砂土液化课堂演讲.ppt

砂土液化XXX——2015XXXXXX1.形成机理形成机理影响因素影响因素砂土液化砂土液化主要概述主要概述防防护措施措施2.概概念念:饱水水砂砂土土在在地地震震、、动力力荷荷载或或其其它它外外力力作作用用下下，，受受到到强烈烈振振动而而丧失失抗抗剪剪强度度使使砂砂粒粒处于于悬浮浮状状态，，致致使使地地基基失效的作用或失效的作用或现象称象称为砂土液化砂土液化1 1主要概述主要概述3. ￿￿￿￿地震地震导致砂土液化往往是区域性的，可致砂土液化往往是区域性的，可使广大地域内的建筑物遭受使广大地域内的建筑物遭受毁坏￿￿￿￿￿ ￿疏松砂土受到振疏松砂土受到振动时有有变密的密的趋势，，如砂的空隙是如砂的空隙是饱水的，要水的，要变密必需从空隙中密必需从空隙中排出一部分水，如砂粒很小，整个砂体的渗排出一部分水，如砂粒很小，整个砂体的渗透性不良，瞬透性不良，瞬间振振动变形需从空隙中排除的形需从空隙中排除的水来不及排出，水来不及排出，结果使砂体中空隙水果使砂体中空隙水压力上力上升，砂粒升，砂粒间有效有效应力降低，当有效力降低，当有效应力力为零零时，砂粒完全，砂粒完全悬浮水中，浮水中，丧失失强度和承度和承载能能力。

力4.1））地地面面下下沉沉：：饱水水疏疏松松砂砂土土因因振振动而而趋密密实，，地地面面随随之之下沉2））地地表表塌塌陷陷：：地地震震时砂砂土土中中空空隙隙水水压力力剧增增，，当当砂砂土土出出露露地地表表或或其其上上覆覆土土层较薄薄时，，即即发生生喷砂砂冒冒水水，，造造成成地地下下淘淘空，地表塌陷空，地表塌陷3））地地基基土土承承载力力丧失失：：持持续的的地地震震动使使砂砂土土中中空空隙隙水水压力力上上升升，，导致致砂砂土土粒粒间有有效效应力力下下降降，，当当有有效效应力力为零零时，，砂砂粒粒处于于悬浮状浮状态，，丧失承失承载能力，地基失效能力，地基失效4））地地面面流流滑滑：：斜斜坡坡上上若若有有液液化化砂砂土土层分分布布时，，地地震震会会导致致液液化化流流滑滑，，使斜坡失使斜坡失稳砂土液化砂土液化主要危害主要危害5））涌砂5.日本新泻1964年地震时砂土液化影响这些设计为抗震的建筑物倾斜而未受损坏6.1999年台湾7.6级地震，台中港大面积地基液化，码头到处可见沉陷和裂缝7.2 2砂土液化的形成机理砂土液化的形成机理①①液化状液化状态的的产生生￿￿￿￿￿￿￿对一般砂土（干砂），其抗剪强度为：对饱水砂土，由于孔隙水压力Pw0的作用，其抗剪强度小于干砂的抗剪强度：￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿在地震动情况下，疏松饱和砂土在剪应力反复作用下趋密实，最终达到最稳定的紧密排列状态砂土。

要变密实就势必排水，如砂粒很小，透水性不良而排水不畅，会产生剩余空隙水压力或超空隙水压力，此时砂土的抗剪强度为：￿￿￿￿￿￿此时其抗剪强度更低了随震动持续时间增长，剩余空隙水压力不断增大，使砂土抗剪强度不断降低，甚至完全丧失8.各地的砂土液化各地的砂土液化现象象9.②②液化状液化状态的判定的判定 在实际工程中，一般采用砂土的抗剪强度τ与作用于该砂土体的往复应力τd的比值来判定砂土是否发生液化:￿当τ＞￿τd时,不产生液化;当τ=τd时,处于临界状态，砂土开始发生剪切破坏，此时称为砂土的初始态；￿当τ＜τd时，处于液化状态，特别的当τ/τd =0时，砂土颗粒间将脱离接触而处于悬浮状态，即为完全液化状态10.a)111土的土的类型及性型及性质二二饱和砂土的埋藏分布和砂土的埋藏分布条件条件地震地震动的的强度及度及历时3 3影响砂土液化的因素影响砂土液化的因素一一三三11.★★粒度粒度 粉、粉、细砂土最易液化；高烈度砂土最易液化；高烈度时，，亚砂土、砂土、轻亚粘土、粘土、中砂也可液化我国中砂也可液化我国90%90%发生在粉生在粉组、砂、、砂、亚砂土中。

粉粒含砂土中粉粒含量量>40%>40%时，极易液化；粘粒含量，极易液化；粘粒含量>12.5%>12.5%时，极，极难液化宏宏观考考察察资料表明料表明极易液化土的特征是：平均粒度极易液化土的特征是：平均粒度0.02-0.100.02-0.10mm，，ŋ=2-8=2-8，粘粒含量，粘粒含量<10%<10%粉粒含量大有助于液化，粘粒含量大粉粒含量大有助于液化，粘粒含量大则不易液化不易液化案例：我国案例：我国对邢台、通海和海城地震砂土液化的邢台、通海和海城地震砂土液化的7878件件喷砂砂样品粒度品粒度分析表明，粉、分析表明，粉、细砂土占砂土占57.757.7％，％，亚砂土砂土(Ip<7)(Ip<7)占占34.6%34.6%，中粗砂土，中粗砂土及及轻亚粘土粘土(Ip=7-10)(Ip=7-10)占占7.77.7％，而且全部％，而且全部发生在烈度生在烈度为ⅨⅨ度区内唐山地震唐山地震时天津市区天津市区为ⅦⅦ度区，出度区，出现许多多亚砂土和砂土和轻亚粘土液化粘土液化现象1 1）土的）土的类型及性型及性质12.★★密密实度度￿ ￿￿ ￿￿￿￿￿￿￿￿￿松砂极易液化，密砂不易液化相松砂极易液化，密砂不易液化。

相对密度密度Dr<50%时，，很易液化，很易液化，Dr>80%时，不易液化不易液化式中：式中：e为天然孔隙比：天然孔隙比：emax和和emin分分别为最大、最小孔隙比最大、最小孔隙比★★成因及年代成因及年代￿￿￿￿￿￿￿￿多多为冲冲积成因的粉成因的粉细砂土，如砂土，如滨海平原、河口三角洲等海平原、河口三角洲等￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿沉沉积年代年代较新：新：结构松散、含水量丰富、地下水位浅构松散、含水量丰富、地下水位浅￿￿￿￿￿￿￿￿根根￿ ￿据我国一些地区液化土据我国一些地区液化土层的的统计资料；最易料；最易发生液生液化的粒度化的粒度组成特征成特征值是：平均粒径是：平均粒径(d50)为0.02—0.10mm，，不均粒系数不均粒系数(η)为2-8，粘粒含量小于，粘粒含量小于10%13.14.2 2））饱和和砂土的砂土的埋藏分埋藏分布条件布条件埋藏条件包括：砂埋藏条件包括：砂层厚度、上覆非液化土厚度、上覆非液化土层厚度（即厚度（即埋藏深度）、地下水埋深埋藏深度）、地下水埋深★★砂砂层上覆非液化土上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈愈厚，液化可能性愈小一般埋深大于小一般埋深大于10-1510-15m以下就以下就难以液化了。

以液化了当液化砂当液化砂层埋藏埋藏较深，上覆以深，上覆以较厚的非液化厚的非液化粘性土粘性土层时抑制了液化，而直接出露地表的抑制了液化，而直接出露地表的饱水砂水砂层最易于液化最易于液化★★砂砂层越厚越易液化越厚越易液化★★地下水位埋深愈大，愈不易液化地下水位埋深愈大，愈不易液化实际上上，地下水埋深，地下水埋深3-43-4m时，液化，液化现象很少，一般象很少，一般把液化最大地下水埋深定把液化最大地下水埋深定为5 5m15.地地震震愈愈强，，历时愈愈长，，则愈愈易易引引起起砂砂土土液液化化，，而而且且波波及及范范围愈广，愈广，破坏愈破坏愈严重01Ⅵ￿Ⅵ￿度度以以下下地地区区很很少少有有液液化化现象象；；Ⅶ￿Ⅶ￿度度区区只只能能使使疏疏松松的的粉粉、、细砂砂层液液化化；；而而Ⅸ￿Ⅸ￿度度以以上上地地区区才才能能使使粗粗粒粒及及粘粘粒粒含含量量较高高的土液化的土液化02强度很高的地区即震中区附近，因度很高的地区即震中区附近，因地振地振动以垂直以垂直为主，也不易主，也不易产生液生液化液化范化液化范围（液化最（液化最远点，以震点，以震中距中距R表示，表示，Km））lgR=0.77M- 3.6式中，式中，M为震震级(一般一般M>6)；；R为液液化最化最远点的震中距点的震中距(Km)。

3 3）地震活）地震活动的的强度及度及历时16.防防护砂土地震液化的常用措施有：慎砂土地震液化的常用措施有：慎重重选择建筑建筑场地、地基地、地基处理及基理及基础类型型选择等在在强震震区区，，对于于建建筑筑场地地应慎慎重重选择尤尤其其是是重重大大建建筑筑物物损坏坏店店后后果果严重重；；建建筑筑场地地应尽尽量量避避开开可能液化土可能液化土层分布的地段分布的地段一一般般应以以地地形形平平坦坦，，液液化化土土层及及地地下下水水埋埋藏藏较深，上覆非液化土深，上覆非液化土层较厚的地段作厚的地段作为建筑建筑场地4 4砂土地震液化的防砂土地震液化的防护措施措施附：液化砂土的地基附：液化砂土的地基处理措施主要有：振冲法、排渗法、理措施主要有：振冲法、排渗法、强夯法、爆夯法、爆炸振密法、板炸振密法、板桩围封法、封法、换土和增加盖重等土和增加盖重等17.谢谢观看18.。