砂土液化(1)
砂土液化的防治措施
砂土液化的防治措施砂土液化呀，就像是大地突然玩起的一场调皮恶作剧。
好好的砂土，一下子变得像水一样软乎乎的，房子站在上面就跟踩在棉花糖上的小矮人，摇摇晃晃，随时可能摔倒呢。
不过别怕，咱们有好多防治的妙招。
首先呢，换土法就像是给砂土来个大换血。
把那些容易液化的砂土换成强壮的土，就好比把病恹恹的士兵换成了钢铁侠一样。
这些坚强的土一上场，立马就能把阵地守得牢牢的，让大地稳稳当当，不会再轻易变成“软脚虾”。
然后是振冲法，这就像是给砂土做按摩呢。
那些振动器就像小锤子，不停地敲打着砂土，把它们敲得规规矩矩的。
就好像把一群调皮捣蛋的小精灵，通过魔法棒的敲打，变得听话懂事，砂土的结构变得紧密，不再轻易液化。
强夯法更厉害啦，就像是给大地来一场震撼教育。
大铁球从高处落下，“轰”的一声，砂土们就像被吓破了胆的小老鼠，赶紧紧紧地抱在一起，团结起来对抗液化这个大恶魔。
还有桩基础，这可是大地的定海神针呀。
桩就像一根根长长的钉子，把建筑物牢牢地钉在地上。
不管砂土怎么液化，建筑物就像坐在王座上的国王，稳如泰山，动都不带动一下的。
排水法也很有趣，就像是给砂土安装了一个排水管道系统。
一旦有液化的危险，就像打开了泄洪闸一样，把砂土中的水快速排走。
砂土没了水这个“帮凶”，就像没了魔法药水的小巫师，想液化也没那本事了。
在建筑设计的时候呢，也得留个心眼。
不能把房子设计得像个瘦高的电线杆子，风一吹就倒。
得像个矮胖的小墩子，重心低，这样就算砂土有点液化的小波动，房子也能像个不倒翁一样晃悠两下就稳住。
工程师们就像是魔法师，他们用各种奇妙的方法，来防止砂土液化这个捣蛋鬼。
每一种方法都是一个魔法咒语，组合起来就能保护我们的家园。
而且呀，我们平时也要像照顾小宠物一样照顾大地。
不要过度开采地下水，不然大地就像被抽干了血的病人，容易让砂土液化这个病魔趁虚而入。
只要我们齐心协力，把这些防治措施都安排得妥妥当当，砂土液化这个小怪兽就只能灰溜溜地躲在角落里，不敢出来捣乱啦。
（完整版）砂土液化的判别
（完整版）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。
沙土液化的条件
砂土液化是指饱水的粉细砂或轻亚粘土在地震力的作用下瞬时失掉强度,由固态变成液体状态的力学过程.砂土液化主要是在静力或动力作用下,砂上中孔隙水压力上升,抗剪强度或剪切刚度降低并趋于消失所引起的。
影响砂土液化的因素有哪些？（1）沙土的组成：一般来说，细砂比粗砂容易液化，级配均匀的比级配良好的容易液化，细砂比粗砂容易液化，主要原因是粗砂较细砂的透水性好，即使粗砂有液化现象发生，但因孔隙水超压作用时间短，其液化进行的时间也短。
（2）相对密度：松砂比密砂容易液化。
在粉土中，由于它是粘性土与无粘性土之间的过渡性土壤，因而其粘性颗粒的含量多少就决定了这类土壤的性质，从而也就影响液化的难易程度。
（3）土层的埋深：砂土层埋深越大，即有效覆盖压力越大，砂层就越不容易液化。
地震时，液化砂土层的深度一般是在10m以内。
（4）地下水位：地下水位浅的比地下水位深的容易发生液化。
对于砂类土液化区内，一般地下水位深度＜4m，容易液化，超过此深度后，就没有液化发生。
对粉土的液化，在7度、8度、9度区内，地下水位分别小于1.5m、2.5m、6.0m，容易液化，超过此值后，则未发生液化现象。
（5）地震烈度大小和地震持续时间：多次震害调查表明：地震烈度高，地面运动强度大，就容易发生液化。
一般5～6度地区很少看到有液化现象。
实验结果还说明，如地面运动时间长，即使地震烈度低，也可能出现液化。
砂土液化的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。
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。
第七章地震导致的区域性砂土液化祥解
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
专业知识（一）辅导：砂土液化的原因以及防护措施
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。
砂⼟液化机制 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，对应⼒的承受由砂⼟⾻架转向⽔，由于粉、细砂⼟的渗透性不良，孔隙⽔压⼒急剧上升。
当达到总应⼒值时，有效正应⼒下降到0,颗粒悬浮在⽔中，砂⼟体即发⽣振动液化，完全丧失强度和承载能⼒。
砂⼟发⽣液化后，在超孔隙⽔压⼒作⽤下，孔隙⽔⾃下向上运动。
如果砂⼟层上部⽆渗透性更弱的盖层，地下⽔即⼤⾯积地漫溢于地表；如果砂⼟层上有渗透性更弱的粘性⼟覆盖，当超孔隙⽔压⼒超过盖层强度，则地下⽔携带砂粒冲破盖层或沿盖层已有裂缝喷出地表，即产⽣所谓的“喷⽔冒砂”现象。
地基砂⼟液化可导致建筑物⼤量沉陷或不均匀沉陷，甚⾄倾倒，造成极⼤危害。
地震、爆破、机械振动等均能引起砂⼟液化，其中尤以地震为⼴，危害。
砂⼟液化可能性的判别⽅法 砂⼟发⽣振动液化的基本条件在于饱和砂⼟的结构疏松和渗透性相对较低，以及振动的强度⼤和持续时间长。
是否发⽣喷⽔冒砂还与盖层的渗透性、强度，砂层的厚度，以及砂层和潜⽔的埋藏深度有关。
因此，对砂⼟液化可能性的判别⼀般分两步进⾏。
⾸先根据砂层时代和当地地震烈度进⾏初判。
⼀般认为，对更新世及其以前的砂层和地震烈度低于Ⅶ度的地区,不考虑砂⼟液化问题。
然后,对已初步判别为可能发⽣液化的砂层再作进⼀步判定。
⽤以进⼀步判定砂⼟液化可能性的⽅法主要有3种:①场地地震剪应⼒τa与该饱和砂⼟层的液化抗剪强度τ（引起液化的最⼩剪应⼒）对⽐法。
当τa>τ时，砂⼟可能液化（其中ττ根据地震加速度求得,τ通过⼟动三轴试验求得）。
②标准贯⼊试验法（见岩⼟试验）。
原位标准贯⼊试验的击数可较好地反映砂⼟层的密度，再结合砂⼟层和地下⽔位的埋藏深度作某些必要的修正后，查表即可判定砂⼟液化的可能性。
③综合指标法。
通常⽤以综合判定液化可能性的指标有相对密度、平均粒径d50（即在粒度分析累计曲线上含量为50％相应的粒径），孔隙⽐、不均匀系数等。
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·tgφ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。
工程地质学基础综合测试题答案解析地大考试
综合测试试题一一、名词解释(20分）1．活断层2．砂土液化3．混合溶蚀效应4．卓越周期5．工程地质条件二、填空题（20分)1．活断层的活动方式有和。
2．工程地质学的基本研究方法有自然历史分析法、数学力学分析法、和等。
3．斜坡变形的形式较多，主要有、、三种.4．按滑坡动力学性质分类，可分为、、性所多余的约束。
三、判断题（共20分,每题4分）1．水库蓄水前,河间地块存在地下分水岭，蓄水后将不会产生库水向邻谷的渗漏.2．斜坡变形的结果将导致斜坡的破坏。
3．在岩土体稳定性评价中，由于边界条件、荷载条件、岩土体强度等难以精确确定，通常在设计上考虑上述因素及建筑物重要性而综合确定一经验值，此即稳定性系数.4．地震烈度是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小来确定.5．用标准贯入试验判定砂土液化时，若某一土层的实际贯入击数大于临界贯入击数，则该土层液化。
四、问答题（40分)1．识别滑坡的标志有哪些?2．试述场地工程地质条件对震害的影响？3、从地质方面、地形地貌方面识别活断层的标志有哪些？4．简述新构造运动对岩溶发育的影响。
试题一答案一、名词解释1、活断层：指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久的将来可能会重新发生活动的断层（即潜在活断层）.2、砂土液化:饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，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。
3、混合溶蚀效应:不同成分或不同温度的水混合后,其溶蚀能力有所增强的效应。
4、卓越周期:地震波在地层中传播时，经过各种不同性质的界面时，由于多次反射、折射，将出现不同周期的地震波，而土体对于不同的地震波有选择放大的作用,某种岩土体总是对某种周期的波选择放大得突出、明显，这种被选择放大的波的周期即称为该岩土体的卓越周期。
5、工程地质条件:与工程建筑物有关的地质条件的综合,包括：岩土类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质、工程动力地质作用、天然建筑材料六个方面。
7-地震导致的区域性砂土液化
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
砂土液化
参考文献
• 包日东，闻邦椿. 地震载荷作用下液化土中 输流管道动态响应研究。《工程力学》 • 张永国，陆朝荣，于佰俭. 防止埋地管道上 浮的措施。 • 郑丽雅 . 地基液化的处理措施。 • 王勇 . 公路地基液化判定、液化等级和液化 区域研究。 • 赵珍 , 丁丽萍 , 马旭 . 沙土液化及处理措施。
处理实例：平衡压袋法稳管 油气管道的砂土液化处理措施主要有两大 类 ：一是允许砂土液化，但要防止管道上浮。 如将埋地管道固定埋置于不液化层的桩或地锚上， 或沿砂土液化区域在管道上设置平衡重物等；二 是增加砂土的抗液化强度，防止其自身液化，如 采取土层置换、强夯、排水和胶结等措施。 采用平衡压袋法进行稳管，首先将管道上部 淤泥清除，然后将压袋排列在管道两侧，应边清 边压，以免管道上浮；同时注意保护压袋，避免 划伤损坏。
砂土液化
Байду номын сангаас
一、砂土液化判别
• 对沙土液化性质的判断指标主要有基于标 准贯入试验的液化判别法、基于震害经验 的原位试验液化估计法、基于概率与统计 分析的液化估计法等。现介绍基于标准贯 入试验的液化判别法。
• 贯入锤击数基准值; β 为调整系数，设计地 震第1 组取0.8，第2 组取0.95，第3 组取 1. 05; d s 为饱和土标准贯入点深 度 ( m);d w 为 地下水位在地面以下的深度 (m)。 • 当地面位于水下时，d w 取 0; M c 为黏粒含 量，小于 3%，为沙土时取 3%。规范法已成 为国内水运工程沙土液化判别的主要原则。 但方法缺乏理论基础，对深层地基土的判 别结果偏于保守。
1.周期应力比 (CSR) 的计算 周期应力比是根据场地的地震基本设计 参数计算的，目前 Seed 等提出的计算表达式 被普遍接受。后来考虑了地震震级的影响， 通过震级比例系数将 CSR转换为震级 M s = 7. 5 下的等效CSR 7. 5 ，即:CSR =0. 65·(σ 0/σ'0)a m· ax · r d 式中: CSR为地震循环应力比; 修正系 数为 0. 65;σ 0 为计算深度处土总应力; σ' 0 为 计算深度处有效应力; a max 为地面峰值加速 度; r d为应力折减系数。 rd=1.0－0.00765z, z ≤9. 15 m rd=1.174－0.0267z，9. 15 ＜z ≤23 m
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。
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。
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：
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。
砂土液化
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无粘性土液化判别及危害程度评价方法
液化判别是指地基是否发生液化, 液化危害程度是指地基液化程 度。传统液化判别和危害程度评价方法多是在宏观地震灾害现象资料、 现场试验和室内试验基础上总结、分析、统计得出的规律。
传统土液化判别方法大致可归纳为现场实验、室内实验、经验对 比、动力分析四大类。
饱和砂土地震液化治理措施简介
砂土液化的影响因素
土在振动作用下是否液化，主要与土的性质、地震前的应力状况、 震动的特性等因素有关。将前人的研究成果列为下图，较为全面地总结 了土体液化的已知因素。从图中可以看出，地基液化影响因素众多，且 众因素对地基液化的影响呈高度的非线性。现在还很难用统计、简化的 模型、单一弹性体理论或塑性理论甚至包括弹塑性理论准确判别地基液 化和评估危害程度。
地震导致的区域性砂土液化
砂土液化(sand liquefacation):
地面以下一定深度处，饱和松散的细沙、粉细砂在外荷载的反复 作用下，空隙水压力上升，导致骨架应力趋于零，砂土颗粒处于悬浮 状态，砂土的抗剪强度部分或全部丧失, 砂土即出现不同程度的变形 或完全液化，这就是砂土液化现象。
喷水冒砂：
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。
宏观震害调查表明, 喷冒的主要危害是: (1) 喷冒造成大量水土流失, 地面和建筑物大幅度沉陷; (2) 喷冒使土变得极不均匀, 喷冒孔周围土结构完全改变, 极为松散, 标贯击数 甚至为零。据实测资料, 总的规律是砂层深部变密, 浅部变松; 震后初期较松, 后期因再固结而变密。 (3) 由于地形、地层、工程的影响, 喷冒的分布极不均匀, 加剧了地基的不均匀 性。 (4) 模型试验发现, 喷冒前地基中若有水加层, 其强度为零, 这种情况下考虑液 化土的残余强度是与实际不符的。
砂土液化
由于我国对砂土液化现象的研究处于起步时期，还没有制定出很多特定的测试方法。下面所介绍的仅仅是一种砂土受力状态分析的方法，通过对测试筒中砂的受力状态的分析来取得目标砂土的稳定性。由于饱和砂土受振动时所产生的孔隙压力，不仅决定于砂的密实度和透水性，而且决定于砂的原始应力状态，以及破坏结构的动力强度和持续时间等因素。因此，解决液化问题的关键在于找出这些因素之间的相互关系。
⑶通过改善砂基或砂坡内的应力分布情况，来降低砂基或砂坡的液化现象的发生。前面提到过δ3（静力作用下砂基或砂坡中某一点处的最小主应力）和δ1-δ3（侧压力最大值与最小值差），采用这种防护措施就是增加δ3值或者是减少最大主应力与最小主应力之差
。即δ1-δ3，通过这两个数值的改变，使得在动力作用下的密度rd和不同应力状态时孔隙水压力Μ的发生变化，从而改变了砂土的密实度，当然，也就能在很大程度上缓解砂基液化现象的发生。
砂土的渗透性对砂基或砂坡的液化稳定性有很大的影响，透水性小的细砂，液化历时过程长。因此，当动力荷载的动能波在大体积的砂基或砂坡内传递的时候，最大的液化度极有可能在砂基或砂坡内各处同时发生。相反，在渗透性大的粗砂地基或大坝中，这种各处同时达到最大液化度的可能性就比较小了。同理，采取措施，使细砂地基或坝坡内的水能更易排出来，这确实可以增强砂基或砂坡的抗液化稳定性，而且此项工作较易完成。
一、砂土液化的原因分析
砂土液化现象，早在《梦溪笔谈》中就有过描述，最近几十年，许多学者都对此进行研究，但问题的机理还未彻底阐明，看法还有很大的分歧，也缺少一种正确鉴定液化现象的方法。
砂土地震液化的影响因素及防治措施分析
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。
动荷条件
单击添加
埋藏条件
主要分为分为物理条件和化学条件
物理条件:主要是指砂土所处的力学环境；
化学条件:指砂土所处的液体环境以及气体、 离子和胶体的分布状态。
初始限制压力
单击添加
在地震荷载下，土体液化的可能性随着初始限制压力的不同而不同，限制压
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
强夯法：起吊设备将重锤由高处自由落下时产生的冲击波来使 地基松砂密实
增加压重：在砂土地基表面覆盖一层非液化土的压重盖层。
排水：直接抽水
围封：板桩、砾石桩、地下连续墙等手段将结构物地基四周包围起来， 限制砂土液化时发生侧移
现存结构
抽除地下水
压密灌浆：将流动性较差（一般为粉细砂水泥浆） 的浆液注入砂土地基中
内灌浆
灌浆容
渗透灌浆：讲较稀流动性较好的浆材注入到砂土地 基中
高压旋喷：在地基中钻小孔至一定深度，以极高压 力将浆液从钻杆下端的喷嘴喷出，同时钻杆旋转上 提至钻杆全部拔出钻孔
深搅法：在地基中形成高强度低渗透性的柱或 板，通过置换作用形成的复合地基提高了地基 的强度及承载力
结论：
(1)液化现象主要受动荷条件、土性条件及埋藏条件的影响，不 同地区影响的主导因素有差异,分析时也需要综合考虑。
第七章 砂土液化
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。
砂土液化名词解释
砂土液化名词解释
嘿，你知道砂土液化不？这可不是个一般的概念啊！砂土液化就好像是一群原本老老实实待着的砂土小伙伴，突然在某些特定情况下变得“疯狂”起来！比如说地震啦，那强烈的晃动就像是给这些砂土小伙伴打了一针兴奋剂。
你想想看啊，平时好好的砂土，安安静静地待在那里。
可一旦遇到像地震这样的大动静，它们就好像被施了魔法一样，从原本稳稳当当的状态，变得稀里哗啦的，就跟水似的！这不就是砂土液化嘛！
就好比有一次我在电视上看到一个关于地震的报道，那画面里原本坚实的地面，在地震发生后，就变得像液体一样流动起来。
哎呀呀，那场景真的让人印象深刻！砂土液化可不只是说说而已，它能带来的影响可大了去了！建筑物可能会因为它而倾斜、倒塌，道路也会变得坑坑洼洼，就好像被调皮的孩子捣乱过一样。
咱再举个例子，你去海边玩过沙子吧？有时候你在沙滩上踩一脚，那沙子不就会往下陷一点嘛。
砂土液化差不多就是这种感觉，只不过规模要大得多得多！这可不是闹着玩的呀，它会给我们的生活带来很多麻烦和危险呢！
砂土液化就是这样一种让人又惊讶又头疼的现象，它就像是大自然给我们出的一道难题。
我们得好好研究它，想办法应对它，这样才能
在它出现的时候不至于手忙脚乱呀！所以说，砂土液化可不是个可以随便忽视的东西哦！。
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三大岩石：岩浆岩，沉积岩，变质岩。
坡流：在降雨或融雪时，地表水一部分份渗入地下，其余的沿坡面向下运动。
这种暂时性的无固定流槽的陆地薄层状，网状细流称为片流。
片流对坡面产生剥皮式的破坏作用，使高处被削低，称为洗刷作用。
洪流：坡流逐渐集中汇成几段较大的流线水状，再向下形成快速奔腾的洪流。
洪流猛烈冲刷沟底，沟壑的岩石并使其遭受破坏，称为冲刷作用。
滑坡：斜坡上大量的岩土体，在一定的自然条件（地质结构，岩性和水文地质条件等）及其重力的作用下，使部分岩体失去稳定性，沿斜坡内部一个或几个滑动面带整体地向下滑动，且水平位移大于垂直位移的现象。
工程地质测绘方法：路线穿越法，界限追索法，布点法。
砂土液化：饱和砂土在地震，动力荷载或其他外力作用下，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称为砂土液化或振动液化。
影响砂土液化的因素：1土的类型及性质（粒度，密实度，成因及年代）2饱和沙土的埋藏分布条件3地震活动的强度及历时。
砂土液化的危害：地面下沉，地表塌陷，地基土承载力丧失，地面流滑。
土的组成及结构与构造：土由三相组成：固相——矿物颗粒和有机质；液相——水；气象——空气。
矿物颗粒和有机质构成土的骨架，也是土中最主要的物质成分，空气和水则填充骨架间的孔隙。
土的矿物成分：原生矿物，次生矿物（a蒙脱石b伊利石c高岭石），有机质。
土中的水：在不同作用力下处于不同的状态，可呈液相，气相或固相。
土中液态水分为结合水和自由水两大类。
结合水分为强结合水（吸着水）和弱结合水（薄膜水）。
自由水分为重力水和毛细水。
地震震级是表示地震本身大小的尺度，是由地震所释放出来的能量大小所决定的。
地震烈度是指某一地区地面和各种建筑物遭受地震影响的强烈程度。
岩体的影响因素：主要有岩石的矿物成分，结构，构造及成因，水的作用和风化作用等。
外力地质作用：主要由太阳辐射热引起，并主要发生在地壳的表层。
主要包括风化地质作用，陆地流水地质作用（片流，洪流，河流），湖泊与海洋地质作用，风的地质作用，冰川地质作用和成岩地质作用。
风化作用的类型：物理风化作用。
化学风化作用，生物风化作用。
影响风化作用的因素：气候，地形，岩石特征。
风化作用在原地残留的物质称为残积物。
工程勘察的报告内容：应根据任务要求，勘察阶段，地质条件，工程特点等情况确定。
一般包括：a委托单位，场地位置，工作简况，勘察的目的，要求和任务，以往的勘查工作及已有资料的情况；B,勘察方法及勘察工作量的布置，包括各项勘察工作的数量布置及依据，以及工程地质测绘，勘探，取样，室内试验，原位测试等方法的必要说明；C，场地工程地质条件分析，包括地形地貌，地层岩性地质构造，水文地质，和不良地质现象等内容，并对场地稳定性和适宜性作出评价；D，岩土参数的分析与选用，包括各项岩土性质指标的测试成果及其可靠性和适宜性，评价其变异性，提供标准值；E工程施工和运营期间可能发生的岩土工程问题的预测，监控及预防措施的建议；
F，根据地质条件和岩土条件，工程结构特点及场地环境情况，提出地基基础方案，不良地质现象整治方案，开挖和边坡加固方案等岩土利用整治和改造方案的建议，并进行技术经济论证；G，提出对建筑结构设计和监测工作的建议，工程施工和使用期间应注意的问题，下一步岩土工程勘察工作的建议等。
综合分析题：断裂构造，节理和断层：
断裂构造：岩层所受的地应力超过其强度时，岩石的连续性和完整性遭到破坏，产生各种大小不同的裂隙和错断，称为断裂构造。
主要分为节理和断层两大类。
节理分为1.构造节理：a.剪节理b.张节理 2.非构造节理a.风化节理b,御荷节理c.原生节理岩层沿破裂面没有明显位移或仅有微量位移的成为节理，又称裂隙。
岩层沿破裂面两侧发生了明显位移或较大错动的称为断层。
断裂构造是工程岩体稳定性的控制因素。
断层的基本组成成分称为断层要素，包括断层面及断层破碎带，断层线，断盘，断距等。
断层的基本类型指正断层、逆断层、和平移断层。
断层的野外识别标志：1地貌及地下水特征2地层特征3构造标志。
褶皱构造：组成地壳的岩层手受到强烈的构造应力作用形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造，称为褶皱构造。
绝大多数褶皱构造是在水平挤压力作用下形成的，褶皱构造是地壳广泛发育的基本构造之一。
褶皱构造的力学成因：水平挤压力作用，垂直力作用，力偶作用。
褶皱构造的各组成部分称为褶皱要素，包括核部，翼，轴面，轴，转折端和枢纽。
褶皱的基本单位是褶曲，有两种基本形态：一种是向斜，一种是背斜。
岩体稳定性分析：岩体稳定性主要受到地质环境，岩体特征，地下水作用，初始应力状态，工程荷载，施工及运营管理水平等因素的影响。
地貌条件决定了边坡形态；岩体结构类型，结构面性状和其与坡面的关系是岩体稳定的控制因素; 地质构造是影响岩体边坡稳定性的重要因素，包括：区域构造特点，斜坡地段的褶皱形态，岩层产状，断层与节理裂隙的发育程度及分布规律，区域新构造运动等：地下水对岩体稳定性的影响也是十分显著的，大多数岩体的变形和破坏与地下水活动有关;
地震作用，爆破振动，气候条件，岩石的风化程度，工程力的作用，以及施工程序和方法等都会对岩体稳定性起到重要的作用。
地下水水位上升的原因：自然因素和人为因素。
丰水年或丰水期，气候变暖，各种灌溉。
水位升高的危害：使土层的含水量增加甚至饱和，从而改变土的物理力学性质。
地基土浸水，软化，承载力降低，使建筑物发生较大沉降或不均匀沉降; 在地下水变动带（高水位与低水位之间）内土层承载力降低，对建筑物产生影响；在地基一定范围内，由于水力坡度较大，地下水渗流加快，对土体产生侵蚀能力，引发地面沉降或坍塌。
水位下降的危害：降低沿海城市抵御洪水，潮水和海水入侵的能力；地面沉降引起桥墩，码头，仓库等下沉，桥位空间减小，不利于航运；会引起建筑物倾斜或损坏。
滑坡的形成条件：几何边界条件包括滑动面，切割面和临空面。
力学条件：在贯通的滑动面上，总下滑力矩大于总抗滑力矩。