消散,下一周期产生的新的剩余孔隙水压力又迭加上来,故随振动持续时间的增长,剩余孔隙水压会不断累积而增大。 已知饱水砂体的抗剪强度τ由下式确定: τ=(σn-pw)tgυ=σ0 tgυ(式中:pw为孔隙水压;σ0为有效正压力)。

地震液化不同判别方法的比较

地震液化不同判别方法的比较 摘要:本文通过通过某工程采用三种不同规范得出的液化判别的结果进行了对比分析,总结出三种抗震规范在进行液化判别式的差异,同时对目前不同的液化判别方法的优缺点进行了论述。 关键字:地震;液化;孔隙水压力;总应力;有效应力;标准贯入试验;抗震设防烈度;概率 1砂土液化的概念 液化是指饱和砂土或粉土,在周期地震荷载作用下,由于排水通道不畅,形成的孔隙水压力或超孔隙水压力不能及时消散,当土体内的孔隙水压力达到土中上覆总压力时,有效压力趋于零,土颗粒处于悬浮状态,土体会完全丧失抗剪强度和承载能力,变成象液体一样的状态,这种现象成为液化现象。砂土液化表示在静应力或周期应力作用下产生并保持很高的孔隙水压力,是有效应力降低到一个很小的数值,导致土体在很低的,不变的残余抗剪强度或没有残余抗剪强度的情况下发生连续的变形。砂土液化液化可用有效应力原理解释,即下式的表达方式:σ=σ′+μ 式中:σ—土中总应力; σ′—土中的有效应力; μ—土中的孔隙水压力 一般情况下,土体中的总应力是不变的,当在周期性振动荷载(一般为地震荷载)的作用下,孔隙水压力增大,有效应力减少,而土体中的抗剪强度τ=(σ-μ)tgυ(无粘性土);当(σ-μ)趋于零即土体中的总应力等于孔隙水压力时,抗剪强度亦趋于零,即发生饱和土体液化现象。 就液化机制而言,饱和砂土液化可分为两种类型。一种是渗透液化,即向上渗透的水流当其水力梯度大于土的浮重度时,使土处于悬浮状态。发生渗透液化的必要条件是由向上的水流流动。另一种是剪切液化,即在剪切力作用下砂土体积发生压缩,使其孔隙水压力升高到静有效应力,抗剪强度丧失,象液体那样不再能抵抗剪切作用。这里所说的剪切作用可以是静剪力作用,也可以是动剪力作用。一般说,象地震、爆炸等应起的剪切作用历时都很短。例如,地震的历时也就是几十秒。在这样短的时间内,排水作用是很小的。因此,地震时饱和砂土液化常被认为是在不排水条件下发生的。 室内试验研究表明,只有松散和中密状态的饱和砂土才具有典型的液化现象。即孔隙水压力升高到静有效压力后发生流动变形。密实状态的饱和砂土当孔隙水压力升高到静有效应力后只产生有限的剪切变形,不会发生流动变形。人们把密实砂的这种特性叫作循环流动性。这表明,密度状态不同的饱和砂土在动剪

液化地基危害及处理方法研究

液化地基危害及处理方法研究 土层液化会导致地基产生形变,从而造成对地基上建筑物的损害。在地震区进行建筑工程,需要考虑砂土地基的液化问题。本文研究了地基液化形成的条件,液化地基危害,提出防止地基液化的思路,研究了防止地基液化的处理方法。本文的研究对于在震区进行工程建设具有重要的实践意义。 标签:地基液化危害 0 引言 松散的砂土,含水达到饱和后,受到外界动力作用时,颗粒间隙间水压力急剧上升,水压力尚未全部消解时,砂土、粘砂土接触点传递的压力减小,砂土颗粒呈现悬浮状态,成为液体状态而丧失抗剪强度和承载能力,出现液化现象,使地基承载力消失,此即土层的液化现象。土层液化会导致地基不均匀沉降,液化土向低处流动,从而造成对地基上建筑物的损害。根据以往的工程经验,在地震区进行建筑工程,需要考虑砂土地基的液化问题。 1 地基液化形成的条件 砂土液化形成的条件与砂土粒径、砂土密度、砂土层埋深、地下水位、地震强度、地震持续时间等因素有关。砂土粒径是决定砂土液化的重要因素。砂土粒径在0.075~0.100毫米之间时,砂土更容易发生液化现象。通常粒径在0.075~0.100毫米之间砂土含量达到总重40%以上时,砂土液化可能性增加。砂土相对密度影响砂土的动力稳定性,是决定砂土液化的另一个重要因素,砂土相对密度小于70%时,容易发生液化现象,砂土相对密度大于70%时,不会发生砂土液化现象。粘性土影响砂土液化,砂土中粘粒含量越高,越不容易发生砂土液化。砂土层越深,覆盖压力大,不易发生砂土液化现象,在有效覆盖压力小于50千帕的区域,易发生砂土液化现象。地震烈度越高,持续时间越长,越易发生砂土液化现象。 2 地基液化的危害 2.1 砂土液化的危害的表现地震是引起砂土液化的主要原因,另外机器振动、打桩和爆破,也可以引起砂土的液化。砂土液化的变形会引起地基不均匀沉降沉陷,或者造成地基液化流滑形成滑裂,造成房屋开裂,铁路轨道悬空或拉裂,路面塌陷、开裂、坍滑,桥梁折断,河道淤塞,农田掩埋,坝体失稳等。 2.2 砂土液化危害的特点①砂土液化危害多出现在地震之后,喷砂喷水、地基失稳、房屋倒塌常发生在地震之后,说明地震产生了降低砂土强度的作用,地基液化失稳是在静力作用下产生的;②砂土地基液化对建筑造成的震害,主要以倾斜、沉降为主,倒塌建筑占的比例比较小;③液化砂土层有一定的减震作用,可以削弱地震波,所以在地震持续时间短时,砂土液化区受到的地震破坏比非液化区轻;④液化产生后,液化砂土层会发生大面积流动,即使液化层水平分力很

砂土液化

砂土液化 一、概述 在外力或内力(通常是孔隙水压力)作用下,砂土颗粒丧失泣间接触压力以及相互之间的摩擦力,不能抵抗剪应力,就会发生液化。砂土液化后,孔隙水在超孔隙水压力下自下向上运动。如果砂土层上部没有渗透性更差的覆盖层,地下水即大面积溢于地表;如果砂土层上部有渗透性更弱的粘性土层,当超孔隙水压力超过盖层强度,地下水就会携带砂粒冲破盖层或沿盖层裂隙喷出地表,产生喷水冒砂现象。 地震、爆炸、机械振动等都可以引起砂土液化现象,尤其是地震引起的范围广、危害性更大。砂土液化的防治主要从预防砂土液化的发生和防止或减轻建筑物不均匀沉陷两方面入手。包括合理选择场地;采取振冲、夯实、爆炸、挤密桩等措施,提高砂土密度;排水降低砂土孔隙水压力;换土,板桩围封,以及采用整体性较好的筏基、深桩基等方法。 砂土液化在地震时可大规模地发生并造成严重危害。在中国1966年的邢台地震,1975年的海城地震和1976年的唐山地震等几次大地震中,有些建筑物的破坏,就是由砂土液化造成的。国外也有类似的例子,在美国1964年的阿拉斯加地震和日本1964年的新※地震中,砂土液化也使许多建筑物下沉、歪斜和毁坏,有的地下结构甚至浮升到地面。1925年,美国的舍费尔德土坝在地震时全部崩溃,也是由坝底部分饱水砂土振动液化所致。 美国A.卡萨格兰德在20世纪30年代就开始研究砂土液化现象。

近年来,H.B.希特等许多学者对此做了大量工作。中国学者早在50年代就倡议用动力三轴试验进行液化研究。从邢台大地震以来,大量砂土液化事例的出现,有力地推动了中国学者对地震液化的研究。 二、机理 从力学性质来说,物质在固体状态时,同时具有抵抗体变(体积应变)和形变(剪应变)的能力,因此固体物质在力的作用下,内部可以同时存在球应力张量和偏应力张最状态。理想液体只具有抵抗体变的能力,而没有抵抗形变的能力,粘滞液体也只有在形变运动过程中才产生与剪应变速率相当的剪应力。物质从固体状态转化为液体状态的液化现象,从力学观点看,可以说是它的抗剪强度在某种条件下趋于捎失的过程。对于砂土,它的抗剪强度主要依靠固体颗粒间的摩擦阻力。如果砂土中颗粒间存在摩擦阻力,砂土呈固体状态,如果砂土颗粒间的接触压力等于或趋近于零,摩擦阻力也等于或接近于零,砂土就呈液体状态。 砂土的抗剪强度ts一般用下式表示:tf=atanp+c tf'=a'tanp'+c' 或式中σ'和σ分别为有效法向应力和总法向应力;υ'为有效应力内摩擦角;u为孔隙压力。如果条件改变,使σ'或σ-u等于或趋近于零,也会使ts降低,以致砂土颗粒丧失粒间接触压力和摩擦力而造成液化。渗透水流和振动往往是砂土丧失摩擦力的主要原因。如在地震作用下,饱和松砂有被振密的趋势,孔隙水压力增高,当孔隙水压力一旦超过上覆重量,砂粒便不再互相接触,开始随水流而翻滚,即发生液化。如果外界条件改变,砂土颗粒之间的有效法向应力等于零或接近

相关文档
最新文档