分析地震作用下地基的液化机理

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液化地基处理方案及比较

液化地基处理方案及比较摘要：随着社会经济和各行各业的快速发展，地基液化是结构破坏的主要形式。

例如，饱和沙土在地震作用下的液化往往会导致建筑物基础的破坏和上部结构的损坏，由于地面沉降或不均匀沉降，建筑物失去了原有的功能，场地液化处理一直是土力工程研究的重点。

根据对国内外地基失效案例的分析和统计，80% 的地基失效案例是由土壤液化引起的。

因此，地基液化的分析和处理是地基抗震的主要任务。

关键词：液化场地；地基处理；抗液化措施一、液化土层地基形成原理近年来，我国的工程建设技术不断成熟和完善，各项建设事业也全面展开，对促进国民经济增长、提高人民生活质量发挥了重要作用。

沙土是可液化土地基地主要土类。

这种不良地基的具体表现是土体黏性较弱，沙土黏性不够接近。

当可液化土地基上的荷载增大时，地基土中的水压力会迅速上升。

这时，地基土会立即失去原有的抗剪强度，然后发生液化。

此外，地基土层失去抗剪强度后，其承载能力将消失，地基的强度和稳定性将大大降低，容易发生地基位移或地面塌陷。

在地下水作用下，松散砂土和粉砂将达到饱和。

在这种情况下，振动使土体变得更加致密，从而使孔隙水压力急剧上升。

但在短时间振动过程中，突然上升的孔隙水压力没有时间消散，从而降低了土颗粒间接触点原来传递的压力（有效压力）。

当有效压力完全消失时，孔隙水压力增大，土层完全丧失抗剪强度和承载能力，变得像液体一样，这就是地基地液化现象。

可以看出，影响液化的主要因素是颗粒大小分布、渗透性、相对密度、土层深度、地下水位、震度和持续时间等。

二、地基液化的机理浅层松散粉土和砂土在受到地震波的往复振动时，导致饱和粉土和砂土的孔隙水压力迅速增加，使土体的有效应力减小甚至完全消失。

液化对建筑物的破坏主要来自地震沉降，尤其是地震不均匀沉降。

产生地基液化的条件可概括为：足够强的地震力、浅层地震、松散地震、饱和地震、沙土地震和低黏性粉土地震。

其中：足够的地震力可以使土颗粒振动，浅层是指土层地上覆压力和侧压力较低，松散是指土的强度和密实度较小，饱和度是由于地震作用下孔隙水压力的增加和有效应力的减小，低粘度的沙土和粉土是指粘土含量低、粘聚力弱。

分析地震作用下地基的液化机理【仅供参考】

分析地震作用下地基的液化机理分析地震作用下地基的液化机理摘要:地震时饱和砂土的液化造成了许多建筑物的破坏,规划中的京沪高速铁路南京上元门越江工程穿越Ⅶ度地震区,如果采用隧道方案,由于隧道洞身及洞底主要穿越粉细砂层,在地震作用下极易液化.针对上元门地区的具体情况,分析了地震作用下地基的液化机理,通过理论计算和分析试验数据给出了地震作用下沉管隧道3个典型断面的地基砂土液化深度.指出覆盖层较薄的江中段砂土液化深度将达到隧道底下1.5 m处,可能造成隧道地基整体失稳,需进行加固处理,本文结论可为沉管的设计施工提供参考.地震作用引起的地基砂土液化会使结构物地基失去承载力,直接危害着建筑物的安全,因此地震作用下地基的液化问题一直受到工程界的普遍关注.规划中的京沪高速铁路南京上元门越江工程穿越Ⅶ度地震区,如果采用沉管隧道方案,根据铁道部大桥局1997年8月提供的地质报告,北端在-3.03~-22 m为粉砂,-22~-38 m为细砂;江中段在-25.5~-37.5 m为细砂;南端在-22.95~-37.35 m为粉砂.而沉管隧道中段的地面标高为-22.5 m,基底标高约为-35 m,故隧道洞身及洞底主要位于粉、细砂层上,在动荷载作用下极易液化,因此需要研究地震作用下沉管隧道地基的砂土液化可能性,以保证高速铁路的行车安全.本文作者主要分析计算沉管隧道3个典型断面的地基液化深度,为沉管隧道进一步的设计施工提供参考.1 饱和砂土在地震作用下的液化机理土是一种多相多孔的固体状介质,一般情况下处于一种稳定的结构状态,当土体受振动作用或在地震作用下,受力的方式和大小发生了很大的变化,这就将使土体内部固相和液相的受力状态发生改变,导致土结构的破坏.根据美国土木工程师协会岩土工程分会土动力学专业委员会对“液化”一词的定义:“液化是使任何物质转化为液体状态的行为或过程.就无粘性土而言,这种由固体状态变为液体状态的转化是孔隙水压力增大和有效应力减小的结果”.砂的强度仅由内摩擦产生,在饱和状态下为s = tanφ式中,σ=γsz为深度z处的法向应力,其中γs是饱和土的容重;u=γz为孔隙水压力,其中γ为水的容重;φ为内摩擦角.现在如果水位由于地基振动而上升了h,则引起的超静孔隙水压力为Δu=γh,于是强度可表示为s = tanφ式中,γb=γs-γ是土的浮容重.由此可见,砂的强度随着附加Δu的增大而减小.饱和砂土在地震作用下受到反复剪应力作用,使砂粒产生滑移,改变排列状态而趋于密实;同时,因地震历时短暂和排水不畅,在砂土中产生Δu,多次循环振动使残余Δu逐渐积累,有效应力相应降低,当u=σ时便产生初始液化.在极端情况下,不仅全部外力由水来承担,而且砂土的重量也加到水上,形成了砂的悬液,故可认为饱和砂层的液化是由于地震时剪切波的作用而引起土层的剪切变形所致.因此要科学地预测设计场地的饱和砂层在未来地震作用下是否会发生液化,首先要知道设计场地土层的地震响应,即估计地震时土层中所产生的剪应力的大小,这可以通过计算分析求得;其次是确定饱和砂层的液化特性,可以通过室内土样实验来确定,即将试验所得到的结果归纳为土的某种指标如砂层的液化应力比,从而求得土层的液化剪应力;最后将各土层的地震剪应力与其液化剪应力相比,就可判断该土层是否液化.2 地震作用下上元门沉管隧道地基的液化分析2.1 上元门沉管隧道地基的地震响应估计如果采用动力有限元分析计算地基的地震响应,需要知道地基的动参数及不同超越概率、不同随机相位的地震波,由于设计部门提出的地震动参数不够详细,本文采用一种简化方法来估计地震时土层中所产生的剪应力大小.H.B.Seed提出判断地震液化势的应力系数法,如图2所示.若已知地面最大水平加速度为amax,在加速度为g,假设深度h以上土柱是刚体,重度为γ,那么深度z处所产生的剪应力为。

液化地基的处理_麻琳琳

Design液化地基的处理麻琳琳青岛理工大学程泽远中建八局第二建设有限公司一、液化地基的机理地基液化是指一定深度内（一般指20m）饱和状态的砂土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出类似液体的性状，完全失去强度和刚度的现象。

此现象分析与处理一直是土动力学的主要研究课题之一。

液化一词最早见于1920年Hazen.A的《动力冲填坝》用来说明卡拉弗拉斯冲填坝的毁坏。

上世纪50年代，各国学者对砂土液化进行了广泛研究，主要包括：砂土液化的机理，砂土液化的判别，砂土液化的地基处理等。

地震、波浪、车辆、机器振动、打桩以及爆破等都可能引起饱和砂土或粉土的液化，其中又以地震引起的大面积甚至深层的土体液化的危害性最大，它具有面广、危害重等特点，常会造成场地的整体性失稳。

当某一深度处砂层产生液化，则液化区的超静定水压力将迫使水流涌向地表，使上层土体受到自下而上的动水力。

若水头梯度达到了临界值，则上层土体的颗粒间的有效应力也将等于零，构成“间接液化”。

临界水头梯度仅与土粒相对密度及天然孔隙比有关，故任何土体在一定的水头梯度作用下均可能液化。

然而，实际液化现象多发生在饱和粉、细砂及塑性指数小于7的粉土中，原因在于此类土既缺乏粘聚力又排水不畅，所以较易液化。

饱和砂土与粉土是否会产生液化，取决于土本身的原始静应力状态及振动特性。

通过大量地震调查与研究证明：土粒粗、级配好、密度大、排水条件好、静载大、振动时间短、振动强度低等因素，有利于抗液化的性能。

地震烈度高，孔隙水压力大，可液化的粒径区间也大，9度烈度，粗砂也可喷出地面；平均粒径d50为0.05～0.09mm的粉砂、细砂最容易液化。

因此，近年来土体液化引起国内外工程界的普遍重视，成为工程抗震设计的重要内容之一。

砂土液化造成的灾害的宏观标志是：在地表裂缝处喷水冒砂、地面震陷、建筑物产生巨大沉降和严重倾斜，甚至失稳。

二、液化地基的判别在场址的初步勘察阶段和进行地基失效区划时，常利用已有经验，采用对比的方法，把一大批明显不会发生液化的地段勾画出来，以减轻勘察任务、节省勘察时间与费用。

关于地基液化的震害分析的探讨

关于地基液化的震害分析的探讨提要:本文主要阐述了液化机理及液化土层中桩基的液化震害，总结了国内常用的抗液化措施，为类似的施工及设计提供一定的参考。

关键词:液化；震害；抗液化措施1液化机理及影响因素液化是指物体由固体转化成液体的一种现象。

砂土与粉土在地震作用下有变密的趋势，土如果是饱和的，则先得排水才能变密；若排水受阻，土中孔隙水压就会上升，当孔压上升到等于土粒间的有效压力时，土粒处于没有粒间压力传递的失重状态，粒间连系破坏，成为可以随水流动的悬浊液，这就是液化在物理方面的表现。

影响液化的主要因素有以下几个方面：(1) 震动的大小。

据统计，烈度在6度及其以下，很少发现液化现象。

（2）土有无粘性。

粘粒（直径小于0.005mm的颗粒）含量越高，粘性越大，则土越不易液化，因为粘性帮助土粒维持稳定，因此实践中遇到的液化土多为砂土、粉土等无粘性或粘性很弱的土类，几乎见不到粘性土液化的报导。

（3）土的渗透性。

渗透性大的土，排水速度快，孔压不易上升，因而不易液化，故砾砂、碎石不易液化。

（4）土的密度。

如土的密度较好，没有在该强度的震动下变密的趋势，孔压不上升则不会液化。

因此一般是较松散的砂土、粉土才会发生液化，十分密实的砂土、粉土并不液化，甚至有震松、体积胀大、向内吸水的现象，孔隙水压反而变成负值。

（5）应力状态。

土所受的压力越大，则土粒间的有效应力越大，孔隙水压上升至克服土粒间有效压力的难度就越大，因而较不易液化。

故基础的附加应力是有助于抗液化的，使基础直下方的土抗液化能力高于基础外同标高的土。

2桩基的液化震害地基土的液化危害主要表现在以下几个方面。

（1）喷水冒砂。

液化后孔隙水压的提高相当于水头增高了许多，当水头高出地面时就会喷涌而出，先水后砂或水砂一起涌出，形如喷泉。

喷水冒砂使农田淤砂，或阻塞水井、水渠，但对建筑工程的危害不如其他液化形式大。

（2）上浮。

液化后的土像液体一样，处于土中的轻的物体会上浮，并造成底板、地板上鼓、裂缝，井壁、地下室外墙开裂、破坏。

地基基础形考作业四答案

地基基础形考作业四答案说明：本次作业包括第9、10、11章的内容，请于16周之前完成。

⼀．简答题（每⼩题5分，共80分）1.液化的机理是什么？答：地基⼟液化的原因在于饱和砂⼟或粉⼟受到震动后趋于密实，导致⼟体中孔隙⽔压⼒骤然上升，相应地减少了⼟粒间的有效应⼒，从⽽降低⼟体的抗剪强度。

在周期性的地震作⽤下，孔隙⽔压⼒逐渐积累，当抵消有效应⼒时使⼟粒处于悬浮状态。

此时，⼟粒完全失去抗剪强度⽽显⽰出近于液体的特性，这种现象称为“液化”。

2.全部消除地基液化沉陷的措施有哪些？答：全部消除地基液化沉陷的措施主要有桩基、深基础、加密法、换⼟法等。

(1）桩基：采⽤桩基时，桩端深⼊液化深度以下稳定⼟层中的长度（不包括桩基部分）应按计算确定，且对碎⽯⼟，砾、粗、中砂，坚硬粘性⼟和密实粉⼟尚应不⼩于0.5m，对其他⾮岩⽯性⼟不宜⼩于1.5m；(2）深基础：采⽤深基础时，基础底⾯应埋⼊液化深度以下的稳定⼟层中，其深度不应⼩于0.5m；(3）加密法：可采⽤振冲、振动加密、挤密碎⽯桩、强夯等措施加固，应处理⾄液化深度下界；振冲或挤密碎⽯桩加固后，桩间⼟的标准贯⼊锤击数不宜⼩于液化判别标准贯⼊锤击数临界值；(4）换⼟法：对于液化⼟层距地表较浅且厚度不⼤时可采⽤⾮液化⼟替换全部液化⼟层；3.基坑⽀护具备哪⼏个特点？答：(1）临时性：基坑⽀护主要是建筑物及建筑物地下⽴式基础开挖时所采取的临时⽀护措施。

⼀旦地下室或基础施⼯⾄±0.00后，基坑⽀护的意义便失去。

(2）复杂性：基坑⽀护尤其是深⼤基坑的⽀护，技术难度⼤、施⼯要求⾼，涉及到多学科、多领域理论同时也涉及到施⼯技术和装备的⽔平。

(3）风险性：⼤部分基坑⽀护都位于城市，基坑周围环境复杂，⼀旦基坑⽀护系统失稳即对周边环境产⽣严重影响，甚⾄可能带来周边群众⽣命和财产的巨⼤损失。

4.灌注桩基础的单桩静载试验分为哪两种？答点：对于灌注桩基础的单桩静载试验有两种，⼀般可分别进⾏两种单桩静载试验。

关于液化地基的若干问题

建筑工程概论结课论文课题：关于地震液化地基的若干问题指导教师：高金川、郑明燕班级： 54081姓名：原少云学号： 20081000484关于地震液化地基的若干问题摘要：近年来，地震频发。

由地震引发地基失稳而造成严重工程事故的事件也此起彼伏。

对工程界人士来说，充分了解地基土在地震中的液化机理及其判定和处理方法就显得尤为重要。

有介于此，故本篇文章主要介绍一下关于液化地基在地震过程中形成机理、危害、判别、处理方法及使用条件。

关键词：地基液化、地基处理、换填法、强夯法、碎石桩、砂桩正文：一、地基液化机理及其危害饱和沙土因地震而受到强烈震动，使沙粒处于悬浮状态，丧失强度，致使地基失效的现象称为砂土液化或地震液化。

这种现象在一些饱和的粉土中也会发生。

其机理为：松散的砂土和粉土，在地下水的作用之下达到饱和状态。

如果在这种情况下土体受到震动，砂粒间相互位置产生调动，会有变得更紧密的趋势。

沙土要变密实就要排水，但在急剧变化的周期性地整力的作用下，伴随沙土孔隙度减小而透水性变弱，因而排水通道越来越不通畅。

应排出的水来不及排走，而水又是不可压缩的，于是就产生了剩余孔隙水压力（超孔隙水压力）。

根据地基土的有效应力原理（()[]φμμστtg 0∆+-=）可知，当超孔隙水压力达到一定值时，沙土颗粒间的有效应力会变为零。

在这个时候地基土就会像水一样完全丧失抗剪强度，而导致地基失稳，上层结构就会遭到严重破坏，这就是地基土液化的机理！由此可见，发生液化现象，土质多是松散的砂土或粉土，而且受到震动和水的作用。

影响液化的因素主要有：颗粒级配、透水性能、相对密度、土层埋深、地下水位、地震烈度及地震持续时间等。

疏松饱水的细沙土和粉土容易液化：饱水沙土埋藏越浅、沙层越厚，则液化的可能性越大。

当饱水沙层埋深在10-15m 以下时就很难液化了。

地基液化会对地表的影响表现在喷砂冒水、堤岸滑塌、地面开裂、不均匀沉降等，对其上建筑物造成很大危害。

地震作用下土的液化评述

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试验和计算都证明, 在有建筑物的情况下, 由于基础附加应力的作用, 其液化势的分布, 与一维水平层的自由场情况是不同的。直接位于基础下的土, 由于附加应力的抑制而较难液化; 位于基础外侧的浅层土最易液化。以同一标高的不同水平位置相比, 液化难易程度的次序是, 基础外侧最先液化, 自由场次之, 基础下最晚。据陈克景、刘忠珊的研究, 在达到极限平衡状态时, 基础下土的孔压比最大值一般在0.5以下, 基础两侧为0.8-1.0,自由场不大于0.8。因此,液化地基的破坏是由于基础外侧土首先软化和液化, 中间土失去侧向支承力的结果。具体地说,基础两侧土软化后, 土中附加应力重分布, 基础下的土应力增加; 两侧土液化后附加应力完全集中在基础下的土上, 基础下的土自身软化, 又失去两则土的支承. 导致失稳和大量沉陷。
地震力作用下影响饱和砂土液化的因素
• 颗粒特征: 反映土的颗粒特征的物理指标, 我们主要采用平均粒径d50 , 不均匀系数Cμ ,以及粘粒含量Mc。实验室的研究和现场观察证明: 平均粒径越大, 不均匀系数越高, 粘粒含量增加, 土的抗液化能力越高。 • 土的密度特征: 一般用相对密度来衡量. 对同一种砂土而言, 相对密度越低, 越易液化; 反之, 越不易液化. 松砂在振动中, 体积易于压缩( 剪缩) , 孔隙水压力上升快, 故较密砂易液化。 • 土的起始应力条件: 土的起始应力条件显著地影响着土的抗液化能力. 在侧限实验条件下, 应力状态常用覆盖有效压力σ 表示。σ 越大, 土的抗液化能力越强。 • 地震情况: 主要指地震的振幅、频率、持续时间等. 实验表明, 振幅越大、频率越高、持续时间越长,砂土越易液化。
以上论述可以得到以下几点重要结论; (1) 在最大孔压比达到液化之前, 地基即已产生可观的沉陷, 故孔压比不宜大于0.6-0.7 ; (2) 基础外侧比自由场更易液化; (3) 宽度大的基础有利于抗震; (4) 地震时可液化的土不应直接作为基础的持力层。

地震液化的现象、机理

地震液化的现象、机理地震液化是指在地震作用下，土壤失去了原有的强度和刚度，变成了类似液体的状态。

这种现象在地震灾害中经常发生，给人们的生命和财产造成了巨大的损失。

地震液化的机理非常复杂，主要涉及土壤力学、地震工程、水文地质等多个学科的知识。

在地震液化的研究中，科学家们通过实地观测、室内试验以及数值模拟等手段，逐渐揭示了地震液化的发生机理。

地震液化的现象主要包括土壤失稳、地基沉降、建筑物倾斜甚至倒塌等。

当地震波传播到地下时，会导致土壤中的孔隙水压力剧烈增加，从而使土壤失去了原有的支撑力和抗剪强度。

特别是在含水层较深的地区，地震波会引起孔隙水压力的快速上升，导致土壤的液化现象更为显著。

一旦土壤发生液化，原本坚固的地基就会变得松软无力，建筑物可能会出现沉降、倾斜甚至倒塌的情况。

地震液化的机理主要包括孔隙水压力效应、土体结构破坏以及动力荷载作用等方面。

首先，孔隙水压力效应是指地震波传播引起土壤孔隙水压力急剧上升，从而减小了土体的有效应力，使得土壤失去了原有的抗剪强度。

其次，土体结构破坏是指在地震波作用下，土壤颗粒之间的联系受到破坏，导致土体内部结构发生变化，从而引起土壤的液化现象。

最后，动力荷载作用是指地震波传播引起的地震动力荷载对土壤产生的影响，包括水平荷载和竖向荷载等。

在地震液化的研究中，科学家们通过实验室试验和数值模拟等手段，逐渐揭示了地震液化的机理。

通过模拟地震波作用下土壤内部应力、孔隙水压力以及变形等参数的变化情况，可以更加深入地理解地震液化的发生机理。

此外，科学家们还通过实地观测和调查研究，积累了大量的地震液化案例和数据，为进一步研究提供了重要的支持。

针对地震液化现象和机理的研究，科学家们提出了一系列防治措施和工程对策。

首先是在工程设计中加强对地震液化地区的认识和评估，采取相应的加固措施，提高建筑物和基础设施的抗震能力。

其次是加强对地下水文地质条件的监测和预警，及时发现并应对潜在的液化风险。

地震对土木工程结构的影响研究

地震对土木工程结构的影响研究引言地震是地球上常见的自然灾害之一，不仅对人类的生活造成威胁，还对土木工程结构产生巨大影响。

地震作用下的土木工程结构破坏往往造成巨大的损失和人员伤亡，因此研究地震对土木工程结构的影响具有重要的理论和实践意义。

本文将通过分析地震对土木工程结构的影响，探讨其破坏机理，并提出相应的防护措施。

地震对土木工程结构的影响地震作用下的土木工程结构遭受的主要影响包括结构振动、地基土液化、地震烈度等级以及土体侧向力等。

下面将逐一进行阐述。

结构振动地震产生的地震波传播至土木工程结构，会引起结构的振动。

这种振动力量的大小取决于地震波的频率、振动方向和振动周期。

当地震波的频率接近结构的共振频率时，结构的振动幅值会急剧增大，使结构的破坏风险增加。

因此，研究土木工程结构的共振频率，并在设计中考虑地震波的频率特性，对于提高结构的抗震能力具有重要意义。

地基土液化地震震动会导致地基土体的液化现象，从而引起土木工程结构的沉降、倾斜和破坏。

土体液化是指地震作用下地基土体中的孔隙水压力增加，导致土体强度降低和体积变形。

这种变形使地基土体失去支撑能力，导致土木工程结构的沉降和形变。

因此，在土木工程结构设计中应充分考虑地基土液化的可能性，采取相应的加固措施，以确保结构的稳定性。

地震烈度等级地震烈度等级是衡量地震强度的指标之一。

不同地震烈度等级对土木工程结构的影响程度不同，因此了解地震烈度等级与结构破坏之间的关系，可以指导土木工程结构的设计和抗震加固。

例如，当地震烈度等级较高时，土木工程结构设计中应加强抗震设防标准，采取更严格的抗震设计和加固措施，以确保结构的安全性。

土体侧向力地震作用下，地震波引起的土体侧向力会对土木工程结构产生影响。

土体侧向力是指地震波作用下土体对结构的侧向推力，它会导致结构的水平位移、扭转和倾斜等变形，甚至引起结构的局部破坏。

因此，在土木工程结构的设计和施工过程中，应充分考虑土体侧向力对结构的影响，采取相应的抗震措施，提高结构的抗震能力。

关于土体液化的论述

关于土体液化的论述赵爱涛（内蒙古工业大学土木工程学院，邮政编码：010051）内容摘要：通过对土体液化机理的分析，了解土体液化的危害和影响因素，提出土体液化的判别方法，然后根据具体情况采取合理的抗震措施。

关键词：土体液化沉陷加密法一、引言本文是在科研训练期间，同学过查找资料，对土体液化的机理、影响因素、危害和采取的措施有一个深入的理解。

通过对土体液化的总结，能对简单的现象解释，提出合理的建议和意见。

二、土体液化土体液化是指饱和状态的砂土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出来的类似液体的性状，完全失去强度和刚度的现象。

三、土体液化的机理和危害大量实验和自量表明，土体液化有两个必要的条件：一是土体必须处于饱和状态；二是要有一定条件的动荷载作用。

但是并不是所有具有上述两个条件的土体都能液化。

饱和的土在受到动荷载的往复剪切作用下，颗粒排列将趋于密室（剪缩性），如果土的透水性很差的话，土体的孔隙水压力将会很难排出，从而导致孔隙水压力急剧上升，土体的有效应力却在减小，当孔隙水压力与土体的固结压力相等时，有效应力减小于零，土的抗剪强度完全消失，处于没有抵抗外荷载能力的悬浮状态，土体就发生了液化。

发生液化的土类主要有两种：砂土和粉土。

因为他们的透水能力很弱，而且粘聚力也很弱。

碎石、砾石、砾砂的渗透性好，抗剪强度也很高，很少发生液化。

粘土和粉质粘土间有黏性亦不易液化。

中、粗、砾砂也常发生液化，但比粉、细砂和粉土要少些。

砾石虽透水性好，但如果地震动很强或上覆透水性很差的土层，也可能发生液化。

地震、波浪、车辆、机器振动、打桩以及爆破等都可能一起饱和砂土或粉土的液化，其中又以地震引起的大面积甚至深层的土体液化的危害性最大，它具有面广、危害重等特点，常能造成场地的整体性失稳。

因此，近年来一起国内外工程界的普遍重视，成为工程抗震设计的重要内容之一。

地震引起砂土液化造成的灾害宏观表现主要有：1.喷砂冒水液化土层中出现相当高的孔隙水压力，会导致低洼的地方或土层缝隙处喷出砂、水混合物。

简述地震砂土液化机理

简述地震砂土液化机理
地震砂土液化是一种地震作用下特殊的土体行为现象。

当地震波通过饱和或过饱和的细颗粒土层时，土体内部的孔隙水压力会上升，导致土体失去抗剪强度，产生流动性，即液化。

地震砂土液化机理主要包括以下几个方面：
1.孔隙水压力上升：地震波传播过程中，地震波的振动作用会引起土体颗粒之间的重新排列，使得土体密实度下降，孔隙水被挤出。

这些孔隙水排不出土体，反而积聚于颗粒间隙中，导致孔隙水压力上升。

2.孔隙水压力的传递：孔隙水在土体中的传递非常快速，由于孔隙水的压力传递速度远快于振动波的传递速度，当地震波作用于土体时，孔隙水压力能够比土体颗粒重新排列前更快地达到平衡状态。

孔隙水压力的快速传递导致土体整体上失去了抗剪强度。

3.颗粒离散化：由于孔隙水压力上升和颗粒的重新排列，土体颗粒之间的接触变得不紧密，颗粒开始发生离散化。

颗粒离散化使土体整体的抗剪强度降低，形成一种流动性态。

4.结构失稳：地震作用下，土体颗粒重新排列，在孔隙水的充分液化条件下，土体结构发生失稳。

这种失稳会导致土体塌陷、流动和沉降等现象。

总之，地震砂土液化机理是孔隙水压力的上升、传递和土体颗粒的离散化引起的土体失去抗剪强度和结构失稳的过程。

了解地震砂土液化机理对于地震工程中的土体液化风险评估和防治措施的制定具有重要
意义。

浅谈铁路地震液化路基处理方法

浅谈铁路地震液化路基处理方法摘要本文对铁路地震液化路基的处理方法及设计进行了总结，并结合具体工程就挤密碎石桩在地震液化路基中的应用做了进一步说明。

关键词：地震液化碎石桩抗震稳定性1、地震液化的机理土是一种多相多孔的固体状介质，一般情况下处于一种稳定的结构状态，当土体受振动作用或在地震作用下，受力的方式和大小发生了很大的变化，这就将使土体内部固相和液相的受力状态发生改变，导致土结构的破坏。

饱和砂土、粉土在地震作用下受到反复剪应力作用，使颗粒产生滑移，改变排列状态而趋于密实；同时，因地震历时短暂和排水不畅，土中的孔隙水压力升高，有效应力相应降低，在极端情况下，不仅全部外力由水来承担，而且砂土的重量也加到水上，形成了颗粒的悬液。

从而导致土体不再能抵抗它原来所能安全承受的作用剪应力，形成液化流动破坏。

2、地震液化的主要处理措施地震液化的处理措施是对液化路基的综合治理，应根据铁路等级和地基的液化等级等采取不同的加固措施，从而保证铁路的安全运营及后期的养护便利。

液化土路基设计前需进行稳定检算，稳定不满足要求时，需放缓边坡设置反压护道或对可液化得土层进行处理以确保路基的抗液化稳定性。

处理地震液化路基常用的方法主要有以下几种：（1）挖除换填法就是将可液化土挖除用非液化土进行分层填筑，同时以人工或机械方法分层压、夯、振动等使之达到要求的密实度。

这种方法不仅挖去了浅层可液化的地层，而且上部回填的土层还有利于防止下部砂层的液化破坏。

一般当可液化地层距地表不大于3米采用挖除换填处理。

（2）强夯法是通过重锤从一定的高度自由落下，以重锤自由下落产生的冲击波给地基以冲击和振动。

在夯锤反复作用下，饱和土中将引起很大的超孔隙水压力，随着夯击次数的增加，超孔隙水压力也不断提高，致使土中有效应力减少。

当土中某点的超孔隙水压力等于上覆的土压力或等于上覆土压力加上土的粘聚力时，土中的有效应力完全消失，土的抗剪强度将为零，土颗粒将处于悬浮状态。

北京地区地基液化处理常见措施

北京地区地基液化处理常见措施摘要：我国是一个地震多发性的国家，由地震引发的地基液化事故频繁发生。

地基液化会造成地表冒水喷砂、地面塌陷、建筑物巨大沉降和严重倾斜，甚至失稳，这些严重威胁着国家的经济建设和人民的生命财产安全。

因此，查明地基液化的发生机理，掌握处理地基液化的有效措施，对保障我们的生产和生活都非常重要。

本文主要研究了以下几个问题：①地基液化的机理和主要影响因素。

②地基液化的判定条件。

③详细阐述了北京地区处理液化地基常用的几种工程措施：换填法、强夯法、碎石桩法和压密桩法。

关键词：地基液化，液化机理，处理措施，工程实例一、地基液化的机理及影响因素液化一词最早见于1920年Hazen.A的《动力冲填坝》，用来说明卡拉弗拉斯冲填坝的毁坏，地基液化现象一直是土动力学的主要研究课题之一。

地基液化产生的机理是：地震时，饱和粉细砂和粉土颗粒在强烈震动下发生相对位移，颗粒结构趋于压密，颗粒间孔隙水来不及排泄，因而使孔隙水压力急剧增加。

当孔隙水压力上升到与土颗粒所受到的有效应力接近或相等时，土粒之间因摩擦产生的抗剪能力消失，土颗粒便形同"液体"一样处于悬浮状态，地基土承载能力瞬间消失，形成所谓的液化现象。

饱和粉细砂或粉土容易液化的主要影响因素除了地震烈度大的特性外，还取决于土的自身状态：①土的含水量高，常为饱和状态，且无良好的排水条件。

渗透性大的土，排水速度快，孔压不易上升，因而不易液化，故砾砂、碎石不易液化。

②土为松散状态，即砂类土或粉土的密实度不好。

据实验研究发现，土的相对密实度Dr<70%、平均粒径d50=0.05~0.09mm的粉砂、细砂或者粉土最容易液化。

③土承受的静载较小，可液化土层的埋深通常不大。

土所受的压力越大，则土粒间的有效应力越大，孔隙水压力上升至克服土粒间有效压力的难度就越大，因而越不易液化。

故基础的附加应力是有助于抗液化的，使基础正下方的土抗液化能力高于基础外同标高的土。

地震导致可液化砂土地基对建筑物的严重危害和预防措施

地震导致可液化砂土地基对建筑物的严重危害和预防措施【摘要】中国位于地震多发带，地震活动活跃。

对于地震发生时地基失效引起重大人员伤亡的情况多有发生。

其原因之一在于砂土的液化，导致地基下沉所致。

本文根据土体液化的机理，对其产生过程进行分析、提出有效的排查及解决方案，以供读者参考。

【关键词】地震；液化砂土；地基；土体；建筑；剪应力；预防措施0.绪论我国是一个地震多发国家，6度以上地震区几乎遍布全国各省、区。

尤其是近几年地震活动比较频繁，几年前的汶川大地震等，大量的房屋遭到破坏和坍塌，给人民生命财产带来了巨大的损失，给家庭社会造成了巨大的危害。

地震发生时，由于地面强烈运动震中产生的强烈横向及纵向震动，导致各类建筑物严重破坏。

其中地基失效，即当建筑物地基内含有饱和松软的无粘性土及稍具粘性土，在强烈的地震震动作用下，土颗粒处于悬浮于孔隙水中的状态，呈现类似于稀砂浆的物体。

使地基土体完全或部分丧失抗剪强度，在建筑物自重作用下产生较大的沉降。

使地基液化出现喷水冒砂，从而使地上建筑物产生坍塌，下沉等破坏性损失。

所以，对地震时土体的可能发生的液化危害进行妥善的改善和预防，会确保建筑物遭遇强震时，免遭完全破坏，为人民的生命和财产安全提供了稳定的保障。

1.土体的地震液化机理在地震破坏的建筑物记载中，饱和松散砂土发生液化的情况是最多的。

其次是塑性指数为IP=3-10的粉土、粉细砂。

除此之外还与土的颗粒组成成分、土质的密实度及地震烈度密切相关。

如平均颗粒D50在0.05-0.1mm之间的砂土为例。

当土体的不均匀系数在1.8以下时都具有可液化性。

而相对密度Dr大于20%的粉细砂不易液化。

如粉砂结构性差的土体，其粘土颗粒含量小于10%，孔隙比大于0.85，且大于0.05mm颗粒占全重40%以上时，在七度地震烈度就可能产生液化现象。

饱和砂土之所以发生液化，主要是由于砂土抗剪强度的降低所导致的。

根据有效应力原理，无粘性土的抗剪强度不仅取决于土体内部摩擦角的大小，而且与土体内的有效正应力成正比。

地震作用下液化区桥台滑移破坏机理分析

化区桥台的最主要破坏形式就是滑移破坏。当桥台发生滑移时，影响到桥梁的整体工作性能。从能量转化的角会
度，用链式破坏的理念分析地震作用下桥台滑移破坏的机理。采关键词：液化区；台滑移；量转化；坏桥能破中图分类号：４Ｕ４８文献标志码：Ａ文章编号：０８５９（０１０ —０５０１０—６６２１）５００ —３
（ｖｌＥｇｎｅｉｇＳｈｏｆＡｒｈｔｃｕｅｏｏｇｉｇＵｎｖｒｉｙ，Ｃｈｎｑｎ００４，ｉａＣｉｉｎｉｅｒｎｃｏｌｏｃｉｅｔｒｆＣｈｎｑｎｉｅｓｔｏｇｉｇ４０７Ｃｈｎ）
ＭｅｈｎｅｃａｓＡｎｌｓｓｏｔｎｔＳｉｐｉｍｇ
ｏｑｕｆｅｅｎｅｒｈｑａｅｎＬｉｅｉｄＡｒａｕｄｒＥａｔｕｋ
ＷＥＩＬｕｙｏ，ＸＩ —ａＡＯｅ－ｉＳｈｎｇｘｅ
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地基土液化的处理措施

地基土液化的处理措施摘要]液化使地基土丧失承载力、建筑物产生大量不均匀沉降，造成建筑物开裂、倾斜或破坏，国家财产和人民生命遭受损失。

通过分析液化的形成条件及本质特性，提出在设计中消除地基液化沉陷的措施。

[关键词]液化；强夯；碎石桩一、地基土的液化由饱和松散的砂土或粉土颗粒组成的土层，在强烈地震作用下，土颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度等于零，形成“液体”的现象，称为地基土的液化。

液化机理为：地震时，饱和的砂土或粉土颗粒在强烈振动下发生相对位移，使颗粒结构密实，颗粒间孔隙水来不及排泄而受到挤压，造成孔隙水压力急剧增加。

当孔隙水压力增加到与剪切面上的法向压应力接近或相等时，砂土或粉土受到的有效压应力趋于零，从而土颗粒上浮形成“液化”现象。

液化可引起地面喷水冒砂、地基不均匀沉降、地裂或土体滑移，造成建筑物开裂、倾斜或倒塌。

如1964 年美国阿拉斯加地震和日本新泻地震，大范围砂土地基液化造成大量建筑物严重倾斜或倒塌破坏。

目前地基土液化的判别方法可分为初步判别法和采取一定检测手段的复判。

初步判别判可根据土层的天然结构、颗粒组成、密实程度、地震前和地震后的受力状态、排水条件以及抗震设防烈度并结合现场地质勘查等进行综合分析。

具体做法有临界孔隙比法、液化空隙比法、临界加速度法、剪切波速法等。

复判主要是根据标准贯入锤击数、无粘性土的相对紧密度和少粘性土的相对含水量及液性指数判别。

二、地基土液化的影响因素影响地基土液化的主要因素有：1.土质条件，包括应力历史、结构、均匀程度、密度、土的类别；2.排水条件，包括地下水条件、渗透性、渗径等；3.静力条件，包括剪应力比、地貌特征等；4.动力条件，包括地震加速度、震级、波形、方向和频率。

综上所述土体液化与土体的物理性质、地震前的初始应力状况和地震动的特性关系密切。

三、地基土液化处理原理地基液化的外因是地震，内因一是土体密实度低（多数是由颗粒细且级配不好造成），二是颗粒间粘性小，三是地基土处于饱和状态且不具备排水条件。

地基液化的判别方法研究现状分析

地基液化的判别方法研究现状分析摘要：本文分析了地基液化的判别方法，具体可分为《建筑抗震设计规范》法、《水利水电工程地质勘察规范》法、《岩土工程勘察规范》法、抗液化剪应力法、概率统计法和多因素综合判别法。

具体分析了这六种地基液化判别的原理和基于的试验方法和参数，并指出了现有地基液化判别方法的不足和今后可能的两个方向发展，可以为今后地基液化判别作为参考。

关键词：地基液化、液化判别大地震引起的砂土液化问题常常会给构筑物造成巨大的损害，从人们开始认识到地基液化的危害开始，地基液化的判别就一直是一个比较热点的研究方向。

对于“液化”的定义，不同的专家学者给出的表述方式不尽相同，但本质上基本一致。

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”所下的定义是“任一物质转变为液态的作用或过程”；Seed 教授给出的概念性解释为“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%的初始液化”；汪闻韶院士给无粘性土液化的定义则是“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的土中发生。

在不排水条件下，在重复或单方向的荷载作用下，随超孔隙水压力增加，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。

对地基液化的定义一般为：指饱和状态的砂土或粉土在一定动荷载作用下表现出来的类似液体性质而完全丧失承载力的现象。

砂土液化的因素大体可以分为三个方面：（1）地震动强度及持续时间：主要是震级、震中距或者地震强度以及地震动持续时间；（2）土的特性：主要是土所处的地质年代、颗粒级配以及相对密实度；（3）环境条件：砂和地下水位的埋藏深度、透水性能。

引起液化机理主要有三种认识：（1）渗透压力；（2）单程加荷或剪切和（3）往返荷载或剪切。

对应的三种液化状态砂沸、流滑、往返活动性。

现在对地基液化的判别方法主要有：基于标准贯入试验的方法、基于静力触探的方法、基于地层等效剪切波速的方法、基于已有数据的概率统计法、以及多因素综合判别法等[1-3]。

地震作用下土的液化机理及其表现形式

ＭｅｈａｉｓＴｈｏｙｏｏｑｅａｔｏｎｃｎｃｅｒｎＳｆＬｉｕｆｃｉｎａｄｔ
ＣｏｒｓｏｄｎｈｖｏｓｄｅｔｒｈｑａｅｒｅｐｎｉｇＢｅａｉｒｕｏＥａｔｕｋ
Ｌｎ￣ｎ，Ｎｍ —ｏｇＩｏｇｕＹＷＡＧＹｇｈｎ２
Ｄｅ．０６ｃ２ｏ
地震作用下土的液化机理及其表现形式
李勇军，王英红２
（．宁工学院后勤集团，辽宁锦州１１０：２宁工学院信息科学与工程学院，辽宁锦州１１０）１辽２０１．２０１
摘
要：阐述了地震液化的三种表现形式砂沸、流滑和循环活动性的表现形式、作用机理和触发条件。着重
ｉｅｔａｄｃｉｃｄｎ．ｄｎｉｌａｏｎｉｅｔｃｎ
液化的概念是在人类生活和实践中对土体突
上附有效应力时，土将失去承载力，此即液化Ｉ。ｌ】
然丧失承载能力和强度，并发生流动的现象中产生
的。土的液化是指土由固态转化为液态的一种物质
般认为任何土体在循环剪力作用下都有增
下水位上升）或动力作用（例如地震）引起的间接或直接孔隙水压力上升造成的。当饱和砂的孔隙水压
力由于水头变化而上升到等于或超过它的上覆压力时，该饱和砂就会发生上浮或 “ 腾 ” 沸，并且全部丧失承载能力。这个过程与砂的相对密度和应变

液化处理

1.液化地基的机理地基液化是指一定深度内（一般指20m）饱和状态的砂土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出类似液体的性状，完全失去强度和刚度的现象。

此现象分析与处理一直是土动力学的主要研究课题之一。

液化一词最早见于1920年Hazen.A的《动力冲填坝》用来说明卡拉弗拉斯冲填坝的毁坏。

上世纪50年代，各国学者对砂土液化进行了广泛研究，主要包括：砂土液化的机理，砂土液化的判别，砂土液化的地基处理等。

当某一深度处砂层产生液化，则液化区的超静定水压力将迫使水流涌向地表，使上层土体受到自下而上的动水力。

若水头梯度达到了临界值，则上层土体的颗粒间的有效应力也将等于零，构成“间接液化”。

临界水头梯度仅与土粒相对密度及天然孔隙比有关，故任何土体在一定的水头梯度作用下均可能液化。

然而，实际液化现象多发生在饱和粉、细砂及塑性指数小于7的粉土中，原因在于此类土既缺乏粘聚力又排水不畅，所以较易液化。

饱和砂土与粉土是否会产生液化，取决于土本身的原始静应力状态及振动特性。

通过大量地震调查与研究证明：土粒粗、级配好、密度大、排水条件好、静载大、振动时间短、振动强度低等因素，有利于抗液化的性能。

2.地基液化处理分析根据地质勘察资料。

该既有建筑主要问题是基础持力层抗地震液化不满足要求。

解决地基液化问题的基本途径是增加土的密实度、改善土的抗液化性能和改善排水条件，即增加土的密度，或者改善土的抗液化特性，使土体在地震荷载作用下不发生液化；改善排水条件，可以使土体在地震荷载作用下，孔隙水压力迅速扩散，减少液化的可能性。

因此,地基处理可采用挖除置换、强夯、振冲、围封、注浆等方法；处理方案不能对已建建筑下部结构产生扰动.且需要处理的土层埋深较深，不宜采用置换、强夯、振冲等处理措施；针对液化土层采用注浆法处理措施是可以考虑的方案。

对地基液化原因的探讨

当覆盖土层破裂，则受压水挟带砂粒喷出地面，出现喷砂冒水现象，
当土颗粒的平均粒径在０１ｍ左右时抗液化的能力最差。土层中．ＩＢ
粘粒（径小于０．０ｍ的颗粒）增加，土的粘聚力增大，从而抵粒０ｍ５
砂冒水现象。
若地基由几层土组成，且较易液化的砂层被覆盖在不易液化的土层下面，地震时，往往地基内部的砂层首先发生液化，在砂层内产生很高的超静扎隙水压力，引起自下而上的渗流。当上覆土中的渗流
坡降大于临界坡降时，原来在振动中没有液化的土层，在渗透水流的
１ｍ。上覆土层具有抑制可液化土层喷砂冒水的作用，在７度地震区０
１化形成的原因分析液
１１化机理．液
饱和砂土、粉土是砂和水组成的复合体。在未地震前，外力由砂骨架所承担，水只承受其静水压力，此时，砂土地基是稳定的，
固结度、密实度和结构性也就愈好，液化的可能性就愈小。冲积平
饱和砂土的体积保持不变，地震动作用由原来砂骨架承受转移到由水束承受。这样，造成孔隙水压力的急剧增大，待到孔隙水压力等于或大于土所承受的总应力时，饱和砂土产生液化，土结构完全被破坏，砂粒悬浮在水中，并在某一个地裂薄弱部位喷射出来，形成喷