地震引起的砂土液化问题

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简述砂土液化的机理

简述砂土液化的机理砂土液化是指在地震或其他外力作用下，砂土表现出液体的特性，失去固体的强度和稳定性，使得土壤在震动中发生流动和变形的现象。

液化会给建筑物和基础设施带来严重破坏，因此对于砂土液化的机理的研究是非常重要的。

砂土液化的机理主要包括以下几个方面：1. 颗粒重新排列：砂土是由颗粒组成的，颗粒之间存在着间隙。

当土壤受到震动或外力作用时，颗粒之间会重新排列，使得间隙变得更大，土壤体积增大，从而导致土壤的液化。

2. 颗粒浸润：在震动作用下，土壤中的水分会被排挤出来，形成水团。

这些水团会进一步填充颗粒之间的间隙，使得土壤中的颗粒失去接触，减少颗粒之间的摩擦力，从而降低土壤的抗剪强度。

3. 水力渗流：震动会导致土壤中的水分产生压力变化，使得水分向上渗透。

当水分在土壤中上升到一定高度时，由于重力作用，会形成上升水流。

这种水流会带走土壤颗粒，导致土壤的液化。

4. 高孔隙水压：地震或外力作用会导致土壤中的水分产生压力变化，使得孔隙水压增大。

当孔隙水压达到土壤骨架的抗剪强度时，土壤会失去强度，发生液化。

砂土液化的机理主要与土壤的颗粒特性、水分特性和地震或外力作用有关。

砂土的颗粒比较大，颗粒间的间隙较大，容易发生液化。

土壤中的水分含量和排水条件也会影响液化的发生。

当土壤含水量较高且排水条件较差时，液化的风险会增加。

在工程实践中，为了防止砂土液化造成的破坏，可以采取以下措施：1. 密实土壤：通过加固土壤，增加土壤的密实度和抗剪强度，降低液化的风险。

2. 排水措施：改善土壤的排水条件，使土壤中的水分能够及时排出，减少液化的可能性。

3. 增加地基支撑：在建筑物的地基下增加支撑物，增加地基的稳定性和抗震能力。

4. 地下水位控制：控制地下水位的升降，减少孔隙水压的变化，降低液化的风险。

砂土液化是一种地震或外力作用下砂土失去固体强度和稳定性的现象。

其机理主要包括颗粒的重新排列、颗粒浸润、水力渗流和高孔隙水压等因素。

了解砂土液化的机理对于预防和减轻液化灾害具有重要意义。

土壤液化的成因与危害

土壤液化的成因与危害秦为胜据央视报道，日本北海道强震后出现土壤液化现象，何谓土壤液化？它是指在外力的作用下，原本是固态的土壤变成液态，或变成粘稠的流质。

由于国土面积狭小、多火山灰土等原因，日本进行过土地填埋的地区并不少见，“土壤液化”成了日本遭遇强震时需要特别注意的情况，这次北海道6.9级强震就引发部分地区出现“土壤液化”现象。

北海道强震引发的恐怖的土壤液化现象一、土壤液化现象产生原因土壤液化主要出现在分布深度较浅，饱和的疏松细砂、粉土质砂或粘土，且其底部排水较差。

通常在外力反覆震荡下(如地震)，松散的土壤因受到压缩，内部空隙减小，导致空隙内水压升高，当水压升高至超过土壤内承受的外部压力时，加上水分不能从地底排出，就会产生土壤液化。

土壤液化主要发生在砂质土壤为主并且地下水位较高的区域，例如海岸地区、河水行经的冲积平原区或旧河道分布区等。

这些区域常分布一些充满地下水而饱和的疏松砂土，由于它们本身的结构较弱，很容易因为外力而发生土壤结构的改变。

喷沙现象—土壤液化的重要指标在平时，地下水的压力与土壤层间的压力维持一个平衡状态，地下水与土壤层之间保持接口上的稳定，并不会侵入上面的土层。

但是当地震发生受到应力的影响时，地下水的移动情形将大过砂土能将多余水分排出的速率。

这时土体孔隙中的水压力，由于来不及消散而累积上升，并导致土壤剪力强度降低。

当此情形继续演变，孔隙水压会增大到足以使土粒在孔隙水中悬浮，这时土层颗粒的承载力顿时会被水给取代，土壤结构内部会变成像液体一样可以流动的情形，最终导致整个地盘失去承载力并且大量变形。

此时若砂土层液化的位置较浅，或者地表分布疏松的孔隙，泥水还可借着压力沿着裂隙喷发到地表，形成喷砂的现象。

这是地面上判别土壤液化十分重要的指标。

二、土壤液化现象主要表现形式1964年6月16日13时，在日本新潟县粟岛南方近海40km发生7.5级的新潟大地震。

这是日本与世界地震史上第一个以严重土壤液化灾害闻名的地震。

地震作用下土的液化评述分解

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。
地震作用下土的液化评述
液化---饱和松散的砂 ( 粉) 土在地震、动荷载作用下，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。
历史上的几次大地震留给我们的记忆是悲惨的。在地震发生过程中土壤液化造成了触目惊心的灾害:1976年唐山地震引起陡河、滦河、蓟运河、海河故道及月牙河等河岸滑移、地裂、喷砂, 造成唐山胜利桥、越河桥、汉沽桥等公路和铁路桥长度缩短、桥台倾斜、桥墩折断落梁、河道变窄, 天津毛巾厂、天津钢厂等单位数十栋房屋被拉断、倒塌或开裂; 1995年的神户大地震, 由于液化导致了城市道路坍塌, 河、海岸岸坡滑移, 房屋倾倒, 神户港的许多重力式码头和邻近的人工岛挡土墙遭到了严重的破坏。 1999年的土耳其地震中, Adapazari市的地面遭到严重的破坏, 四个中心市区超过1200幢建筑倒塌或是严重破坏, 数百栋结构物翘起或是陷入地下, 其部分归因于土壤液化。这些由于液化造成的灾害促使人们去研究土壤的液化问题。

地震砂土液化的判定方法

地震砂土液化的判定方法
1. 观察地表啊！你想想，如果地震后地面突然像变成了一锅粥一样，砂土和水混在一起，到处流淌，那不是砂土液化了还能是什么呀！就好比做蛋糕时，面糊稀了到处淌一样。

比如那次我们在海边看到的场景，地面就是这种情况啊！
2. 看看建筑物的沉降情况呀！要是房子莫名其妙地往下陷，出现倾斜或不均匀沉降，那很有可能是砂土液化在捣鬼呢！这就像人站不稳要摔倒一样明显嘛！我记得隔壁小区那次地震后就有几栋楼出现了这样的情况。

3. 注意地下水位的变化嘛！要是地震后地下水位突然上升很多，变得异常，那可要小心砂土液化哦！这就如同河水突然涨起来一样惊人。

我们村那次地震后就出现了这种情况呢！
4. 听听有没有异常的声响呀！如果有那种咕噜咕噜像冒泡一样的声音从地下传来，很可能就是砂土液化的信号啦！就好像开水烧开了咕嘟咕嘟响一样。

上次在工地就听到了类似的声音。

5. 检查一下基础设施嘛！比如地下管道啊，如果它们扭曲变形甚至破裂了，那极有可能是砂土液化导致的呀！这不就和我们玩的橡皮泥被揉变形了一个道理嘛！记得有个地方地震后水管就是这样破的。

6. 多留意地面有没有喷砂冒水的现象呀！要是突然有砂和水从地下喷出来，那肯定是砂土液化在搞鬼啦！就好像火山喷发一样让人惊讶。

那次地震后在公园里就看到了这样让人震惊的场面。

总之，通过这些方法去判断砂土液化准没错！要仔细观察、用心留意呀！。

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。

砂土液化的判别

砂土液化的判别什么是砂土液化？砂土是一种常见的构造材料，在地质工程中具有广泛的应用。

然而，在地震、爆破或振动等外力作用下，砂土可能会发生液化现象，丧失原有的承载力和稳定性。

砂土液化是指砂土在振动作用下部分或全部失去固结状态，变成类似流体的状态的一种现象。

砂土液化的危害砂土液化对工程造成的危害主要表现在以下几个方面：•土体稳定性降低：砂土液化后，土体的稳定性会大大降低，可能导致工程物体的失稳，如建筑物、桥梁等。

•土压力减小：砂土液化后，土体的相对密度减小，土压力也会随之减小。

这可能导致基础和土体受到更大的荷载，从而引发更严重的问题。

•土体下沉变形加剧：液化的砂土受到外力作用后，会表现出像液体一样的行为，沉降会比普通土体更加严重，这也可能影响到工程物体的稳定性。

因此，对砂土液化的判别十分重要，能够预测砂土的液化风险和采取相应的防治措施，保障工程的安全运行。

如何判别砂土液化砂土液化的判别是通过分析砂土的地震反应特征来实现的。

根据国际上一般的砂土液化判别标准，判别的参数主要有以下几个：1.土的含水率2.土的相对密度3.震动加速度4.应力状态5.地震波的强度和持续时间为了更加准确地进行砂土液化的判别，一般需要对这些参数进行探测和监测。

特别是在工程建设项目中，需要对砂土的液化特征进行精确分析和预测，才能有效地防止液化发生。

在实际应用过程中，砂土液化的判别可以通过各种试验和模拟手段进行。

例如，可以通过地震模拟器来模拟不同强度的地震，以探测砂土在地震作用下的反应情况；还可以通过人工加荷试验、标准贯入试验和直接剪切试验等方法来研究土体的特性和变形规律。

这些方法可以辅助砂土液化的判别，使得工程运行更加稳定安全。

砂土液化的防治措施对于砂土液化的预防和防治可以从以下几个方面入手：1.加强地基加固：通过加强地基的支撑和加固，提高其承载力和稳定性，从而减小砂土液化的可能性。

2.改善土体的物理性质：增加土体的密实度和承载能力，降低砂土液化的风险。

砂土液化机理

砂土液化机理
砂土液化是指砂土在一定条件下失去粘聚力，变为可流动的液态状态。

液化现象常发生在地震、火灾等自然灾害中，对建筑物和基础设施造成严重破坏。

砂土液化主要是由于以下几个机理导致：
1. 颗粒重新排列：砂土中的颗粒会在外界作用力下重新排列，从而改变原有的粒间接触形态。

原本密实的颗粒结构会变得松散，增加颗粒间的间隙和排水能力。

2. 渗流强化：当外界作用力(如地震)作用于砂土时，会造成水
的渗流，通过渗流作用，周围的土体颗粒之间的联系变得更加紧密。

上述过程称为渗流强化，它提供了液化现象所需的能量。

3. 饱和度增加：在地震作用下，随着地表振动引起的水位抬升，砂土饱和度增加。

水位升高使得砂土中的颗粒间隙充满水分，失去颗粒之间的颗粒吸力，导致粘聚力消失。

综合上述机理，地震产生的振动作用使砂土颗粒重新排列，增加砂土的渗透性，同时提高了饱和度，最终导致砂土失去粘聚力，发生液化现象。

为了防止砂土液化造成的损害，需要采取相应的工程措施，如加固地基、提高土体饱和度控制、减少振动传输等。

砂土液化的必要条件

砂土液化的必要条件
砂土液化是指在地震或其他外力作用下，原本固态的砂土变成液态的现象。

其必要条件包括以下几个方面：
1. 饱和度，砂土的饱和度是指其孔隙中充满水的程度。

在地震发生时，如果砂土的饱和度较高，孔隙水对土颗粒的支持作用会减弱，从而增加了土体发生液化的可能性。

2. 颗粒大小分布，砂土的颗粒大小分布对其液化特性有重要影响。

一般来说，颗粒大小较均匀的砂土更容易发生液化，因为颗粒间的空隙更容易被水填满，从而减弱土体的内聚力和摩擦力。

3. 土层厚度，较厚的砂土层更容易发生液化，因为在地震作用下，上层土体的重力会增加下层土体的孔隙水压力，从而减小土体的有效应力，增加了液化的可能性。

4. 土体密实度，密实的砂土更容易发生液化，因为孔隙空间较小，水分更容易在土体中传导，从而减小土体的内聚力和摩擦力。

5. 地震动力学参数，地震的振动频率、振幅和持续时间等参数
也会对砂土的液化产生影响。

一般来说，地震动力学参数越大，砂土发生液化的可能性越高。

综上所述，砂土液化的必要条件是饱和度高、颗粒大小分布均匀、土层厚度适中、土体密实度较高以及受到适当的地震动力学参数作用。

这些因素相互作用，共同影响着砂土的液化特性。

砂土完全液化的土压力-解释说明

砂土完全液化的土压力-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:砂土完全液化是指在地震等外力作用下，砂土颗粒之间失去接触并形成液态状态的过程。

在地震发生时，地面会发生剧烈震动，使土层受到振动，而砂土的颗粒则会失去相互间的摩擦力，导致土体呈现液态的状态。

这种现象在地震工程中具有重要的意义，因为它可能导致建筑物、桥梁等地下结构受到严重破坏。

本文将探讨砂土完全液化的定义、影响砂土液化的因素以及土压力对砂土液化的影响。

通过对这些问题的研究，可以更好地理解砂土液化的机理和特点，为地震灾害防治提供科学依据和技术支持。

json{"1.2 文章结构": {"本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，将对砂土完全液化的现象进行简要介绍，并阐述本文的研究目的。

在正文部分，将分别介绍砂土完全液化的定义、影响砂土液化的因素以及土压力对砂土液化的影响。

最后，在结论部分，对全文进行总结并展望可能的应用方向。

通过这样的结构，读者可以清晰地了解砂土液化现象及其相关影响因素，为工程实践提供参考。

"}}1.3 目的:本文旨在探讨砂土完全液化现象中土压力的重要性及影响。

通过对砂土完全液化的定义和影响因素的分析，我们将重点关注土压力在砂土液化中的作用。

我们希望通过本文的研究，能够更深入地了解土压力对砂土液化现象的影响机制，为工程实践中的地基设计和工程施工提供参考依据。

我们也希望通过本文的讨论，引起更多对砂土液化及土压力问题的关注，促进相关领域的研究和发展。

2.正文2.1 砂土完全液化的定义砂土完全液化是指在地震或其他外界振动作用下，土层中的孔隙水被挤压出土层，致使土体内部孔隙率急剧增大，使土体失去了支撑力和抗剪强度，导致土体表现出类似液体的状态。

砂土完全液化是一种严重的地震灾害，常常会导致建筑物倾覆、桥梁坍塌等严重后果。

在砂土完全液化的情况下，土层表现出类似液态的行为，砂土颗粒之间的相互作用力被降低到最小，土体失去了稳定性和结构强度，因此很容易发生地基沉降、土体流失等问题。

砂土地震液化的影响因素及防治措施分析

打入钢管时的振动及钢管的挤土作用已使砂土被挤密，在夯实填入粗粒
料的同时，又在桩径方向扩张，使周围的松砂进一步被挤密
爆炸振密法：利用爆炸时的冲击力使地基土的原有结构被破坏(产生液化)。
振冲置换法：在地基砂土中插人棒状的振冲器，同时开动水泵,使喷嘴喷出高压水流，在振动水冲的联合作用下，振冲器很快即可沉到预定深度。清孔后从孔口逐段填粗粒填料，每段填料均用振冲器振挤密实，达到要求的密实度后，施工下一填料段，直至地表
相对密度值 62.5% 66% 66.5%
结果砂土一般不液化砂土一般不液化砂土一般不液化
例如在1964年日本新泻市大地震时，相对密度为50%左右的地方，砂土广泛发生液化，但在相对密度大约超过70%的区域就没有发生液化。初始孔隙比与相对密度对液化的影响趋势是相同的。
自由场地现存结构
自由场地
动荷条件属于外在因素，主要包含震动强度和持
续时间。
埋藏条件从广义上分为物理条件和化学条件
砂土的粒径，相对密度或初始孔隙比
动荷条件
震动强度以地面加速度来衡量,震动强度大,地震地面加速度就大,相同条件下的饱和砂土层就容易被液化。
震动持续时间长,往往意味往复加荷次数多,反之则少,因此地震持续时间越长,砂土越可能液化。
力愈大，砂土液化的难度愈大。例如在在日本新泻地震时，在一个有三米厚填土
的区域，经过地震之后，砂土层保持稳定。但在该区域以外砂土却广泛液化。在
海城地震（1975）也出现了类似的现象。
地下水的埋深和上层排水关系埋藏条件
砂土液化必然离不开水，地下水的埋深和上层排水条件直接影响砂层液化的产生和发展，地下水是砂土饱和的必要条件。
例如在2008年四川汶川地震中，根据中国地震局台网中心公布的汶川 8.0 级地震地表峰值加速度分布图。

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。

第七章地震导致的区域性砂土液化祥解

§5 区域稳定性评价（一）区域稳定性的影响因素影响区域稳定性的因素有区域岩土特征、构造作用、新构造运动、重力梯度异常（地球物理异常）带和地震作用等5个方面。各影响因素中，以地震为中心，即区域稳定的中心问题是地震，这是因为其它的因素均以地震为中心显示其作用。各影响因素不仅以地震为中心，互相之间也存在有机联系。特别是断裂活动和地震活动的联系更为紧密，对区域稳定性的影响也更为显著和直接。
液化等级与液化指数的对应关系
液化等级
轻微
中等
严重
液化指数Iie
0＜Iie≤6
6＜ Iie ≤18
Iie＞18
五.砂土地震液化的防护措施
抗液化措施选择原则
建筑类别
地基液化等级
轻微
中等
严重
甲类
特殊考虑
乙类
〔B〕或〔C〕
〔A〕或〔B+C〕
〔A〕
丙类
〔C〕或〔D〕
〔C〕或其它更高措施
〔A〕〔B+C〕
2.可液化砂土层的埋藏分布条件砂层埋藏条件包括地下水和砂层埋深；其上的非液化粘性土层厚度这两类条件。地下水埋深愈浅，砂层埋藏浅，厚度大，非液化盖层愈薄，在其它条件相同时则愈易液化。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，主要是滨海平原，近代河口三角洲，冲积平原，低阶地及漫滩及古河道1.大型水利水电工程：对区域稳定性要求最为严格的工程之一。有关部门规定，在地震烈度为7度及以地区修建大型水利水电工程必须进行区域稳定性评价。水工建筑物应尽可能选择在相对稳定地段，避开不稳定地段，确保工程的安全和经济合理。如二滩水电站，三峡工程 2.核电站工程规划：确保核电站设施安全运行，防止核泄漏必须考虑的问题。如苏南核电站 3.城市区域稳定性评价：为城市规划建设服务，如深圳，宁波，西安等

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。

7-地震导致的区域性砂土液化

随荷载循环的增加, 空隙水压力因不断累积而升高。
表征砂土的液化条件的指标：
(1) 砂土的相对密度
Dr=(emax-e)/(emax-emin)
相对密度愈大，需要愈大的震动强度或更多的振动循环次数N才能使它液化。
(2) 砂土的粒径和级配
相对密度低并不是砂土地震液化的充分条件，有些颗粒比
较粗的砂，相对密度虽然很低但却很少液化。
谢谢
砂土层：砂土的成分、结构以及饱水砂层的埋藏条件。
地震方面主要是地震的强烈程度和持续时间。
一、砂土特性和饱水砂层埋藏条件及成因时代特征
1、砂土特性
高的剩余空隙水压力形成的必要条件：
➢ 一是地震时，砂土必须有明显的体积缩小从而产生空隙水的排水
➢ 二是向砂土外的排水滞后于砂体的振动变密，即砂体的渗透性能不良，不利于剩余空隙水压力的迅速消散，
式中：pc 为粘粒含量百分数，小于3或砂土时取3。 ds 为砂土层埋深。 dw 为地下水埋深。
将砂层埋深（ds）为3m、地下水埋深（dw）为2m作为基本情况，求出不同烈度情况下液化与不液化的标准贯入击数基准值N0。
烈度震中距
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
近震
6
10
16
远震
8
12
18
《工业民用建筑抗震设计规范》 GBJ11-89
2、剪切波速判别
利用剪切波速Vs与标贯击数N值之间的相关性（Vs＝100N0.2 ），可以将以N为判据的判别式转换为以Vs为判据的判别式。
V s ' V s ' 0 . 9 0 . 1 ( d s d w )3 / p c 0 . 2
V s ' 为液化临界剪切波速； V s 为液化临界剪切波速基准值

砂土地震液化的形成机制及防治措施

１砂土地震液化机制由地震振动引起的砂土液化相对来说比较复杂，一般认为其液化过程分为两个阶段。振动液化阶段内，饱水的砂体受周期性的惯性力的作用下，就会有逐渐变密的趋势，每一次振动都会使空隙减小，排出一部分的水，如果水不能及时排出砂土外，随着振动周期次数的增加空隙水压力就会不断上升，当其上升到等于围压时，砂粒间的有效正应力就会逐渐减小，砂的变形速度就会加快，直到砂体完全液化，振动液化后某点的总空隙水压力等于静水压力与剩余空隙水压力之和，形成了水头差，在水流运动的过程中砂粒就会被推向水中，形成渗流液化。２砂土地震液化形成条件２．１砂土的自身条件（１）相对密度：当砂的相对密度较大时，就会需要更大的地震加速度值或更多的振动次数才能使其完全液化，而松砂液化的条件较为简单，所以，疏松的砂是液化的必要条件。（２）粒度和级配：随砂土平均粒度的减小，砂土充裕空隙比（天然孔隙比与最小空隙比的差值）就会增大，所以在地震时排出的孔隙水增多，并且随着平均粒度的减小，砂土的透水性就会降低。在一定的粒度范围内，级配良好会减少砂体内的孔隙，所以配级愈差，粒度愈均匀，越有利于液化。（３）埋藏条件：由砂土液化机制知，砂粒间的有效正应力降为零时，砂体才能被液化，当液化砂层上伏盖层重量较大时，空隙水压力则不足以抵抗由此产生的应力，会抑制砂层液化，所以，易液化的砂层一般埋藏较浅。（４）成因及时代：近代河口三角洲是造成砂土液化的主要砂体，日本新市地震液化最严重的地区是河口堆积的平原，唐山大地震中形成的砂土液化地区是古代海岸线退后形成的河口三角洲。２．２地震条件地震的强度和时间：强度可以用地震加速度来体现，也是砂土液化形成的动力，地震加速度越大，饱水砂层就更容易液化，持续时间越长，就可以液化相对密度较大的砂层。３防治措施研究砂土地震液化的主要目的就是防治砂土液化，以减少由它带来的危害，防地震液化的措施主要有两类：３．１对建筑物进行抗液化设计（１）上部建筑物抗液化处理。尽量避免在有液化可能的土层上修建建筑物，如果无法避免，并且对地基进行的抗液化处理不满意时，可以加强上部建筑物抗液化设计，可以减轻上部建筑物的重量，增强上部建筑的整体性和均匀性。（２）基础选择及抗液化处理。如在有可能液化地基上的低矮建筑物可以选择片筏基础，以提高承载力，所以基础应根据

砂土地震液化

砂土地震液化1、基本概况1.1、砂土液化饱和砂土在地震动荷载或其他外动力作用下，砂土受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。

2.2、砂土地震液化的危害（1）涌砂砂土强度丧失后，砂涌出并掩埋作物，使土壤盐渍化、砂质化。

（2）地基失效持续的振动使砂土中土粒间原有应力减少乃至完全失效。

（3）滑塌地表以下一定厚度的砂土受到地震液化而产生滑坡。

（4）地面沉降饱和疏松砂土因振动而趋于密实，地面随之下沉。

（5）地面塌陷地震时砂土中空隙水压力剧增，当砂土出露地表或其上覆土层较薄时，即发生喷砂冒水，造成地下掏空，地表塌陷。

2、形成机制和影响因素2.1、砂土地震液化的形成机制饱和砂土在地震作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受由砂土体骨架转向水。

由于砂土渗透性不良导致排水不畅，使孔隙水压力积累，从而粒间应力减少，当粒间应力减少至0时，即发生砂土液化。

2.2、影响砂土地震液化的因素（1）土体类型和性质以及砂土粒径和级配表征砂土液化条件。

其因素、以砂土的相对密实度Dr指标与影响如表1所示（2）饱和砂层的埋藏条件如表2所示表2 影响砂土地震液化的因素之埋藏条件（3）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，再用以判定该深度处的砂土能否液化。

（4）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震级有关。

如表3所示3、砂土地震液化的判别和防护3.1、砂土地震液化的判别（1）砂土地震液化的初步判别 ① 6度时，饱和砂土不进行液化判别② 饱和砂土其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③ 浅埋天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水深度符合下列条件之一时，不考虑液化影响d u ＞d 0+d b -2 d w ＞d 0+d b -3 d u +d w ＞1.5d 0+2d b -4.5d w :地下水深度(m) d u :上覆非液化土层厚度(m)d b :基础埋置深度，不超过2m 应采用2md 0:液化土特征深度（m ），对应地震烈度7度、8度、9度分别取7m 、8m 、9m ，计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除。

4.砂土地震液化

砂土地震液化1.基本概念砂土地震液化指饱和砂土在地震、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。

2.砂土地震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，当孔隙水压力累积至总应力时，有效应力为零，土颗粒在水中处于悬浮状态。

C +=φστtan式中：σtan Ф——摩擦强度，C ——黏聚强度。

土体类型和性质饱和沙土（内因）饱和砂层的埋藏条件砂土地震液化地震强度地震因素（外因）地震持续作用3.影响砂土地震液化的因素3.1土体类型和性质以砂土的相对密实度Dr 以及砂土粒径和级配表征砂土液化条件。

（参见表1，表2）minmax max e e ee Dr --=表1粒组划分标准粒组结构粒组粒径巨粒漂石（块石）>200mm 卵石（碎石）60-200mm粗粒圆砾（角砾）2-60mm 砂粒粉砂0.5-2mm中砂0.25-0.5mm细砂0.075-0.25mm细粒粉粒0.005-0.075mm 粘粒<0.005mm表2 影响砂土地震液化的因素之土性、埋藏和动荷条件因素指标对液化的影响土性条件颗粒特征粒径平均粒径细颗粒较容易液化，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Cu不均匀系数愈小液化性俞差，黏性土含量愈高，俞不易液化形状——圆粒形砂比棱角砂更易液化密度孔隙比e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匀性——原状土比结构破坏的土不易液化，老砂层比新砂层不易液化压密状态超固结比OCR超压密砂土比正常砂土不易液化埋藏条件上覆土层上覆土层有效压应力上覆土层厚度愈大，土的上覆有效压力愈大，愈不易液化静止土压应力系数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，却易重新液化动荷条件地震烈度震动强度地面加速度地震烈度高，地面加速度大，就愈容易液化持续时间等小循环次数N震动时间愈长，或震动次数愈多，愈容易液化3.2饱和砂层的埋藏条件（1）地下水位埋深；（2）砂土层上的非液化性粘土层厚度表（表2） 3.3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，再用以判定该深度处的砂土层能否产生液化。

沙土液化

砂土地震液化1、砂土地震液化的概念及研究意义饱和沙土在地震、动力荷载或其他外力作用下，受到强烈振动二丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象称为砂土液化或震动液化。

地震导致的砂土液化现象在饱水疏松砂层广泛分布的海滨、湖岸、冲积平原，以及河漫滩、低阶地等地区尤为发育。

其危害性归纳起来有以下四个方面：(1) 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。

(2) 地基失效：随粒间有效正应力完全丧失。

建于这类地基上的建筑物就产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌。

(3)涌砂：涌出的砂覆盖农田，压死作物，使沃土盐渍化，砂碛化，同时造成河床、渠道、井筒等淤塞，失农业灌溉设施受到严重损害。

(4) 滑塌：由于下伏砂层或敏感粘土层地震液化和流动，可引起大规模滑塌。

2、砂土地震的液化机理及影响因素饱和砂土是砂和水的复合体系。

在震动作用下，饱和砂土是否发生液化，取决于砂和水的特征，是二者矛盾斗争发展的结果。

2.1砂土地震液化的机理砂土是一种松散物质，主要依靠颗粒间的摩擦力承受外力和维持自身稳定，而这种摩擦力取决于粒间的法相压力：τ=σ·tgυ砂土受地震时，砂粒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。

由于颗粒之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。

砂土要变密实就势必排水。

在急剧变化的周期性荷载作用下，所伴随的空隙度减少都要求排挤出一些水，且透水性变差。

如果砂土透水性不良而排水不畅，则前一周期的排水尚未完成，后一周期的孔隙度再减少了，应排除的水来不及排走，而水又是不可压缩的，于是就产生了剩余水压力或超孔隙水压力，随着振动时间的增长，剩余空隙水压力不断地叠加而积累增大，使砂土的抗剪强度不断降低，甚至完全丧失，以上就是砂土液化的形成机制。

2.2砂土地震液化的影响因素饱和砂土和地震动是发生振动液化的必备条件，影响砂土液化的因素主要有：土地类型及性质、饱和砂土的埋藏条件以及地震动的强度及持续时间。

yantubbs-砂土地震液化和判别

Serial N o.436O ctober .2005 矿　业　快　报EXPR ESS I N FORM A T I ONO F M I N I N G I NDU STR Y 总第436期2005年10月第10期边　雯(1962-),女,浙江省杭州人,工程师,230022安徽省合肥市黄山路254号。

砂土地震液化和判别边　雯(华东勘察基础工程总公司) 摘　要:就砂土地震液化成因、判别方式、防护措施进行了分析,在选择拟建物场地时,应慎重选择在不利及危险地段的施工方法。

关键词:砂土地震液化危害;影响因素;判别及预防措施中图分类号:TU 435 文献标识码:B 文章编号:100925683(2005)10200552021　概述饱和砂土在地震、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。

其危害性归纳起来有以下4个方面。

(1)地面下沉。

饱水疏松砂土因振动而趋于密实,地面随之下沉。

(2)地表塌陷。

地震时砂土中孔隙水压力增加,当砂土出露地表或其上覆盖土层较薄时,即发生喷砂冒水,造成地下掏空,地表塌陷。

(3)地基土承载力丧失。

持续的地震使砂土中孔隙水压力上升,导致土粒间有效应力下降。

当有效应力趋于零时,砂粒即处于悬浮状态,丧失承载能力,引起地基整体失效。

(4)地面流滑。

斜坡上若有液化土层分布时,地震会导致液化流滑而斜坡失稳。

2　影响砂土液化的因素211　土的类型及性质(1)土的类型、性质及砂土液化的内因。

统计资料表明,粉粒含量大有助于液化,粘粒含量大则不易液化。

(2)砂土的密实程度也是影响液化的主要因素之一。

松砂极易液化,而密砂则不易液化,砂土的相对密度愈大,使它液化需要的动应力也愈大或更多的应力循环次数。

一般的情况是,D r <50%的砂土在振动作用下很快液化。

D r >80%时不易液化。

(3)饱水砂土的成因和堆积年代对液化的影响。

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,地下水位深度为3一4米时,喷砂冒水现象就很少了,地下水位超过5米时,未见到喷砂冒水事例.所以,似乎不妨把液化最大的地下水位深度定为5米.当然在同样条件下,饱和,松散,洁净,均匀的粉细砂最容易液化.在考虑液化问题时,先要明确烈度,然后根据场地的勘察资料,明确在可能发生液化的深度范围内是否存在可液化的土型(由粗沙到轻亚粘土).如果存在这种土型,就要根据试验资料检查这种土的分类指标是否在上述限界值范围之内,最后还要研究这层土和地下水的埋藏条件,如果土层和地下水位的埋深都在上述的范围之内,这就意味着给定的场地存在砂土液化问题.----------------------------砂土液化SandLiquefaction饱水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象。