砂土地震液化
砂土地震液化评价方法的新老规范对比研究
砂土地震液化评价方法的新老规范对比研究作者：李小雷李江杨玉生刘斌云宁保辉彭兆轩来源：《人民黄河》2023年第09期摘要：坝基饱和砂土地震液化对水利工程产生严重危害，准确评价坝基砂土地震液化是工程设计的关键。
结合某砂土坝基工程，基于现场标贯试验，采用现行规范和老规范对坝基自由场地、地下水位上升导致工程卸载、上部坝体影响导致工程加载等３种工况下的砂层开展地震液化评价，对比分析了３种工况下土体实测标贯击数校正值和液化临界标贯击数，评估了现行规范和老规范对砂土地震液化评价结果的差异。
标贯试验时，坝基砂层不会发生液化；工程运行时，在工程加、卸载条件下坝基砂层均会发生液化。
在工程加、卸载时，采用现行规范的地震液化判别结果与采用老规范的近震工况的液化判别结果基本一致。
现行规范能更真实反映工程加载、卸载条件的影响。
关键词：砂土地基；地震液化评价；标贯试验；对比分析中图分类号：ＴＵ４３５文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２３．０９．０２７引用格式：李小雷，李江，杨玉生，等．砂土地震液化评价方法的新老规范对比研究［Ｊ］．人民黄河，２０２３，４５（９）：１５７－１６４．水利水电工程、水运工程、港航工程，以及河流冲积平原上的基础设施（如机场）建设活动常导致工程加载或卸载工况的出现，使得工程建造前后覆盖层所处的应力条件不同［１－３］。
如覆盖层上筑坝等工程建设中，经常遇到高填方引起覆盖层土体工程加载或深挖方引起的覆盖层土体工程卸载情况，对于挡水建筑物来说，工程建造后工程场址附近地下水位会升高［４］。
工程建造前后，地面高程和地下水位发生较大改变导致覆盖层相应部位的应力条件发生变化。
同样，河流冲积平原上的机场建设中，常出现挖方和填方等工程加载、卸载工况［５－６］。
因此，在工程场址区地震基本烈度较高，且覆盖层中存在对地震荷载比较敏感的土体情况下，就要求在工程的勘测设计阶段对工程建造后正常运行阶段覆盖层地基的地震液化稳定性进行评价，即工程加载、卸载引起覆盖层地基土体应力条件变化时对其进行地震液化评价。
基于静力触探测试的国内外砂土液化判别方法
基于静力触探测试的国内外砂土液化判别方法一、本文概述液化是砂土在地震动荷载作用下由固态转变为液态的现象，是工程地震学中一个极为重要的问题。
液化会导致地基失效，建筑物沉陷或倾倒，从而引发严重的灾害。
因此，准确有效地对砂土液化进行判别，对于确保工程结构的安全性和稳定性具有至关重要的作用。
静力触探测试作为一种原位测试技术，具有操作简便、结果直观等优点，因此在砂土液化判别中得到了广泛应用。
本文旨在综述基于静力触探测试的国内外砂土液化判别方法。
将介绍砂土液化的基本概念和静力触探测试的基本原理。
将详细阐述国内外在砂土液化判别方面的研究成果和现状，包括各种判别方法的基本原理、适用范围和优缺点。
将探讨静力触探测试在砂土液化判别中的具体应用，以及未来在砂土液化判别领域的研究方向和发展趋势。
通过本文的综述，希望能够为工程师和研究人员提供关于砂土液化判别方法的全面了解和参考，为砂土液化判别技术的发展和应用提供有益的借鉴和启示。
二、国内外砂土液化判别方法研究现状砂土液化判别方法的研究一直是岩土工程领域的重要课题。
液化现象指的是在地震、爆炸等动力荷载作用下，无粘性土（如砂土）由固态转变为液态的现象，这种转变会导致土壤失去承载能力，对建筑物和基础设施造成极大破坏。
因此，准确判别砂土液化对于预防地震等自然灾害具有重要的工程实际意义。
在国内外，砂土液化判别方法的研究已经取得了显著进展。
传统的判别方法主要基于静力触探测试（CPT）的结果，通过分析CPT数据中的锥尖阻力、侧壁摩阻力等参数，结合现场的地质环境条件和地震动参数，来评估砂土液化的可能性。
这些方法虽然在一定程度上能够反映砂土的液化特性，但由于缺乏考虑动力因素，其准确性和可靠性有待进一步提高。
近年来，随着科技的发展和研究的深入，国内外学者提出了许多新的砂土液化判别方法。
这些方法不仅考虑了静力因素，还引入了动力参数，如地震加速度、频率等，以更全面地评估砂土的液化风险。
随着机器学习等技术的快速发展，一些基于数据驱动的砂土液化判别模型也逐渐兴起。
砂土液化形成条件
砂土液化形成条件
砂土液化形成机制是饱和的疏松粉、细砂土体在振动作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受从砂土骨架转向水，由于粉和细砂土的渗透力不良，孔隙水压力会急剧增大，当孔隙水压力大到总应力值时，有效应力就降到0，颗粒悬浮在水中，砂土体即发生液化。
砂土液化后，孔隙水在超孔隙水压力下自下向上运动。
砂土液化的形成条件：
(1) 砂土特性
a.通常以砂土的相对密度砂土的粒径和级配来表征砂土的液
化条件，dr越大越难液化，不均匀系数越小，粒径越均匀越易液化。
b.饱水砂层埋藏条件直接在地表出露的饱水砂层最易于液化。
地下水埋深愈浅，非液化盖层愈薄，则愈易液化。
c.成因时代特征
具备上述的颗粒细、结构疏松、上覆非液化盖层薄和地下水埋深浅等条件，而又广泛分布的砂体，主要是近代河口三角洲砂体和近期河床堆积砂体，其中河口三角洲砂体是造成区域性砂土液化的主要砂体。
已有的大区域砂土地震液化实例，主要形成于河口三角洲砂体内。
往往是有史时期或全新世形成的硫松沉积物。
(2)地震强度及持续时间
引起砂土液化的动力是地震加速度，显然地震愈强、加速度愈大，则愈容易引起砂土液化。
今天。
砂土液化的判别方法
砂土液化的判别方法
嘿，朋友们！今天咱来聊聊砂土液化这个事儿。
你说砂土液化像啥呢？就好比是砂土突然得了一场“怪病”，变得稀里哗啦的！
砂土液化可不是开玩笑的事儿啊！那怎么判别它呢？咱先看看砂土本身呀。
就像挑水果一样，得看看这砂土“长得”咋样。
如果它松松垮垮的，好像没什么精神头，那可得多留意了。
然后呢，再看看周围的环境。
要是这地方老是晃来晃去，比如地震频发，那砂土可就危险啦！这就好像一个人总在动荡的环境里，也容易出问题呀。
还有啊，砂土的含水情况也很重要。
要是水太多了，就像给砂土洗了个“大水澡”，那它能不变得奇怪吗？就好比面团和多了水，稀稀的。
咱再想想，如果在这片砂土上盖房子，房子会不会摇摇晃晃的呢？要是会，那很可能就是砂土液化在捣乱呢！这就像你走在路上，突然地变得软绵绵的，那还不吓人啊！
砂土液化有时候还挺会隐藏的呢，你可得睁大双眼仔细瞧。
比如说，有些地方表面上看起来好好的，没啥异样，可说不定下面已经在悄悄变化了呢。
这就跟有些人表面看着挺正常，实际心里不知道在琢磨啥呢。
你说要是没发现砂土液化，后果会咋样？哎呀，那可不得了！房子可能会倒，路可能会塌，这可不是闹着玩的呀！所以咱得重视起来，不能马虎。
咱可以通过一些专业的方法来判别砂土液化呀。
就像医生给病人看病似的，各种检查都来一遍。
看看砂土的物理性质呀，分析分析它的成分呀。
总之呢，砂土液化这事儿不能小瞧。
咱得像个侦探一样，仔细去观察、去判别。
可别等出了问题才后悔莫及呀！砂土液化关系到我们的生活和安全，大家都要上心呀！咱得把砂土液化这个“小怪兽”给牢牢抓住，不能让它捣乱！。
地震引起的砂土液化问题
液化等级 判别深度为15m时 的液化指数 判别深度为20m时 的液化指数
轻微 0<IlE≤5 0<IlE≤6
中等 5<IlE≤10
严重 IlE>15
6<IlE≤18
IlE>18
4.液化土层的防治措施 《建筑抗震设计规范》规定， 根据地基的液化等级和建筑抗震 设防类别，选择部分或全部消除 液化和建筑结构的处理。 处理方法主要有： 换土法、加密法、围封法等 设沉降缝、筏板基础、深基础、 桩基
（3）饱和砂层的成因和年代 易于液化的砂体常见于河漫滩沉积、 一级阶地以及时代相似的古河床沉积 等。 （4）地震荷载 主要是地震烈度和持续时间。 Dmax＝0.82×100.862(M-5)
震级（M）
5 6 7 8
最大震中距（km）
1 5-10 50-100 200-300
3.2 砂土地震液化的判别 大致分为初判、液化判定、液化等 级判定三个阶段。 （1）初判
对砂土 ρc=3。 当N63.5<Ncr时，判定为液化；否 则判定为不液化。 此外还有静力触探法、剪切波速 法、理论剪应力法、动三轴试验测 试等。
ds≤15 15≤ds≤20
（3）液化等级判定 对存在液化土层的地基，探明 液化土层的深度和厚度，然后计算 每个钻孔的液化指数。
Ni I lE 1 N来自d i wi i 1 cri
2.地震引起砂土液化的机理
地震作用下，砂土颗粒受到其值等于震动加速 度和颗粒质量乘积的惯性力的反复作用，土层的 振动频率一般是1~2周期/秒，在这种高频振动荷 载下，加之砂土没有内聚力或内聚力基本为零， 土颗粒就会处于运动状态而趋于密实。在此过程 中，土中孔隙水受到挤压而产生孔隙水压力，并 向外排出一部分来消散孔隙水压力。但是由于震 动周期极短，上次震动产生的孔隙水压力还未完 全消散，又开始下一周期的震动，从而使得孔隙 水压力逐渐增高。
沙土液化——精选推荐
沙土液化在强烈地震作用下，处于地下水位以下的沙土，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征，这种现象，人们称之为沙土液化灾害现象。
沙土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，沙土液化给人类带来极为广泛的灾害。
地震名词解释地震时，由于瞬间突然受到巨大地震力的强烈作用，砂土层中的空隙水来不及排出，空隙压突然升高，致使砂土层突然呈现出液态的物理形状，导致地基承载力大大下降，使地面建筑物在形成的流砂中下沉，产生极大的破坏。
一般认为，地震时的喷砂冒水现象，也是埋在地下的砂土层产生液化的结果。
城市建筑危害谈一谈地震后砂土液化对高层建筑的危害。
以北京为例，北京地区地处华北板块的东部，紧靠郯庐大断裂，受太平洋板块俯冲的影响，是地震的活跃区。
由于北京的建筑大部分建在古老的永定河冲积扇上，具有地震砂土液化的物质条件。
地震灾害发生后，对于建筑物的破坏力最大的要素是砂土液化后造成的地基下沉和房屋开裂及倒塌。
当前京加快了城市建设并向周边地区发展，建筑群向多元化发展，在局部地区高层建筑越建越多，越建越高，加重了土地的承载负担。
在新形势下，从环境保护和防灾减灾角度上看，城建规划中有必要研究地震砂土液化区的分布，为城市建设安全性提供可靠的科学依据。
地震系一种地球动力作用的表现，它引起瞬时的灾变事件。
现代地震发生时，除表现为房屋倒塌，破坏道路，引起火灾等一系列灾难外，还在沉积物中引起现代砂土液化（即喷沙冒水），地面开裂（地裂缝）等。
当代有三类专家关心地震问题：1）地震学家注意力集中干地震预报（远期，近期及临震）；2）地震地质学家把注意力集中在地震发生的构造背景上，为地震预报提供尽可能详细的地质背景资料；3）建筑学家只注意建筑物内部结构的抗震性能。
只有生态环境地质学家更加关注建筑物下的沙土因液化而产生流动，造成建筑物倒塌的严重问题。
砂土液化判别及案例的思考
1
/
2
(7.3.6)
式中：Vscr ——饱和粉土或砂土剪切波速临界值(m/s)；
Kv ——与烈度、土类有关的经验系数。按表 7.3.6 取值；
ds ——剪切波速测点的深度(m)；深度为 15m～20m 时，取 ds=15m。d1=1m。
当实测剪切波速值小于按(7.3.6)式计算的剪切波速临界值时，应判为液化土，否则为不
K Dcr
KD0 0.8
0.04(ds
dw)
a
ds dw 0.9(ds
dw) (14
3 4ID
)1/ 2
式中
KDo——液化临界水平应力指数基准值，在 7 度地震且地震加速度 a =0.1g 时取 2.5；
ds ——实测水平应力指数所代表的深度（m）； dw ——地下水位深度（m），可采用常年地下水位平均值；
原位测试判别包括：标准贯入试验、静力触探、波速、 扁铲侧胀试验。 标准贯入试验
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：
静力触探试验判别 当采用静力触探试验对地面下15m（8度、9度地区
20m）深度范围内的饱和砂土或饱和粉土进行液化判别 时，可按下式计算。当实测值小于临界值时，可判为液 化土。
石江华（2011）采用波速（选取36个点）对 巴楚地震液化进行研究。
3 汶川地震 2008年5月12日汶川发生Ms8.0级地震，调
查显示，本次地震出现了大量砂砾土液化及 液化震害现象，液化涉及范围广，分布不均 匀，很大程度上受到工程地质条件的影响和 控制。
2 平原液化与岸边液化的不同表现 平原地区的地基失效一般与喷水冒砂有关，
没有喷水冒砂的地方，一般见不到地基失效 导致建筑物破坏的现象，故将喷水冒砂作为 地震液化的宏观标志。
简述地基液化的概念及其影响因素
简述地基液化的概念及其影响因素一、概念介绍地基液化是指在地震或其他震动作用下，土壤中的孔隙水压力急剧升高，使土壤失去原有的强度和稳定性，出现类似于液体的行为。
这种现象通常发生在含有一定比例细颗粒(如粘土、细沙)的饱和砂土中。
二、影响因素1. 土层类型：地基液化通常发生在砂土或含有较高比例细颗粒的砂土中，而不是黏土或岩石等类型的土层。
2. 孔隙水压力：当孔隙水压力超过土壤重量时，就会导致地基液化。
因此，在降雨或洪水等自然灾害发生时，也可能会引起地基液化。
3. 地震强度：地震强度越大，所产生的振动就越强，容易引起地基液化。
此外，在同样强度的地震下，软弱的土层容易发生地基液化。
4. 地下水位：当地下水位高于土层表面时，孔隙水压力也会增加，从而增加了发生地基液化的风险。
三、影响1. 地基沉降：地基液化会导致土壤失去原有的强度和稳定性，从而引起地基沉降。
2. 土壤流动：在地基液化发生时，土壤会像液体一样流动，从而可能会破坏建筑物或其他结构物。
3. 建筑物倒塌：当建筑物的地基发生液化时，就会导致建筑物倒塌。
4. 路面损坏：在地震或其他震动作用下，道路表面也可能发生地基液化现象，从而导致道路损坏或无法通行。
四、预防措施1. 地质勘察：在设计建筑物或其他结构物时，应进行充分的地质勘察，以确定土层类型和孔隙水压力等因素。
2. 加固措施：对于已经存在的建筑物或其他结构物，在设计加固方案时应考虑到可能出现的地基液化风险，并采取相应的加固措施。
3. 排水系统：合理设计排水系统可以有效减少孔隙水压力，并降低地基液化的风险。
4. 土壤改良：通过加入混凝土、灰等材料，或采用振动加固等方法，可以有效地改善土壤的强度和稳定性，从而减少地基液化的风险。
砂土液化的条件
砂土液化的条件说起砂土液化，咱得聊聊那地底下的小秘密，就像你厨房里的砂糖，一沾水，嘿，它就变了个样儿，不再是硬邦邦的颗粒，而是软绵绵的一滩。
这砂土液化啊，也是这么回事儿，不过它发生在地下，影响可大了去了。
想象一下，平时那看似稳固的砂土层，就跟咱们建房子的地基似的，稳当当的。
可一旦遇上那么个“不速之客”——地震或者是个大洪水，嘿，这家伙就不老实了。
砂土里的那些小颗粒，本来手拉手肩并肩地站着岗，突然间，水分子就像热情的粉丝，一股脑儿地涌上来，围着这些小颗粒打转儿。
这一转不打紧，砂土里的颗粒们开始跳起了“摇摆舞”，彼此之间的连结啊，就像断了线的风筝，越来越松，越来越散。
慢慢地，这砂土层就从“硬汉”变成了“软妹子”，流动性大增，跟液体似的。
你说这地下要是这么来一出，那上面的房子、桥梁、道路，可不就跟着遭殃了吗？就像是建在沙滩上的城堡，潮水一来，哗啦一下，全没了影儿。
这事儿啊，咱们得防着点儿。
就像出门得看天气预报，知道要下雨了就带把伞，咱们也得知道哪些地方容易砂土液化，提前做好准备。
工程师们啊，就像是地下世界的侦探，用各种高科技的手段，比如打钻孔、做试验，把地下的情况摸得一清二楚。
他们还会给这些容易液化的地方穿上“防弹衣”，比如打些加固桩啊，铺上厚厚的碎石层啊，让砂土层变得坚不可摧。
不过啊，这砂土液化也不是一无是处的。
有时候，它还能帮咱们的大忙呢。
比如在挖基坑、建地铁的时候，要是遇到了难啃的硬骨头，工程师们就会利用砂土液化的原理，给土层加点水、加点力，让它变得软绵绵的，这样一来，挖掘工作就轻松多了。
这就像是你做蛋糕的时候，加点水、搅一搅，面糊就变得顺滑好操作了。
所以啊，砂土液化这事儿啊，咱们得辩证地看。
它既是咱们生活中的隐患，也是咱们工程建设中的小助手。
关键是要了解它、掌握它、利用它，让它为咱们的生活和发展服务。
就像那句老话说的：“知己知彼，百战不殆。
”咱们对砂土液化有了深入的了解和应对之策，它也就掀不起什么大浪了。
饱和砂土地震液化方法的探讨
饱和砂土地震液化方法的探讨地震砂土液化是個实际工程问题，一旦发生液化会产生一系列地面及地下破坏效应，因此在工程勘察中一般对地震烈度Ⅶ度以上及一定埋深以内的饱和粉细砂土层都要进行液化判别。
就判别方法而言，比较成熟已被列入国内外各种规范的也有十几种。
虽然在工程勘察中按照有关规范所要求的方法对砂土层进行液化判别，但其效果如何却很少被注意，原因是这项工作不易被验证，只有当一个地区发生足够大的地震后，这地区以前有关砂土液化判别的资料才有可能被验证。
本文就现行现行规范中所列的几种有代表性判别方法进行了讨论。
1.饱和砂土液化机理及其影响因素1.1砂土液化概念液化一词定义较多，但不存在原则上分歧。
1978年美国土木工程师协会岩土工程分会土动力学委员会对液化一词定义为将任何物质转变为液态的作用或过程；美国Seed对土液化的概念性解释为峰值循环孔隙水压力比（峰值循环孔隙水压力与初始有效约束压力之比）到达100%初始液化；汪闻韶给无粘性土液化定义是物质从固体状态转化为液体状态的行为和过程。
土体液化主要在饱和无粘性土或稍具粘性土中发生。
在不排水条件下重复或单方向荷载作用下，其超孔隙水压力增加，有效应力减小，抗剪强度降低甚至消失，由固体状态转变为液体状态。
1.2砂土地震液化机理地基液化震害现象早己为人熟知，强烈液化宏观标志是“喷水冒砂”和建筑物严重沉降、失稳。
但对液化机理的认识却有两种不同观点：一种观点从液化应力状态出发，液化条件为土的法向有效应力（σ′=0），土不具有任何抵抗剪切能力。
这种观点以Seed为代表。
当土在动荷作用下任何一个瞬间开始出现这种应力状态时，即认为土达到初始液化状态。
此后在往返荷载持续作用下，轮番出现初始液化状态，表现其往返活动性，使其动变形逐渐积累，最后出现整体强度破坏或超过实际容许值的变形失稳。
这种过程均需有初始液化状态出现，否则将不会有液化破坏。
从这一观点出发，液化研究将着重于确定饱和砂土达到初始液化的可能性及其范围，同时视初始液化点或范围内的土具有零强度值来分析土体应力、应变及稳定性。
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1
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：
ctan
式中σ为正应力，φ为内摩擦角，c为黏聚强度，σtanφ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
2
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
3
压密状态 超固结比OCR 超压密土比正常压密砂土不易液化
3.3 饱和砂层埋藏条件
（1）地下水埋深
（2）砂土层上的非液化粘土层厚度
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，静止土压力系数K 上覆土层越厚，土的上覆有效压
力越大，越不易液化
排水条件
边界土层渗透性
排水条件良好，有利于孔隙水的排出，减小液化可能性 孔隙水向外排出的渗透路径长
度
液化砂层厚度
地震历史 —
遭受过历史地震的沙土比未遭
受地震的沙土不易液化，但曾经
发生过液化的沙土重新压密后
易重新液化。
3.4 地震强度
实测地震时最大地面加速度，计算在地下某一深度处由于地震而产生的实际
剪应力，再用以判定该深处的砂土层能否液化。
3.5 地震持续时间
地震持续时间越长，其产生的等效剪应力循环次数N越多，而地震持续时
间与地震有关。
表3 影响砂土地震液化的因素之动荷载条件
因素 指标 对液化的影响
地震
烈度
震动强度 地面加速度a
max
地震烈度高，地面加速度
大，愈容易液化
持续时间 等效循环次数N
震动时间愈长，或震动次
数愈多，愈容易液化
4
4 砂土地震液化的判别
4.1 判别步骤
范围 后果
是
可能性 砂土是否液化 预防或减轻砂土地震液化措施
否
工程抗震设计
4.2 砂土地震液化的初步判断
（1）场地所在的烈度区≤6度时，饱和砂土不进行液化判断
（2）饱和砂土其地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及以前时，7、8度时可
判为不液化。
（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，不考虑液化的影响。
du>d0+db-2
dw>d0+db-3
dw+du>1.5d0+2db-4.5
其中：dw为地下水位深度（m）；du为上覆盖非液化土层厚度（m）；db为基
础埋置深度（m），不超过2m采用2m；d0为液化土特征深度（m），对应地震烈
度为7度、8度和9度时分别取7m、8m和9m；计算时宜将淤泥和淤泥质土扣
除。
4.3 砂土地震液化进一步判断（复判）
当饱和砂土认为需进一步进行液化判断时，应采用标准贯入实验判别法判断
地面下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
或等于液化判别标准贯入锤击数的临界值，应判断为液化。
在地面下20m深度范围内，液化判别标准贯入锤击临界值，计算如下：
c
wscrddNN31.05.16.0ln0
5
其中：Nc为液化判别标准贯入锤击数临界值；N0为液化判别标准贯入击数
基准数，7、10、12、16和19分别对应设计基本地震加速度（g）0.10、0.15、
0.20、0.30和0.40；ds为饱和土标准贯入深度（m）；dw为地下水位（m）；ρc为
粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，应采用3；β为调整系数，设计地震为
第一组、第二组和第三组分别取0.80、0.95和1.08。
4.4 液化指数和液化等级
对存在液化砂土层地基，探明各液化土层的深度和厚度，并计算各钻孔的液
化指数，综合划分地基的液化等级。
其中：ILE为液化指数；N为判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的
总数；Ni、Ncri分别为i点标准贯入锤击数的实测值和临界值，当实测值大于临
界值时取临界值；di为i点所代表的土层厚度（m）；Wi为i土层单位土层厚度的
层位影响权函数值（m-1），该层中点深度不大于5m时应采用10m，等于20m时
应采用零值，5—20m时应按线性内插法取值，即
表4 液化指数对应的液化等级
液化等级 轻微 中等 严重
液化指数ILE 0
3.1 选择建筑场地
强震区建筑场地应尽量避开液化土层分布地段，一般应依地形平坦，液化层
及地下水埋深大，上覆非液化层较厚的地段作为建筑场地。
3.2 地基处理
（1）采用加密法（如振冲、振动加密、挤密碎石桩、强夯等）加固，处理
至液化深度下界，且对基础边缘以外地处理宽度按规范要求实施；
（2）采用非液化土替换全部液化土层，或增加上覆非液化土层厚度。
3.3 基础和上部结构处理
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6
（1）选择合适的基础埋深（由基础形式而定）；
（2）调整基础底面积减小基础偏心；
（3）增强基础刚度和整体性，如箱基、筏基，加设基础圈梁；
（4）减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝，
避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等。
表5 抗液化措施（GB50011—2010）
建筑抗震设防
类别
地基液化等级
轻微 中等 严重
乙类 部分消除液化沉陷，或对基础和上
部结构处理
全部消除液化沉陷
或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理 全部消除液化沉
陷
丙类 基础和上部结构处理，亦可不采取措施 基础和上部结构处理，或更高要求的
措施
全部消除液化沉
陷或部分消除液
化沉陷且对基础
和上部结构处理
丁类 可不采取措施 可不采取措施 基础和上部结构处理，或其他经济
的措施