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1、砂土液化的判別巖土工程砂土液化判別基本原理10砂土液化的判別巖土工程一、地震地球內(nèi)部，聚蓄的能量，在迅速釋放時，使地殼產(chǎn)生快速振動，并以波的形式從震源向外擴(kuò)散、傳播稱為地震。誘發(fā)地震的因素很多，當(dāng)?shù)叵聨r漿活動、火山噴發(fā)、溶洞塌陷、山崩、泥石流、人工爆破、水庫蓄水、礦山開采、深井注水等都會引起地震的發(fā)生。但是它們的強(qiáng)度和影響范圍都較小，危害不太大；世界上絕大多數(shù)地震，是由地殼運(yùn)動引起巖石受力發(fā)生彈性變形并儲存能量（應(yīng)力），當(dāng)能量聚積達(dá)到一定的強(qiáng)度并超過巖石某一強(qiáng)度時，使巖層發(fā)生斷裂、錯動，這時蓄積的變形能量在瞬
2、時釋放所形成的構(gòu)造地震；強(qiáng)烈的構(gòu)造地震影響范圍廣、破壞性大，發(fā)生的頻率高，占破壞性地震的90%以上。因此在《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中，僅限于討論在構(gòu)造地震作用下建筑的設(shè)防問題。（一）地震波按其在地殼傳播的位置不同，可分為體波、面波。1、體波在地球內(nèi)部傳播的波為體波。體波又可分縱波和橫波，縱波又稱P波，它是從震源向四周傳播的壓縮波。這種波的周期短、振幅小、波速快，它在地殼內(nèi)傳播的速度一般為200-1400m/s；它主要引起地面垂直方向的振動。橫波又稱s波，是由震源向四周傳播的剪切波。這種波的周期長、振幅大、波速慢，
3、在地殼內(nèi)的波速一般為100-800m/s。它主要引起地面的水平方向的振動。2、面波10砂土液化的判別巖土工程在地球表面?zhèn)鞑サ牟?，又稱L波。它是由于體波經(jīng)過地層界面多次反射、折射所形成的次生波。它是在體波到達(dá)之后(縱波P首先到達(dá)，橫波S次之)，面波（L波）最后才傳到地面。面波與橫波一樣，只有橫向振動，沒有縱向振動，其特點(diǎn)是波速較慢動、周期長、振動最強(qiáng)，對地面的破壞最強(qiáng)的一種。所以在巖土工程勘察中，我們主要關(guān)心的還是面波（L波）對場地土的破壞。二、砂土液化對工程建筑的危害地震時由于地震波的振動，會使埋深于地下水位
4、以下的飽和砂土和粉土，土的顆粒之間有變密的趨勢，孔隙水不能及時地排出，使土顆粒處于懸浮狀態(tài)，呈現(xiàn)液體狀。此時，土體內(nèi)的抗剪強(qiáng)度暫時為零，如果建筑物的地基土沒有足夠的穩(wěn)定持力層，會導(dǎo)致噴水、冒砂，使地基土產(chǎn)生不均勻沉陷、裂縫、錯位、滑坡等現(xiàn)象。從而使地基土失去或降低承載能力，加劇震害程度。所以《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）5.7.5規(guī)定，抗震設(shè)防烈度為6度可以不考慮液化影響；但對沉陷敏感的乙類建筑可按7度進(jìn)行液化判別；甲類建筑應(yīng)專門進(jìn)行液化勘察。三、影響砂土液化的因素場地土液化的因素有很多，需
5、要根據(jù)多項(xiàng)指標(biāo)綜合分析，才能準(zhǔn)確判別場地土是否發(fā)生液化現(xiàn)象。當(dāng)某項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到一定值時，不論其它因素的指標(biāo)如何，土都不會發(fā)生液化，也不會造成震害，這個指標(biāo)數(shù)值稱界限值。所以，了解影響液化因素及其的界限值具有實(shí)際意義。（一）地質(zhì)年代10砂土液化的判別巖土工程地質(zhì)年代的新老是體現(xiàn)土層沉積的時間長短，地質(zhì)年代老的沉積土層，經(jīng)過長時間的固結(jié)作用和歷經(jīng)過大的地震的影響，土就很密實(shí)，膠結(jié)就愈緊密，抗液化能力就愈強(qiáng)，反之則差。經(jīng)過宏觀對震害調(diào)查，發(fā)現(xiàn)我國地質(zhì)年代為Q3（晚更新世）或以前的飽和土層未發(fā)生液化現(xiàn)象。（二）土中的粘粒
6、含量粘粒范指粒徑≤0.005mm的土顆粒，實(shí)踐證明當(dāng)粉土的粘粒含量超過某一界限值時，粉土就不會發(fā)生液化。這是由于土的粘聚力增大，抗液化能力加強(qiáng)。由此可見，當(dāng)粘粒含量超過（表-１）所列數(shù)值時就不會發(fā)生液化現(xiàn)象。粉土非液化粘粒含量界限值表-1烈度粘粒含量ρc(%)710813916注：用六偏磷酸鈉測試，其它方法應(yīng)換算。（三）上覆蓋層非液化土層厚度和地下水位深度上覆蓋層非液化層厚度指地震時能抑制可液化層噴水、冒砂的厚度，其的厚度一般從第一層可能液化層的頂面算至地表。宏觀調(diào)查，砂土和粉土的上覆蓋非液化土層厚度超過（表
7、-２）列的界限值（duj）時，未發(fā)現(xiàn)土層液現(xiàn)象；地下水位不小于（表-２）列的界限值（dwj）時，未發(fā)現(xiàn)土層液化現(xiàn)象。土層不考慮液化時覆蓋厚度（duj）、地下水位界限值(dwj)表-2土類烈度789砂土duj789dwj678粉土duj678dwj567（四）土的密實(shí)程度10砂土液化的判別巖土工程砂土和粉土的密實(shí)程度是影響土層液化的一個主要因素。根據(jù)宏觀調(diào)查，相對密度小于50%的砂土普遍發(fā)生液化現(xiàn)象，而相對密度大于70%的土層則沒有發(fā)生液化現(xiàn)象。(五)土層埋深理論分析和土工試驗(yàn)表明，土的側(cè)壓力愈大，土層就不易發(fā)
8、生液化，側(cè)壓力的大小反應(yīng)土層埋深大小。土層液化深度很少超過15m，多淺于15m，更多發(fā)生在淺于10m埋深以上的土層。（六）地震烈度和震級地震烈度愈高的地區(qū)，地面運(yùn)動強(qiáng)度愈大，持續(xù)的時間愈長，土層就愈容易發(fā)生液化，一般在6度或以下的地區(qū)很少看到砂土液化，而7度以上的地區(qū)則相對普遍。所以，一個場地遭受到相同烈度的遠(yuǎn)震比近震更容易液化，那是因?yàn)榍罢邔?yīng)大震持續(xù)時間比后者對應(yīng)的中等地震持續(xù)時間長。四、砂土
