砂土地震液化后大变形特性试验研究
上海地区第⑤2层砂质粉土的液化特性试验研究
同 济 大 学 学 报 （ 然 科 学 版） 自
Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ｏ Ｇ Ｉ Ｎ Ｖ Ｒ Ｉ Ｙ Ｎ Ｔ Ｒ Ｌ Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ Ｏ Ｒ Ａ ＦＴ Ｎ Ｊ Ｕ ＩＥ ＳＴ （ Ａ Ｕ Ａ Ｃ Ｅ Ｃ ）
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ １ １３ ．
基 于动三轴试验 ， 场地内第⑤ｚ 对 层土 体动力 特性进 行研究 ．
内 容 包 括 往 返 作 用 力 、 结 压 力 、 构 性 、 粒 组 成 等 因 素 对 固 结 颗 于 液化 特 性 的 影 响 ， 定 了 场 地 内饱 和 粉 性 土 的 抗 液 化 强 度 确 指 标 等 ． 过 Ｓ ｅ 化 法 ， 别 该 土 层 地 震 液 化 可 能 性 ， 工 通 ｅｄ简 判 给
Ｃ ａａｔ ｉ ｉ ｏ Ｓ ｎ ｙ Ｓｌ Ｌ ｙｒ ⑤２ ｈ ｒｃ ｒ ｔ ｓ ｆ ａ ｄ ｉ ａ ｅ ｅ ｓｃ ｔ
ｉ ａ ｈａ ｎ Ｓｈ ｎｇ ｉ
饱 和粉 土 同砂 土一 样会 液化 ， 因此 ， 和 粉 土 的振 动 饱 个 重 要课 题 ． 些 研 究 主 要 集 中在振 动 液化 产 生 这 的机理 、 件 、 响 因素 、 液 化 强度 的 确 定 及 液 化 条 影 抗 产 生 的可 能性 等方 面¨ ． ５ ｊ 上海 地 区广 泛分 布着 第 ⑤ｚ 层灰 色 砂 质粉 土 ， 地 质 年代 属 于全新 世 Ｑ ， 滨海 沼泽 成 因类 型 ， 面埋 ４为 顶
摘 要 ： 对 目前 上 海 地 区 第 ⑤ ｚ 砂 质 粉 土 的 液 化 特 性 尚 缺 针 层 乏研究的实际 问题 ， 合 上海 某 电厂海 底 隧道 的工 程 实例 ， 结
ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔｆ ｒ ｌ ｕ ｆｃ ｉｎ ｍｉｉａ ｉ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｏ ｉ ｅ ａ ｔ ｔ ｔ ｑ ｏ ｇ ｏ
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。
砂土地震液化大变形研究进展
砂土地震液化大变形研究进展
孙恒矗
【期刊名称】《广东水利水电》
【年(卷),期】2009(000)008
【摘要】从震害现象调查、室内试验、宏观现象及计算方法研究四个方面对地震后砂土液化大变形研究进展情况进行较为详细的综述,并对其未来发展的一些方向和有待进一步研究的问题提出一些建议.
【总页数】5页(P12-16)
【作者】孙恒矗
【作者单位】广州市住宅建筑设计院,广东广州,510623
【正文语种】中文
【中图分类】TU435
【相关文献】
1.大桑水电站厂址砂土地震液化分析 [J], 杨玉娟;甘霖;李小泉
2.砂土地震液化大变形防治技术 [J], 余亦勤
3.含弱渗透性覆盖层饱和砂土地震液化特性研究 [J], 董瑞;景立平;单振东;张雷;刘廷俊
4.基于地面运动强度及标准贯入试验的上海地区砂土地震液化评价 [J], 李雪;曾毓燕;郁飞;施刚
5.砂土地震液化后大变形特性试验研究 [J], 刘汉龙;周云东;高玉峰
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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。
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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。
地震液化引起的地面大位移研究进展
岩 土 力 学 Rock and So il M echanics
Vol. 21 No. 3 S ept . 2000
地震液化引起的地面大位移研究进展
高玉峰, 刘汉龙, 朱
( 河海大学岩土工程研究所 , 南京
向流动造成了港湾设施破坏, 电气、 水道和煤气等生活
前
言
设施破坏 ; 建筑物的移动破坏等
[ 2]
。
一种新的地震液化破坏形式正越来越受到重视, 即液化引起的地面大位移对结构的破坏 [ 1] , 它是液化 区公路、 铁路、 桥梁、 码头、 堤坝、 房屋、 地下结构与生命 线工程等震害的最主要形 式之一。 1976 年唐山 7. 8 级大地震引起陡河、 滦河、 蓟运河、 海河故道及月牙河 等河岸滑移、 地裂、 喷砂 , 滑移带宽约 100~ 150 m; 造 成唐山胜利桥、 越河桥、 汉沽桥等 10 余座公路和铁路 桥长度缩短 ( 最大 达 9. 1 m ) , 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。国外如美国 1989 年洛马 普 里埃塔 7. 1 级地震 , 使旧金山市区道路开裂, 20 m 护 岸墙位移; 加洲海洋实验站地面位移约 1 m; 奥克兰国 际机场地面最大位移约达 1 m; 莫斯兰北洲海滩附近 一座涵洞位移 7~ 8 m 。菲律宾吕宋岛 1990 年 7. 8 级 地震, 使 Dagupa 市北沿 Pant al 河两岸 大面积地面位 移, 最大位移约 6 m; P antal 河河堤向河心位移了约 10 m; 一条人行道向河心位移 1 m ; 两栋建筑物向北移 3 m, 一栋二层建筑物向北移 1 m; 大量地下管线及水井 被破坏。近来如 1995 年日本阪神 7. 2 级大地震, 地震 液化引起了大范围的地基水平方向永久变形 ( 亦称之 为侧向流动) , 最大水平永久位移达到 5 m, 地基的侧
饱和砂土地震液化机理及试验测试研究
土粒与水 的运动并不一致 ， 土粒在振 动中 变
密 ， 受 到 水 的 阻 碍 将能 量 传 递 给 水 ， 受 而 水 到 土 粒 的 压 迫 后 孔 压 上 升 。如 果 孔 隙水 不 能
迅速 排 出、 隙水压 力越来 越高 ， 孔 而土 粒所
受 的 有 效 应 力 则 相 应减 少 。最 终 有 效 应 力 减 至 零 ， 粒 间 无 力 传 递 ， 粒 失 重 ， 浮 水 土 土 悬
一
砂土液化 的影 响因素很多 ，归纳起来有 四大类 ，１ 性 条 １－ １ ４
种 观点从液化 的应力状态 出发 ， 液化
条件 为 土 的 法 向有 效 应 力 ｏ。 ０ 土 体 不 具 ＝ ，
有任何 抵抗剪切 的能力 ，这种观 点 以 Ｓ ｅ ｅｄ
为代 表 。 由 于 饱 和 土 孔 隙 中 充 满 水 ， 震 时 地
中， 骨架崩溃 ， 土 土粒可随水 流动。
其 液 化 原 理 可 以用 下 面 的 模 型 说 明 （ 如
振 动 前
振动 对
振 动 后
图 １ 。图 １中的弹簧代表 土骨架 ， ） 盖板代表
图 １ 砂 土 震 动 液化 模 型
６ ０
广东科技 ２ ０ ０ 总第 １ ８期 ０ ８１ ９
同 ， 种流动破坏具有不同的形态。 这
２地震 液化 机理
地 基 液 化 的震 害 现 象 早 已为 人 们 熟 知 ，其 表 现 形 式包 括 孔 ３液化 影 响 因素
压 的上升和强度 的丧 失 ， 宏观 标志为 “ 喷水 冒砂 ” 建筑 物严 重 和 沉降 、 失稳等 。 目前对砂土液化机理的认识 ， 存在两种观点 ：
研 园 究 地Ｉ 学界
砂土地震液化后大变形特性试验研究
Ａ ８ ａ Ｔ ｅ ｏ； ｙｒ ｔｏ 妇 ｐｓ ｌｕｆ ￣ ｎ ｃ ｏＩｆ ａｄａ ｂ 打 ｄ： ｈ ｆ 岍 ｅ ｓｒ ｓ Ｉ ｏｔｉ ｃａ ｏ ｆ ｑ ｃ ｄ＿ 伽 ｒｏ ｎ Ｅ ｓ ｅ
ｔ砒 ｔ ｙｅｂｌ Ｉ ｈ ｈ ｐｒｏｅｍｏｅ ｃｎｅｐｅ ｔ ０ Ⅱ 哦 Ｉ ｅ ｄｌａ ｆ ｈ ｐ ｘ 嚣 ｅ
震液化引起了大范围的地基侧 向变形 ， 最大侧 向变形 达 ５ｍ 。地基变形导致了大量的管道设施破坏 、 建筑 物的移动破坏等 。尽管在过去的几十年 中对砂土液 化进 行 了广 泛研究 ， 研 究 的重点 主要 放 在 液 化 的影 但 响 因素、 产生机理和条件以及液化可能性方面 ， 对液化 后的变形， 特别是大变形研究相 对较少。对液化后大 变形的研究主要从 室内和现场两个方面着手 ， 内试 室 验研究可对大变形发生的机理 、 条件、 影响因素等进行 分析 ． 现场研究可以从 宏观上把握大变形发生的一些 规律 ， 可对室 内试验 研 究 的结果进 行验 证 。 并
一
线模型 ， Ｊ即用两段直线 来近似代替大变形 曲线的低 强度段及强度恢复段 。双直线模型很简洁 ， 但是模型 存在拐点 ， 使其在数值计算 中的应用受 到一定 限制。 如能给出一个较准确反 映砂土液化后应力应变关系的 本构模型， 则对太变形进行预测便变得相对容易。 本 文基 于部分 室 内试 验 成果 对砂土 液化 后 的应力 应变特点进行分析研究 ， 提出了一个可较好地描述饱 和砂土液化后应力应变特性的砂 土液化后本 构模型 ， 并对模型进行了验证 。
Ｕ［ ｌａ １ｎ ． Ｕ Ｉａ ． ｇ 固托 ｎ ｄ ｎ ， ０ Ｙ － ｎ － ｏ Ｊ Ｙｕ － ｏ ｇ ＧＡ ｕ ｆ ｇ ｅ
（ ｏ ｃｎｃｌｎ Ｏｃｔ ｈｉａｌ￣ｍｔ， ｏ ａ Ｕ ｉ ｓｙ № 嚼 ＿ ２０ ， Ⅲｊ ｃ ￣Ｈ ｈｉ ｎ ／ ， ｗｒｔ 啦 １［ ０ ￣
砂土液化后大变形的机理_张建民
第28卷 第7期 岩 土 工 程 学 报 Vol.28 No.7 2006年 7月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering July 2006砂土液化后大变形的机理张建民1，2，王 刚3（1.清华大学土木水利学院，北京 100084；2.清华大学水沙科学与水利水电国家重点实验室，北京 100084；3.二滩水电开发有限责任公司，四川 成都 610021）摘要：基于试验观察和机理分析，揭示了不排水往返加载条件下饱和砂土初始液化后的剪切大应变和三个体积应变分量(有效球应力变化引起的体变、可逆性剪切体变和不可逆性剪切体变)之间的内在联系，阐明了三个体积应变分量的组合变化规律控制了饱和砂土液化后大变形的产生和发展，界定了液化后循环剪切大变形过程中交替出现的三种物态（摩擦接触状态、临界接触状态和悬浮状态）及其产生条件，解释了液化后流滑和再固结体变形成的机理，给出了一个物理概念明确并具有普遍性的建立液化后大变形弹塑性本构模型的合理途径。
关键词：砂土；液化，液化后变形；循环加载中图分类号：TU435 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2006)07–0835–06作者简介：张建民(1960–)，男，博士，教授，博士生导师，主要从事岩土工程的教学、科研与咨询工作。
Mechanism of large post-liquefaction deformation in saturated sandZHANG Jian-min1, WANG Gang2(1. School of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2. Laboratory of Hydro-Sciences and Engineering, TsinghuaUniversity, Beijing 100084, China; 3. Ertan Hydropower Development Co., Ltd, Chengdu 610021, China) Abstract: Based on experimental observations and cause analysis of formation, an intrinsic relationship was revealed between the large post-liquefaction shear deformation of saturated sand under undrained cyclic loading and three types of volumetric strain components (i.e., a reversible component due to dilatancy, an irreversible component due to dilatancy and a component due to change in mean effective stress). It was found that the development of the large post-liquefaction shear deformation is governed by coupling variation of the three volumetric strain components and is accompanied with three physical states of soil particles (i.e., the frictional contact state, the critical contact state and the suspension state) that appear alternately. The above new knowledge provides a rational explanation why unstable flow slides and large reconsolidation deformation may take place after the initial liquefaction and also a rational approach to the establishment of an elasto-plastic constitutive model used to describe the large post-liquefaction deformation.Key words: sand; liquefaction; post-liquefaction deformation; cyclic loading0 前 言已有震害调查表明，饱和砂土地层液化引起的地基大变形（侧向变形和沉降）是导致强震区各种基础设施和生命线工程震害的主要原因。
规范中砂土液化评判方法的研究
规范中砂土液化评判方法的研究发表时间：2016-08-01T17:02:18.957Z 来源：《基层建设》2016年10期作者：左战旗计鹏[导读] 本文对现阶段砂土液化研究中存在的问题进行了分析，并对砂土液化研究趋势提出一些观点。
中铁隧道勘测设计院有限公司天津 300133摘要：本文对现阶段砂土液化研究中存在的问题进行了分析，并对砂土液化研究趋势提出一些观点。
关键词：砂土液化；路基；设计过程；方法目前对于砂土液化判别多是利用规范中的标贯、静探、剪切波速等经验公式进行。
关于地震抗震设计特别是公路工程路基的抗震设计规范内容显得既少又陈旧。
同时规范上面只针对完全消除液化的处理方案提出了质量检测标准，对于部分消除液化的设计方案没有质量检测标准。
一、液化变形特点及判断（一）液化变形特点地震时砂土受地震作用的影响有互相挤密的作用力，但饱和砂土的空隙全部为水充填，因此这种趋于紧密的作用会使相对封闭的土层中孔隙水压力迅速增加，而在地震过程中的短暂时间内，骤然上升的超孔隙水压力来不及消散，这就使原来由砂粒通过接触点传递的有效应力减小，当其完全消失时，砂层会完全丧失抗剪强度和承载力，就变成了像液体一样的状态，也就是发生了土层的液化。
地震液化引起的路基变形根据以往发生地的破坏情况，地面喷水冒砂、倾斜地带会伴有滑移变形；总体上变形历时短、沉陷位移大、转角大、不连续性明显等特点。
同时地震有很大的不确定性，因此地震液化的路基破坏形式也是多种多样的。
（二）液化的判断一般情况下结合目前我国的经济和技术条件以及工程的适用性，公路工程液化地基一般从以下三个方面进行判断：（1）地质年代为第四纪晚更新世及其以前的，可判断不液化；（2）基本烈度分别为7，8，9 度区，亚砂土的粘粒（粒径＜0.005 mm 的颗粒）含量百分率Pc（按重量计）分别不小于10，13，16时可判断为不液化；（3）基础埋深不超过2m的天然地基，可根据上覆非液化土层或地下水位的深度来判断土层是否考虑液化的影响。
地震液化引起地面侧向大变形研究评述
桥墩折 断落 梁 ，河道 变窄 ：天津毛 巾厂 、天津 一机
床厂 等单位 的数十 栋 房屋被 拉 断、倒 塌或 开裂 ｒ。 ２ 】
１９ ９ ５年 日本 阪神 ７ ． ２级大地 震 中，在大 阪、神户 沿
海 回填 土场地 和人 工 岛地 区都发 生 了极 度液 化 ，引 起 了大 范 围的地 基水 平方 向永久变 形 ，最 ｍ， 码 其 中堤岸 有 ８ ％遭 到破 坏 ，达 ２ ９处之 多ｒ。 ０ ３ ３ 】
扭剪 仪 、循 环单 剪仪 、振动 台和 离心机 等 。
级 大地震 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 ， 滑移 带 宽约 １０ １０ ０ — ５ ｉ；造 成唐 山胜利桥 、越河 桥 、汉 沽桥 等 １ ｎ ０余座 公 路和铁 路桥 长度缩 短 （ 大达 ９１ ，桥 台倾 斜 ， 最 ．ｍ）
两 次 地 震 中 ，沿 滏 阳河 两 岸 出现 了大 量 的喷 砂 冒 水 、地裂缝 ，造成堤 防 、岸坡大规 模滑 塌和 河道 建 筑 物 （ 、涵 、闸 ）的严重破 坏 。１ ７ 桥 ９ ６年唐 山 ７８ ．
工程 加 固措 施 的优劣 ，评 估所 建构 的理论模 型适 用 性 。目前 研究 液化 的常用 设备主 要有 ： 振动三 轴仪 、
很接 近 。 Ｙ ｓｄ 通 过 一系列 的振动 台实验 ， ａｕ ａ 分析 液化场 地水 平侧 移 的各种 可能 影 响因素 【。影 响 因素包括 ４ 】
出：侧 向扩展 是具有 强大破 坏性 和普遍性 的一 种液
收 稿 日期 ：２ ０ — ２２ ０９ １－ １ 基金项 目：中国地震局 教师科研基金资助 （０ ９ １０ ２ ０ ０ ） １ 作者简介：蔡晓光 （ ９ ９ ） １ ７一 ，男，河南鹤壁市 ，博士 ，讲师，主要研究方 向为地震岩土工程 ．
饱和砂土地震液化大位移机理研究
ｈ ｔｅ “ ｕｐ ｕ ａｅ ”ｉ ｄ ｃ ｄ ｂ ｉ ｒｔ ｎ ｉ ｔｅ ｍａｎ ｒ ａ ｏ ｆ ａｔ ｑ ａ ｅ ｉｄ ｃ ｄ ｌｒ ｅ ｄ ｆｒ ａｉｎ． ｓ ｒ ｌｓ ｗ ｔｒ ｎ ｕ ｅ ｙ ｖｂ ａｉ ｉ ｅ ｎ ｏ ｒｈ ｋ —ｎ ｕ ｅ ａ ｇ ｅｏ ｔ ｏ ｓｈ ｓ ｅ ｕ ｍ ｏ
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饱和砂土液化研究现状及展望
Ｗｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｇ ｏ ｔ ａ ｌ ｏ ｔ ｏ ｆ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｓ ｏ ｍｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｅ ｅ ｄ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｉ ｉｅ ｆ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ， ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｗａ ｖ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
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饱 水砂 土液 化后 的变 形特性 是 地震液 化大 位移 研究 的基 础 ，在 以往 的多次强 烈地 震 中 ，由于砂土 液化造 成 的各种 灾 害 已成 为一 种不 可忽视 的地 震破 坏现 象 。为 了防止 液化 问题 的产生 ，人们 做 了大量 研究 。室 内试 验仪 器主要 为单 剪仪 、动 三轴剪 切仪 和振 动 台模 型试 验 和离心 机模 型试 验等 ； 现场 试验
海底土层地震液化研究评述
海底土层地震液化研究评述摘要：地震液化可引起海底土层的失稳和变形, 影响海洋工程结构的使用和安全。
通过海底液化的震害实例，分析了海底土层液化震害的特点，对地震液化和液化后土层侧移的研究方法进行了简要介绍和评述，指出了目前海底地震液化及侧移破坏研究存在的不足和亟待解决的问题。
关键词：海底土层；地震液化；变形一、引言饱和松散的砂( 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为液化。
作为地震引起的地面破坏效应，液化是一种破坏性极强的区域性地质灾害。
大量的地震灾害调查和震害事例表明，在地震作用下土壤由于液化可能造成很大的直接经济损失和间接损失，如公路、铁路、桥梁的破坏，建筑物或房屋的沉降、倾斜与破坏，人工岛大面积的液化，飞机场的液化导致跑道的关闭等等。
二、海底地震震害实例地震作用引发陆地饱和砂土与粉土地基液化并造成结构物破坏。
同样地，地震也会对海洋工程场地造成严重的危害,如1995年希腊海湾发生 6.1级地震，Papatheodorou和Ferentinos对海底震害进行了实地勘察，发现此次海底土层破坏主要发生在海床上部5－6米范围内，土层坡度为0.20到230，破坏形式主要有：滑坡、土体滑移、沉积层流动及冒砂现象，引起破坏的主要原因是地震作用导致海床土层的液化.随着对海洋的开发利用, 海洋平台、海底管道等海洋工程结构的数量不断增加, 海底土层稳定性问题也因此受到了更多关注。
在海底大陆架范围内, 海底土层失稳变形将产生较大的位移和作用力, 严重威胁海岸工程和近海工程的安全, 可引起海洋平台的下沉、滑移、倾倒和海底管线的移位、上浮等事故, 造成严重经济损失。
如1982年墨西哥海湾飓风触发海底滑坡, 使两座当时世界上工作水深最大的采油平台翻倒, 仅设备费造成的经济损失就达1亿多美元。
又如我国渤海二号钻井平台, 自1973年至1979年间曾因海底滑坡发生一次倾斜下沉, 九次滑体; 1995年, 渤海胜利三号平台因地基砂土液化丧失工作能力, 被迫挪动井位, 都造成了巨大损失。
第11届国际土动力学和地震工程会议及第13届世界地震工程会议砂土液化研究综述
22卷1期2006年3月世 界 地 震 工 程WORLD E ARTHQUAKE E NGI N EER I N G Vol .22,No .1Mar .,2006收稿日期:2005-06-18; 修订日期:2005-10-13 基金项目:国家自然科学基金(50478035)和国家科技部公益研究专项(2005D I B 2J122)资助 作者简介:孙锐(1972-),女,黑龙江哈尔滨人,副研究员,主要从事岩土工程和地震工程研究.文章编号:100726069(2006)0120015206第11届国际土动力学和地震工程会议及第13届世界地震工程会议砂土液化研究综述孙 锐袁晓铭(中国地震局工程力学研究所,黑龙江哈尔滨150080)摘要:最近国际上土动力学和岩土地震工程方面召开了两次重大学术会议,即2004年1月在美国Berkeley 召开的第11届国际土动力学和地震工程学术会议(11th S DEE )以及和2004年8月在加拿大温哥华召开的第13届世界地震工程大会(13th WCEE ),对这两次会议中有关砂土液化方面的研究进行综述,力求反映液化研究方面的最新研究进展和发展趋势。
关键词:砂土液化;综述;11届国际土动力学和地震工程会议(11th S DEE );13届世界地震工程会议(13th WCEE )中图分类号:P315 文献标识码:ASu mmar i za ti on of earthquake li quefacti on on 13th W CEE and 11thS D EES UN Rui Y UAN Xiao 2m ing(I nstituti on of Engineering Mechanics,CEA,Harbin 150080,China )Abstract:T wo i m portant acade m ic conferences on s oil dyna m ics and geotechnical earthquake engineering,i .e .the 11th I nternati onal Conference on Soil Dyna m ics and Earthquake Engineering and 13thWorld Conference on Earth 2quake Engineering,were successfully held in Berkeley,US A in Jan .7-9,2004and in Vancouver,Canada in Aug .1-7,2004,res pectively .I n this paper,the maj or recent advances about sand liquefacti on in the t w o confer 2ences are summarized and s ome trends are pointed out .Key words:L iquefacti on;Su mmarizati on;13th WCEE;11th S DEE 1 前言由国际土力学和岩土工程学会(I SS AMGE )组织、美国两个地震工程研究中心(PERC,PEER )以及美国土木工程学会、日本岩土工程学会、日本地震工程学会,中国土木工程学会等联合举办的第11届国际土动力学和地震工程学术会议(11S DEE ),2004年1月7日至9日在美国Berkeley 召开。
基于流体力学方法的砂土液化后研究进展
系， 但这种关系与普通牛顿黏性流体不同． 为了考虑率相关性的影响 ， 施加轴向荷载时采用了逐渐加载方法 ． 周云东［］ １利用振动扭剪多功能三轴仪进行 了液化后砂土的大变形试验研究 ． Ｏ 陈育民等［］ ¨在文献［０试验成 １］
果 的基础 上 分析 了液化及 液化 后砂 土 的流动特 性 ， 为砂 土在 液化 状态 下是一 种剪 切稀 化非 牛顿 流体 ， 认 而随
Ｊ１ Ｏ ７ ｕ ．２Ｏ
基 于 流 体 力 学 方 法 的 砂 土 液 化 后 研 究 进 展
陈育 民 ，， 云 东 ２ 一周 ，
（． １河海大学岩土工程水利部重点实验室 ， 江苏 南京 ２０９ ； ． １０ ８ ２ 河海大学岩土工程研究所 ， 江苏 南京 ２０９ ） １０ ８
摘要： 对基 于流体 力 学方法 的砂 土液化后研 究方 法（ 包括 试验 、 析 和数 值 分析 方 法 ） 行 了综 述 ， 解 进
１ 研 究 方 法
１ １ 试 验研 究 ．
基于流 体力 学方 法 的砂 土液化 后研 究所 采用 的主要 试 验方法 是振 动 台试验 、 振动扭 剪 三轴试 验 、 心机 离
试验 和黏度 计试 验 ．
１１ １ 振 动 台 试 验 ．．
通 过振 动 台试 验 可 以获得 比较 稳定 的液 化状态 ． 相对 于三 轴试 验 ， 振动 台试 验具 有 较 大 的试 验 尺 寸 ， 可 以在振 动 台模 型箱 中进行 其他 试验 ． 种 方法 引入 了 流体 力 学 的 经典 理 论 和 试 验原 理 ， 这 如空 间 绕球 流 动理 论 、 面绕流 理论 、 平 落球 黏度计 原理 等 ， 利用埋 设在砂 土 中的某 种 物 体 （ 常 为球 状 物或 管 状 物 ） 动过 程 并 通 运 中产生 的位 移和所 受 的力的监 测数 据来反 算液化 砂 土 的表 观黏 度 （ 体力 学 中定 义为 剪 应 力与 剪 应 变率 的 流 比值 ）Ｍｙｊ ａ等［进 行 了振动 台拖球 试 验 和落 球 试 验 ，ａ ａ 等 ］ 行 了振 动 台拖 管试 验 ． ．ｉ ｉ ａｍ ］ Ｔｍ ｔ ７ 进 ｅ 唱 由于 他们 在 试 验研究 中假 定液化 砂土 为牛 顿流体 ， 没有 考虑 拖动速 率 对试验 结果 的影 响 ， 得结 果往往 是 液化后 砂 土表 所
砂土地震液化工程地质特性研究(徐德敏)
可能 液化 可能 液化
可能液化
砂土液化等级评价
钻孔编号 zk716 液化 指数 10.54 6<IlE<1 8 zk736 6.87 中等 液化 判别 液化 等级 危害程度 建议措施 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
液化危害性较大， 可造成不均匀沉陷 和开裂。喷水冒砂 可能性很大，从轻 微到严重均有，但 多数属中等喷冒
砂土液化影响因素
1. 土性条件，这是产生液化的内在条 件，是本质的、内在的东西；
2.地震作用即动荷条件，是液化
产生的外因； 3.埋藏条件,即地质环境条件。
液化的研究方法
1.研究地震液化的产生机理，液化变形的基 本规律及物理机制； 2.研究液化产生的可能性与后果(失稳或变形)， 提出相应的评价方法及应对措施。 3.当液化引起的变形足以危害结构物安全或 正常使用时才造成危害，液化问题研究的
2.降低饱和砂土在周期力作用下的孔隙水压力；
3.增加饱和砂土的初始应力；
4.增加土层的刚度；
5.避免将可液化层直接作为持力层，宜尽量采用 能抵抗不均匀沉降的弹性基础，上部结构应有 较强的整体性 。
汇 报 提 纲
1、砂土地震液化 2、液化判别及处理措施
3、工程实例分析 4、结论与展望
坝基下细粒土层液化宏观因素
厚度一般15～20m，厚
不利
相对不利 相对不利
有利
相对有利 不利
地下水位
地震特性
库水位以下
设防地震动参数573gal
不利
不利 ②-2相对 不利，②1相对有利 。 有利
内在 因素
顶层②-2无粘性土粒径多在 粒径多小于0.25mm 0.5～0.075mm之间，Cu=3.2 底层②-1粘性土粒径多小于 颗粒组成 ，Cu=11.5， 平均粘粒含量31.31% 0.25mm，Cu=18.3，粘粒含 量平均20.75% 松密程度 中密～密实 中密～密实
液化砂土中单桩地震响应振动台试验研究
ｄ ｃ ｅ ｓ ｓｇ ｅ ｔ ｆ ｒ ｈ ｏｌ ｓｌ ｕ ｆ ｄ， ｈ ｓ ａ ｆ ｈ ｐ ｅ ｔｕ ｔ ｒ ｏｎ ｂ ｅｈ ｒ ｅ ｔ ｔ ｍ ｔｔ ｅｂ ｔ ｍ ｅ ｒ ａ ｅ ｒ ａｌ ａｔ ｅ ｓ ｉ ｉ ｑ ｅ ｅ ｔ ｅｍｏ ｔ ｏ ｄ ｏ ｅ ｕ ｐ ｒｓ ｃｕ ｅｉ ｂ ｒ ｙ ｔ ａ ｄ ｒｓ ａｕ ａ ｏ ｔ ｙ ｅ ｔ ｉ ｉ ｌ ｔ ｒ ｓ ｈ ｒ ｈ ｏ
ｅ ｃ ｓ ｏ ｅ ｗａｅ ｒ ｓ ｕ ｅ ｔ ｉ ｈｅ ｖｂ ａｉｎ ｐｒｃ ｓ ， ａ ｄ ｔ ｅ ｔ ｐ ｓ ｉ ｆｒｔｙ ｒ ａ ｈ ｓ ｌ ｕｅａ ｔｏ ｘ ｅ ｓ ｐ ｒ ｔ ｒ ｐ ｅ ｓ ｒ ｗｉｈ ｎ ｔ ｉ ｒ ｔｏ ｏ ｅ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏｌ ｉｓ ｅ ｃ ｅ ｉ ｆｃ ｉｎ；ｐｉ ｉ ｅ ｆｉｔ ｎ ｌ ｑ ｌ ｓｄ ｒｃ ｉ ｅ ｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｋ ｎ ａ ｌ ｅ ｔ ，ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｒ ｓ ｏ ｓ ｓ ｏ ｉ — ｏｌ ｔ ｃｕ ｅ ｗ ｒ ｂ ｅ ｖ ｄ ｕ ｄ ｒ ｔ ｅ ｓ ｒ ｃ ： ａ ｅ ｎ ｓ ａ ｉ ｇ ｔｂ ｅ ｔ ｓ ｓ ｈ ｙ ａ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ｆａ ｐｌ ｓ ｉ ｅ －ｓｒ ｔｒ ｅ ｅ ｏ ｓ ｒ ｅ ｎ ｅ ｈ ｕ ｓｍｕ ａ ｅ ａｔ ｑ ａ ｅ ｈ ｅ ｔｒ ｓ ｌ ｎ ｉａ ｅ ｈ ｔｔ ｅ ｓ ｉ ｗｉ ｉ ｅ ｅ ｔ ｅ ｔ ｓｌ ｕ ｆ ｄ ｗｉ ｏ ｔ ｕ ｕ ｎ ｒ ａ ｅ ｉ ｉ ｌ ｔｄ ｅ ｒ ｕ ｋ ．Ｔ ｅ ｔｓ ｅ ｕ ｔ ｉ ｄ ｃ ｔｄ ｔ ａ ｈ ｏ ｌ ｔ ｄ ｆ ｒ ｎ ｐ ｈ ｉ ｉ ｅ ｅ ｔ ｃ ｎｉ ｏ ｓ ｉ ｃ ｅ ｓ ｎ ｈ ｓ ｈ ｆ ｄ ｑ ｉ ｈ ｎ
部结 构的沉降量加 大。同时在地震力 的作用下 Ｐ Ｓ 效应加 大了底层上部结构 的地震反应 。本研究加 深了对饱 和砂 土在 ＳＩ 地震力作用下 Ｐ Ｓ 效应的理解 ， ＳＩ 有助于建立或优化可液化土 中桩基抗震设计方法 。 关键词 ：液化 ； 一土 一结构 ； 桩 地震 响应 ； 孔压 比； 侧摩 阻力 ； 沉降 ； 加速度
地震砂土液化研究现状及展望
地震砂土液化研究现状及展望摘要：总结地震作用下饱和砂土的液化机理、影响因素，归纳和评述了国内外砂土液化的判别方法和研究现状，并提出砂土液化的研究趋势及值得关注的问题，为今后砂土液化的研究和治理提供的理论依据。
关键词：地震作用，砂土液化，液化机理，判别方法Research Status and Expectation of Seismic Liquefaction on Sand SoilsHU Qing（1. Key Laboratory of Earthquake Geodesy, Institute of Seismology, CEA, Wuhan, 430071, China2. Wuhan Institute of Earthquake Engineering, Wuhan, 430071, China）Abstract：In this paper, the advances in seismic liquefaction research on sand soils are reviewed. This study involves the mechanism of liquefaction, the influence factors of liquefaction and the criteria of liquefaction. Then the Author proposes liquefaction research trends and notable issues, in order to provide theoretical basis for the future research and governance.Keywords：seismic action, liquefaction on sand soil, mechanism of liquefaction, criteria液化是地基基础震害的重要原因之一。
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]。
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。
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பைடு நூலகம்
试验方案与成果
试验设备 试验采用河海大学岩土所和日本圆井株式会社共
［*］ 同研制的静动多功能三轴试验仪 ， 该仪器可进行三
种尺寸类型试样试验， 其中两种实心圆柱状试样的尺 寸分别为! -" ? % EE I "*# EE、 空 ! "## EE I !## EE， 心圆柱状试样尺寸为 ! "## （ -#）EE I "*# EE。该仪 器可完成常规实心样静动三轴仪可完成的所有功能，
设计如下试验条件来研究相对密实度、 围压、 超孔隙水 压力、 液化程度等对砂土液化后应力应变特性的影响： @%D ， ?!D ； !相对密实度 " 2 > C!D ， " 有效固结压力 #!!， G!! HI.； !!F 为 %!， # 超孔隙水压力比 $# J!!F 为 本次试验简单处理为其 !， ! " C， ! " (， # " !； % 液化程度， 他条件相同加载周数不同。 通过试验得出了各种试验条件下砂土液化后的变 形特性的一些主要规律， 见图 G。
刘汉龙， 周云东， 高玉峰
（河海大学 岩土工程研究所， 江苏 南京 !"##$%）
摘
要： 利用全自动多功能三轴仪进行了砂土液化后大变形试验， 基于试验结果提出了一个描述砂土液化后应力应变关系的双曲
线模型， 并对模型参数进行了标定， 通过与前人试验结果比较验证了模型的适用性。结果表明双曲线模型可以较好地反映砂土液 化后的应力应变关系。 关键词： 砂土； 液化后； 大变形； 双曲线模型 中图分类号： &’ ()*； &’ ((" 文献标识码： + 文章编号： （!##!） "### , (*(% #! , #"(! , #* 作者简介： 刘汉龙 （"$-( , ）， 男， 江苏高邮人， 教授， 博士后， 博士生导师。现任河海大学岩土工程研究所所长， 中国土力学及岩土 工程学会理事， 江苏省岩土力学与工程学会副理事长， 主要从事土动力学与地基基础工程方面的研究。
"! /
应变渐近线的值， 则可将式 （!） 改写成： （(） * " !0,1 $ - 为砂土液化后应力应变曲线的初始切线斜
!)
($
"
-
)
式中
图$ 2-34 +
经坐标变换后的应力应变关系
率； !0,1 为砂土液化后应力应变曲线应变渐近线值。
51&677871&’-9 &67:;9767 -9 <-==6&691 >;;&<-9’16 7?716.
通过对试验资料以及震害调查资料的回归分析建立了
!
前
言
!
［!， )］ 一些经验的大变形预估公式 。 91H:;1 等基于室内
液化后大变形是指饱水砂土地基在地震液化后强 度极度降低， 在建筑物荷载或土体自重作用下， 地表出 现大的垂直向或侧向变形的现象， 它会使液化区的各 种地下结构、 生命线工程产生巨大的破坏。"$@- 年的 唐山 @ ? % 级大地震引起的一些桥梁的缩短； "$$# 年菲 律宾吕宋岛 @ ? % 级地震， A16:B1 市 C12D14 河岸产生的 大变形最大为 - E； 地 "$$* 年日本阪神 @ ? ! 级大地震， 震液化引起了大范围的地基侧向变形， 最大侧向变形 达 * E。地基变形导致了大量的管道设施破坏、 建筑 ［"］ 物的移动破坏等 。尽管在过去的几十年中对砂土液 化进行了广泛研究， 但研究的重点主要放在液化的影 响因素、 产生机理和条件以及液化可能性方面， 对液化 后的变形， 特别是大变形研究相对较少。对液化后大 变形的研究主要从室内和现场两个方面着手， 室内试 验研究可对大变形发生的机理、 条件、 影响因素等进行 分析， 现场研究可以从宏观上把握大变形发生的一些 规律， 并可对室内试验研究的结果进行验证。 砂土地基地震液化后大变形会引起地基的严重失 效， 产生灾难性的损失， 如能对液化后大变形进行较准 确的预测， 则可采取相应的措施使这种损失降低到较 小程度。对砂土地基地震液化后的大变形进行预测， 不少学者提出了预测方法。01E1;1、 F1GD4>DD 和 95:; 均
第7期
刘汉龙， 等 H 砂土地震液化后大变形特性试验研究
48%
图! !"#$ %
预测曲线与试验曲线 &’() *+, -.’,"/)’, /0.1’(
显然用双曲线方程来表示砂土液化后的应力应变 关系模型形式简洁， 使用方便， 且模型中参数的物理意
试验提出了一个反映砂土液化后应力应变特性的双直
［(］ 线模型 ， 即用两段直线来近似代替大变形曲线的低
强度段及强度恢复段。双直线模型很简洁， 但是模型 存在拐点， 使其在数值计算中的应用受到一定限制。 如能给出一个较准确反映砂土液化后应力应变关系的 本构模型， 则对大变形进行预测便变得相对容易。 本文基于部分室内试验成果对砂土液化后的应力 应变特点进行分析研究， 提出了一个可较好地描述饱 和砂土液化后应力应变特性的砂土液化后本构模型， 并对模型进行了验证。
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砂土地震液化后大变形特性试验研究
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国家自然科学基金资助项目 （*$%#$##(） ! 基金项目： 收稿日期： !##" , "# , !)
第G期
刘汉龙， 等 L 砂土地震液化后大变形特性试验研究
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还可以进行空心圆筒样的静扭剪试验、 动扭剪试验、 同 时垂直振动水平扭剪的耦合试验。扭矩由连接在试样 顶部的加载杆的旋转施加于试样顶部， 输入的动荷载 可为等幅正弦波荷载也可为任意地震波荷载， 控制方 式可为应力控制也可为应变控制， 而且试验过程中可 方便地从一种控制方式切换到另一种控制方式， 试验 过程的控制及数据采集均由计算机自动进行， 动荷载 频率范围在 ! " !# $ % &’ 之间， 基本涵盖了地震荷载的 频率范围， 动荷载最大连续加载周数为 ((( 周。本次 试验采用空心样进行， 先对安装好的试样进行饱水及 固结操作， 再在不排水条件下以一定的动剪应力比给 试样施加一定周数的动扭剪， 以便在试样中产生预定 的液化效果， 动加载完成之后在不排水条件下以较高 的应变速率施加静扭剪， 以模拟大变形的产生， 试验过 程试样的受力情况如图 # 所示。
图! )*+" #
砂土液化后大变形试验加载过程 ,-./*0+ 12-3455 *0 1-5678*9:4;.36*-0 6456
"#"
试样制备 本次试验所用砂的最大孔隙比 ! <.= > ! " (?@，最小
孔隙比 ! <*0 > ! " %AB，" %! > ! " C% << ， 黏粒含量 !D 。 相对密实度较小的试样用空中砂雨法制备， 将称量好 的一定质量的干砂样通过漏斗以一定落高均匀地装入 由模具支承的内外橡皮膜中。试样的饱和采用二氧化 碳冲洗法， 二氧化碳由试样底部通入， 通入压力应略小 于该时刻试样的围压， 再由试样顶部的排水管排出， 通 气时间在 ! " % E 左右。通气完成之后， 再在试样底部 的二氧化碳入口通入脱气水， 持续时间也在 ! " % E 左 右， 最后再向试样中施加适当大小的反压。用此法制 备的试样饱和度均在 (BD 以上， 但该法的缺点是试样 的结构跟现场砂的结构差异较大。相对密实度 A!D 及以上的试样用煮沸的方法饱和， 即将称量好的干砂 煮沸 C! <*0 以上， 冷却后均匀地在水中撒入由模具支 撑的橡皮膜内， 用不同的水面高度和抛撒量控制试样 密度， 并在预定的围压及轴向压力下固结， 此时试样的 饱和度较易达到要求， 这种方法成型的试样可较好地 模拟水流相沉积的砂的现场结构。 "#$ 试验成果 试验采用空心圆筒样进行， 试样在各向等压条件 下固结， 为研究不同参数对液化后大变形特性的影响，
二者之间的关系迥然不同。液化后的应力应变曲线可 以近似分成两段： 第一段对应的应变范围较大， 此范围 砂的硬度极低， 模量只有液化前静加载的 ! " !### 左 右， 砂几乎呈流体状不能承受剪应力， 在较低的剪应力 作用下剪应变快速增长， 此段孔隙水压力几乎不发生 变化； 当剪应变增大到一定值时， 砂表现出剪胀的特 性， 孔隙水压力开始下降， 砂的强度得到恢复， 应力应 变曲线将由低平开始向右上方发展， 在应变增量较小 情况下砂的模量得到快速增长， 直至最后与液化前静 加载时的模量相近， 这一特殊的应力应变关系与传统 认为模量随应变增加而降低的观点不同。从图 $ （ %） 可以看出对于 ! & 相同的砂样随着有效固结围压的增 大， 砂液化后的大变形特性将越加明显 。在围压相同 时砂的 ! & 越小， 液化后的大变形值将越大。尽管试样 的相对密实度、 液化程度、 有效固结压力不同会导致不 同的液化后大变形特性及量值， 但是从液化后砂土的 应力应变关系曲线上仍可发现液化后砂土的应力应变 曲线的形状是大致相同的。
!