砂土液化防治及施工方法

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1、本科生科研實訓（讀書報告）題目：砂上液化的防止對策及其施工方法姓名：學號：學院：專業(yè)：年級：2011級指導教師：2014年12月15曰砂土液化的防止對策及其施工方法摘要：我國是多地震國家，地震災害嚴重，砂土液化是地震災區(qū)經(jīng)常發(fā)生的地基破壞方式之一。因此，在工程地質(zhì)場地勘察與設(shè)計中，研究飽和砂土的地震液化成為最突出的問題。本文通過對砂土液化機理的分析，提出相應(yīng)的對策及施工方法。砂土液化的處理方法主要有兩方而：①對地基砂土0訝的改②對建筑物0身進行耐液化設(shè)計改a,即結(jié)構(gòu)改良措施。關(guān)鍵字：砂十液化液化機理防治對策施工方法目錄緒論2i.im21.2砂土液化的危害

2、21.2.1地向?下沉21.2.2地表塌陷21.2.3地基土承載力喪失21.2.4地面流滑3第二章砂土液化的機理及發(fā)生條件42.1砂土液化的機現(xiàn)42.2砂土液化的影響因素52.2.1動荷條件52.2.2埋藏條件52.2.3土性條件62.3砂土液化的判別72.3.1地震液化判別的方法72.3.2地震液化判別的問題72.3.3先橫后縱的判別方法8第三章砂土液化的防止對策及其施工方法93.1方法的選定93.2砂土改良措施93.2.1振動固結(jié)法103.2.2強夯法113.2.3增加蓋重法123.2.4排水法123.2.5換土法133.2.6深層混合處理法133.

3、3結(jié)構(gòu)改&措施143.3.1減輕液化影響的淺基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理143.3.2減輕液化地基中樁基震害的措施1416第一章緒論1.1概述砂土液化是指飽水的疏松粉、細砂上在振動作用下突然破壞而呈現(xiàn)液態(tài)的現(xiàn)象,由于孔隙水壓力上升，有效應(yīng)力減小所導致的砂土從固態(tài)到液態(tài)的變化現(xiàn)象。其機制是飽和的疏松粉、細砂土體在振動作用下有顆粒移動和變密的趨勢，對應(yīng)力的承受從砂土骨架轉(zhuǎn)向水，巾于粉和細砂土的滲透力不良，孔隙水壓力會急劇增大，當孔隙水壓力大到總應(yīng)力值時，有效應(yīng)力就降到零，顆粒懸浮在水中，砂土體即發(fā)生液化。砂土液化后，孔隙水在超孔隙水壓力下lb下向上運動。如果砂土層上部

4、沒有滲透性更差的覆蓋層，地下水即大面積溢于地表；如果砂土層上部有滲透性更弱的粘性土層，當超孔隙水壓力超過蓋層強度，地下水就會攜帶砂粒沖破蓋層或沿蓋層裂隙噴出地表，產(chǎn)生噴水冒砂現(xiàn)象。地震、爆炸、機械振動等都可以引起砂土液化現(xiàn)象，尤其是地震引起的范鬧廣、危害性更人。1.2砂土液化的危害飽和砂土液化危害性歸納起來主要冇以下四個方而:1.2.1地面下沉飽和疏松砂土W振動而趨于密實，地面隨之下沉，結(jié)果可使低平的濱海地帶居民生計受到影響，甚至無法生活。唐山地震時烈度為IX度的天津漢沽區(qū)富莊大范圍下沉，原來平坦的地面整體下沉達1.6-2.9m。1.2.2地表塌陷地震時

5、砂土屮孔隙水壓力劇增，當砂土露出地表成Jt?上禝土層較薄時，即發(fā)生噴砂冒水，造成地下掏空，地表塌陷。我國海域和唐山兩次大地震，均導致了附近濱海沖積平原大面積噴砂冒水。噴出的砂水混合物高達3-5m，形成了許多圓形、橢圓形陷坑，坑口直徑3-8m。1.2.3地基土承載力喪失持續(xù)的地震會使砂土孔隙水壓力升高，而導致土粒中冇效應(yīng)力下降。當冇效而積趨于零吋，砂粒即處于懸浮狀態(tài)，喪失承載能力，引起地基整體失效。1.2.4地面流滑斜坡上若有液化土層分布時，地篇會導致液化流滑而使斜坡失穩(wěn)。有時場地地面極緩，甚至近于水平也發(fā)生滑移。如：1974年美國圣菲爾德地震滑移地段，地

6、面坡度只有2度。而唐山地震時，天津河東區(qū)柳林一帶的嚴重滑移，則為水平場地。第二章砂土液化的機理及發(fā)生條件2.1砂土液化的機理飽和松散的砂土在強烈的地震作川下會產(chǎn)生急劇的狀態(tài)改變和強度喪失，導致地面和建筑物的破壞，此即所謂的液化現(xiàn)象。飽和砂土是由砂和水組成的復合體系，在振動作用下，飽和砂土的液化取決于砂和水的特性。容易液化的土通常是沒有或很少黏性的散體，散體主要靠顆粒間的摩擦力維持自身的穩(wěn)定和承受外力，這種摩擦力主要取決于粒間的法向壓力。對砂土的骨架來說壓力是個起穩(wěn)定作用的因素，而粒間剪力則相反。飽和砂層受到外力時，砂與水共同承枳和傳遞，如下式：(7=(7

7、+U(1)式中C7為由外力引起的總應(yīng)力，為砂骨架所承擔的應(yīng)力，水只承受其本身的壓力，《為水屮產(chǎn)生的應(yīng)力，稱為超孔隙水壓力?？梢杂靡幌履Ｐ蛠矸治鲆夯倪^程(如圖1)。圖1砂水復合體系模型閣中a閣代表飽和砂土在地震之前的狀態(tài)，一般飽和砂層在外力作用下，不存在超孔隙水壓力，砂結(jié)構(gòu)已經(jīng)穩(wěn)定，全部外力由砂骨架承擔。就是說，超孔隙水壓力為零，而有效應(yīng)力等于總應(yīng)力。b圖代表在地震作用下飽和砂土的液化狀態(tài)。在地震作用下，砂粒產(chǎn)生滑移，把一?部分原來砂骨架承擔的力轉(zhuǎn)移給孔隙水，引起超孔隙水壓力增加和有效應(yīng)力減少。有效應(yīng)力減少便引起砂骨架的回彈。由于地震作用歷時短以及其它原

8、因，孔隙水來不及消散，實際上討看做是不排水情況。又由于水的體積討看作不可壓縮的。