某项目砂土液化分析报告-2003
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。
沙土液化动三轴实验报告
沙土液化动三轴实验报告一、实验目的本次实验旨在通过沙土液化动三轴实验，探究沙土的液化特性，并了解液化过程中土体的变形和强度特点。
二、实验原理液化是指土体在一定的地震作用下，由于孔隙水的压力上升，导致土体的有效应力减小，土体之间的黏聚力和内摩擦角降低，从而使土体失去强度，变成流态。
液化特性主要与土体的饱和度、密实度、颗粒形状、颗粒尺度以及应力路径等因素相关。
三、实验设备与试验方法1.设备本实验主要使用三轴试验仪、振动台等设备。
2.试验方法（1）样品制备：将现场采集的沙土样品通过筛网过筛，去除其中的杂质。
再将筛选好的沙土样品加水充分搅拌，使其充分湿润。
（2）装填样品：将湿润的沙土样品按照一定的容积比例装填到三轴试验仪的试样室，同时密实样品，使其达到设定的密实度。
（3）施加应力：通过液压系统施加垂直应力和水平应力，模拟地震作用。
（4）振动台加载：通过振动台加载，在特定频率和振幅下施加振动载荷，加速土体的液化。
（5）数据记录：在试验过程中，记录土体的应力、变形、强度以及振动参数等数据。
四、实验结果与分析1.试样变形特征在实验中，观察到振动台加载后的沙土试样出现明显的沉降和变形现象。
开始时试样表面平整，随着振动载荷的施加，试样整体开始呈现沉降变形，并最终转化为流态。
土体的体积变化率也随着振动载荷的增加而增加。
2.应力-应变特性在试验过程中通过三轴仪器记录下试样的应力和应变数据，得到了土体应力-应变曲线。
初期，试样受到振动加载后的应力短暂增大，随后逐渐降低。
应变曲线呈现出一个明显的凹型，初期应变增大较慢，随后逐渐加快，最后呈现出急剧增大的趋势。
3.试验参数对液化过程的影响通过对不同振动频率、振幅以及样品密实度等参数的调整，可以得到不同条件下的液化情况。
实验结果表明，振动频率和振幅对液化过程有显著影响，较大的振幅和频率会导致试样较快地发生液化。
样品的密实度对液化也有一定的影响，较低的密实度下试样更易液化。
五、实验结论通过沙土液化动三轴实验，我们得到了沙土在液化过程中的变形和强度特性。
砂土地基液化与液化后结果的研究
已有建筑物地基液化研究
前面是针对自由场地研究的结果，非自由场地的液化研究工
作做得还比较少，但也取得了一定的成果。ＹＯｓｈｉｒｎｉ等通过室内 模型试验研究和有限元分析，认为直接位于基础下的土比自由场 地难液化，而基础边缘外侧，大致沿边角分角线方向则存在一个 比同标高的自由场地更易液化的区域。Ｆｅ玎ｉｔＯ等采用平面等效 剪应力方法分析得出，自基础正下方向外，土越来越易液化，与前 者的主要区别在于对基础边缘土的液化危害性看法不同。Ｋａ— ｗａＳｋ等将输送塔基的模型放置在离心机做试验，结果发现，在基 础下方的孔隙水压力比基础边缘小，基础下方存在非液化区。国 内刘惠珊通过试验研究发现，建筑物地基正下方难液化，建筑物 边缘易液化。 表明，该方法能模拟土体在出现液化后单元应力重新分配，液化 区逐渐扩大的过程为进一步研究地震后建筑物或地基的稳定性 提供条件。
ｋｍ２，在液化区域内，由
于地基丧失承载力，造成建筑物大量沉降和倒塌。经研究发现的 液化机理，以图１说明。饱和松砂和粉土主要是单粒结构，排列 如图１（ａ）所示。若震前处于松散状态，当受水平方向的振动荷 载作用，颗粒要挤密，最终形成紧密的排列。在由松变密的过程 中，如果土是饱和的，孔隙内充满水，且孔隙水在振动的短促期间 内排不出去，就将出现从松到密的过渡阶段。这时颗粒离开原来 位置，而又未落到新的稳定位置上，与四周颗粒脱离接触，处于悬 浮状态。这种情况下颗粒的自重，连同作用在颗粒上的荷载将全
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熙刁．惫筹ｊ智 ２０ ０ １年１ ２月
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第七章 砂土液化的工程地质分析
第七章砂土液化的工程地质分析7.1基本概念与研究意义（1）砂土液化(sand liquefacation)：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。
此时，如果砂土是饱水的，则需要从孔隙中排出一部分水。
若砂粒很细则砂体渗透性不良，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。
（2）砂土液化引起的破坏①涌砂：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地基失效：随粒间有效正应力的降低，地基土层的抗剪强度迅速下降。
直至砂体呈悬浮状态，地基的抗剪强度完全丧失，承栽能力也随之完全丧失。
建于这类地基上的建筑物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌。
日本新泄1964年的地震引起的砂土液化，由于地基失效使建筑物倒塌2130所，严重破坏6200所，轻微破坏31000所。
③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。
这类滑坡可以产生在坡度极缓、甚至水平场地。
1964年阿拉斯加地震，安科雷奇市就因敏感粘土层中的砂层透镜体液化而产生大滑坡。
④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。
例如1964年阿拉斯加地震时，波特奇市即因震陷量大而受海潮浸淹。
7.2砂土的液化机制（1）振动液化砂土受振动时，每个颗粒都受到惯性力（其值等于振动加速度与颗粒质量乘积）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。
砂土液化的机理和防止砂土液化的措施
砂土液化的机理和防止砂土液化的措施1.引言1.1 概述概述砂土液化是指在一定条件下，原本固态的砂土变成液态的过程。
这种现象往往发生在地震或其他外力作用下，造成了许多灾害和破坏。
砂土液化的机理和防止措施成为了工程领域中研究的重要课题。
本文旨在探讨砂土液化的机理以及采取的有效措施，以提供相关工程项目的参考和指导。
文章将分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将首先对砂土液化进行简要介绍，包括定义和原因。
随后，我们将概述整篇文章的结构和各部分的内容。
最后，我们将明确本文的目的，即深入探究砂土液化的机理，并提出相应的防止措施。
通过本文的阅读，读者将能够了解砂土液化的机理和原因，了解砂土液化对工程项目的危害，以及掌握一些有效的防止砂土液化的措施。
同时，读者也将认识到砂土液化机理的重要性，以及为工程项目采取防止措施的必要性。
下面将按照目录中的顺序，逐一介绍各个部分的内容，以帮助读者全面理解砂土液化问题。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以写为：文章结构：本文主要包含三个部分：引言、正文和结论。
在引言部分，将对砂土液化的机理和防止砂土液化的措施进行介绍和概述。
首先，我们将简要介绍本文的背景和研究意义，以引起读者的兴趣和重视；接着，我们将详细阐述文章的结构和章节安排，以便读者可以更好地理解和掌握整篇文章的脉络；最后，我们将明确本文的目的和研究问题，以提供读者对本文内容的预期和期望。
在正文部分，将详细探讨砂土液化的机理和防止砂土液化的措施。
首先，为了更好地理解砂土液化的机理，我们将对液化的定义和原因进行分析和解释，明确造成砂土液化的物理和化学机理；接着，我们将详细介绍防止砂土液化的措施，包括土体改良技术和结构加固措施，以提供读者一些具体的方法和策略。
在结论部分，将对砂土液化的机理进行总结和归纳，明确我们对砂土液化机理的认识和理解；同时，我们将强调防止砂土液化的措施的重要性，并对未来可能的研究方向和研究意义进行展望。
砂土液化
⑷因为砂基或砂坡这种地质中含有大量的水，而且，土质本身吸水性差，透水性又各有不同，所以，增强排水效果，输散土质中的水份，也是防止砂基或砂坡液体的一个举措。砂土本身具有亲水性差透水性强的特点，当砂粒受力后，会自行脱离相互之间的接触而悬浮于水中。水是流体，自然会导致砂基或砂坡液化现象的产生。所以，将砂基或砂坡中的水排出是很关键的施工前准备工作。
从以上可知，我国利用松砂土质建造地基已经具有了现实可行性，但操作过程还较为复杂，仍然处于研究阶段，它的发展对整个国发经济建设来说，具有深远的现实意义。
随着现代化进程的高度发展，松砂土地已经逐渐被人类所应用。松砂地质是一种常见的工程地质，我国的华北西北地区此土质分布较为广泛，现在，水土流失严重。在我省松砂地质也有所增加，随着人口的不断增多，土地面积利用率也随之增大，松砂地区的土地利用率也明显加大，在松砂地基上建造水闸、桥梁、房屋或开渠道路堑等已成为普遍现象，在建造过程中要仔细研究砂土在水饱和状态下受到地震、爆炸或其它作用力时，发生液化和引起整个建筑塌陷的可能性。
三、砂基或砂坡的液化防护措施
根据上述的砂基液化状态研究方法，定量的测出这个砂基的稳定性情况，在根据我们就应该进一步的针对施工砂基或砂坡进行研究，寻找和设计它们的防护措施，以确保整个工程的安全性以及价值性。在以往的经验和研究中，主要采用的防护措施有：
【精品】砂土液化
浅述地震液化摘要：砂土液化是地震中常见的灾害，本文基于大量文献，结合汶川地震中砂土液化实例，浅述液化宏观现象、液化机理、液化影响因素、砂土地基液化判别、处理砂土液化的工程措施以及液化问题研究的发展。
关键字：地震液化汶川我国是一个地震多发的国家，其中1976年7.8级的唐山大地震和2008年8.0级的汶川大地震是最为国人所知。
这两次大地震破坏性强，波及范围广，损失严重。
在这两次地震中，都出现了大面积的砂土液化，地表开裂下沉，从而导致大量建筑物遭到破坏。
由此可见，地震中液化是岩土地震工程研究中不可避免的问题。
从60年代开始，地震液化问题就一直是土木工程抗震领域的一个热点的研究话题，也是具有重大理论价值和实用意义的一个难点研究。
此外，在学习地震工程学过程中，陈国兴老师以及孙田学长都介绍了地震液化的相关内容和试验。
1．地震液化的宏观现象从地震工程学的角度出发，地震灾害可以分为直接震害和间接震害，直接震害又包括地表破坏和工程结构破坏，地表破坏主要指地表变形产生相对位移引起的结构破坏。
而砂土液化则是引起地面变形的主要原因之一。
地震引起的饱和砂土振动孔隙水压力达到上覆土压力时，松散的饱和砂土将完全抗剪能力，此时，地下水就从地下喷出，同时夹带大量泥沙，形成所谓的喷砂冒水现象。
如果饱和砂土层埋深较浅，地基承载能力就会急剧下降，甚至完全损失，从而导致结构物迅速下沉、倾斜，引起严重破坏。
地震中，液化会伴随着喷水冒砂、地面塌陷、地裂缝等宏观现象。
根据大量学者调查研究，结合汶川大地震，简单介绍地震中液化宏观现象。
①喷砂冒水判定场地是否发生液化，最明显直接的证据就是喷水冒砂，而喷水的高度、时间以及喷砂量能够在一定程度上反映液化层的深度、厚度等情况。
根据统计，汶川地震液化中，喷水高度从几十厘米到十几米不等，其中1～3m左右居多。
另外，此次地震液化喷水时间一般仅持续几分钟，但也有个别比较长的。
如在什邡市思源村、广汉市双石桥村，地震后一个多月，仍有冒水现象，而在乐山市新联村，冒水现象持续3个月之久。
沙土液化分析
浅析砂土液化1.砂土液化的概念砂土受到振动时，砂土空隙中的水会被排出。
如果砂土体的透水性不好，孔隙水不能及时排出，必然引起孔隙水压力上升，则砂土的有效应力会随之降低，直至为零，于是砂土就会悬浮于水中，此时砂土的抗剪强度τf与抗剪刚度G几乎都等于零,土体处于流动状态,这就是砂土液化现象。
2.砂土液化机理2.1砂土液化形成机制砂土液化形成机制包括两个过程：振动液化和渗透液化2.1.1振动液化砂土是一种散体物质,它主要依靠颗粒之间的摩擦力承受外力和维持本身的稳定,而这种摩擦力主要取决于颗粒之间的法向应力:τ=σtanφ。
在振动作用下,饱和砂土发生液化,土颗粒间有效应力减小而孔隙水压力增大,则τ=(σ−u0)tanφ=σ/tanφ/式中σ/表示有效应力;φ/表示有效内摩擦角。
水是一种液体,它的突出力学特性是体积难于压缩,能承受极大的法向应力,但不能承受剪应力。
饱和砂土由于孔隙水压力u0作用,其抗剪强度将小于干砂的抗剪强度。
如果砂土透水性不良而排水不通畅的话,则前一周期的排水尚未完成,下一周期的孔隙度减小又产生了,因排除的水来不及排走,而水又是不可压缩的,于是就产生了剩余孔隙水压力或超孔隙水压力。
Δu为因振动而产生的剩余孔隙水压力,u 为总孔隙水压力,此时砂土的抗剪强度为:τ=(σ−u0−∆u)tanφ显然,此时砂土的抗剪强度将更低了。
随着振动持续时间的增长,剩余孔隙水压力不断地叠加而累积增大,使砂土的抗剪强度不断降低,甚至完全丧失。
2.1.2渗透液化砂土经振动液化之后,某点的孔隙水压力包括振动前的静水压力P w0,和因砂粒不相接触悬浮于水中以至全部骨架压力转化而成的剩余孔隙水压P wc。
所以该点总的孔隙水压力P w=P w0+P wc为简化起见,假定砂层无限延伸,地下水面位于地表面,则在一定深度z处的静水压力和剩余孔隙水压力分别为: P w0=γw Z P wc=(γ−γw)Z任意深度两点Z1和Z2之间的水头差h可由下式求出:γw h=(γ−γw)Z2−(γ−γw)Z1→h=(γ−γw)（Z2−Z1）/γw=(γ−γw)/γw两点间的水力梯度:J=hZ2−Z1此时的水力梯度恰好等于渗流液化的临界梯度。
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某高速公路勘察项目中砂土液化判别探讨
简介：本文从对某高速公路勘察中饱和砂土液化判别入手，以《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）与《公路工程抗震设计规范》（JTJ 004-89）两种规范标准进行判别，对部分饱和砂土层出现相反结果进行了分析。
关键词：砂土液化临界锤击数实测标贯击数杆长修正击数
1、工程概况
该高速公路所经地区抗震设防烈度为Ⅶ度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。
经初步判断共有189个饱和砂土层存在液化的可能，详细判别后（以公路工程抗震设计规范为准）计有140个饱和砂土层被判别为液化土，再以建筑抗震设计规范标准对此140个饱和砂土层进行判别，其中7个饱和砂土层被判别为不液化土，上述7个饱和砂土层基本情况如表1：
各钻孔土层信息表表1
2、以《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）中标准判别
当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15m 深度范围内的液化；当采用桩基或埋深大于5m 的深基础时尚应判别15 ～20m 范围内土的液化。
当饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)小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15m 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=N0【0.9+0.1（d s-d w）】（3/ρc）1/2（d s≤15）在地面下15 ～20m 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=N0（2.4-0.1d s）（3/ρc）1/2（15≤d s≤20）
式中N cr—液化判别标准贯入锤击数临界值；
N0—液化判别标准贯入锤击数基准值应按表2采用；
d s—饱和土标准贯入点深度(m)；
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；
ρc—粘粒含量百分率当小于3 或为砂土时应采用3
标准贯入锤击数基准值表2
按此标准判别的饱和砂土液化结果见以《建筑抗震设计规范》中
砂土液化标准判别表（表3）。
3、以《公路工程抗震设计规范》（JTJ 004-89）中标准判别
经初步判定有可能液化的土层，可通过标准贯入试验(有成熟经验时，也可采用其它方法)，进一步判定土层是否液化。
当土层实测的修正标准贯入錘击数N1下式计算的修正的液化临界准贯入錘击数N cr时,则判别为液化，否则为不液化。
N1=C n N63.5
Nc={11.8【1+13.06（σ0/σe）K h C v】1/2-8.09}ξ
式中 C n—标准贯入锤击数的修正系数；
N63.5—实测的标准贯入锤击数；
K h—水平地震系数；
σ0—标准贯入点处土的总上覆压力（KPa）；
σe—标准贯入点处土的有效覆盖压力（KPa）；
C v—地震剪应力随深度的折减系数；
ξ—粘粒含量修正系数。
以上各参数数据具体按《公路工程抗震设计规范》（JTJ 004-89）中2.2.3条确定。
按此标准判别的饱和砂土液化结果见以《公路工程抗震设计规范》中砂土土液化标准判别表（表4）。
4、表1中各钻孔饱和砂土以上述两种标准判别对比
根据上述两种标准来判别表1中各钻孔饱和砂土液化情况，具体结果见表3与表4：
以《建筑抗震设计规范》中砂土液化标准判别表表3
以《公路工程抗震设计规范》中砂土土液化标准判别表表4
对比表3与表4中的各项数据，及其他133个以两种规范判别都为
液化的饱和砂土层数据，可发现如下结论：
（1）同一饱和砂土层，以《公路工程抗震设计规范》为判别标准的临界标贯击数普遍低于以《建筑抗震设计规范》为判别标准的临界标贯击数；
（2）在《公路工程抗震设计规范》中如修正标贯击数小于临界标贯击数，则判定饱和砂土层为液化土。
在《建筑抗震设计规范》中如实测标贯击数（未经杆长修正）小于临界标贯击数，则判定饱和砂土层为液化土。
同一饱和砂土层的实测标贯击数普遍大于修正标贯击数。
（3）以《公路工程抗震设计规范》中标准的要求进行标准贯入实验判别时，只能给出饱和砂土是否液化，并半定量地计算出液化层位的折减系数。
（4）以《建筑抗震设计规范》中标准的要求进行标准贯入实验判别时，能定量地计算出液化层位的液化指数、判别液化等级，对液化危害的程度作出具体分析和评价，提出比较符合实际的抗液化措施。
5、结论
通过以上分析可知，在砂土液化判别上《建筑抗震设计规范》与《公路工程抗震设计规范》中标准存在内在矛盾，在不能确定。