基本介紹
- 中文名:地震液化作用
- 外文名:seismic liquefaction
- 學科:地震學
- 定義:是指由地震使飽和鬆散沙土或未固
- 主要包括:液化泄水岩脈液化角礫岩、
- 類別:自然災害
概念,成因,條件,分析與判斷,判定與評價,治理措施,
概念
成因
少粘性土受地震力作用後,使土體積縮小、孔隙壓力猛增,從而使有效壓力減小,使土迅速減小或完全喪失抗剪強度,使土體像液體一樣流動或噴出地面,成為地基液化。
條件
內因:有的說砂土,實踐證明叫“少粘性土”更好一些,有的粉土輕壤土也可能液化。
外因:飽和+地震動
如果是常年乾燥狀態,不會液化,如果地震烈度是小於6度,也認為不發生液化。
分析與判斷
液化土內因分析與判斷
(a)土的粒徑與級配:與中值粒徑和不均勻係數有關。
(b)土的密實度:越密實越不易液化。
(c)土的上覆壓力和側向壓力:[地應力]越大越不容易液化。
判定與評價
哪些場地需要進行地震液化評價
顯然,某些地區是相對穩定版塊,地震烈度極小,一般建築物不進行地震液化評價。岩土工程勘察規範2001指出
“在抗震設防烈度等於或大於6度的地區進行勘察時,應劃分場地類別,劃分對抗震有利、不利或危險的地段”。“抗震設防烈度6度時,可不考慮液化的影響,但對沉陷敏感的乙類建築,可按7度進行液化判別。甲類建築應進行專門的液化勘察。”
地震液化判定方法
岩土勘查規範和水利水電工程地質勘查規範都要求(a) 初判 (b) 復判
準備工作,先查場區地震烈度,7度以上進行地震液化判斷。
(1)初判
首先,根據地基土的基本特性,特別是土的顆分分類,一般產生地震液化的是“少粘性土”,粘粒含量大於17%,則初判無地震液化可能,否則,需要根據(2)復判。
(2)復判
復判方法很多,常用的是綜合指標法和標貫判定:
(a)綜合指標判斷
烈度 7 8 9
加速度g 0.1 0.2 0.4
顆分d50(mm) 0.05-0.15 0.03-0.25 0.15-0.50
相對密度 <0.6 <0.7 <0.8
**相對密度,一般作試驗比較麻煩,實踐中很少採用。
(b)根據標準貫入試驗判斷
該方法是最常用和可靠的,好多國外也用中國的經驗[我在合適的時候上載老外對地震液化的研究],因為是原位測試結果,而且可以反應場地地應力狀態等。一般判斷15米以內地基,太深標貫修正鑽桿、孔斜、孔壁摩擦等問題突出。還有15米以下即使是少粘性土,一般也很密實,很少有地震液化的可能。
***********************************************
Nc=N[1+0.125(H-3)-0.05(h-2)]
***********************************************
N是N63.5進行桿長和地下水修正後的表貫擊數。
H - 砂土層的埋深(米)
h - 地下水位埋深(米)
H=3m,h=2m,按下面取N
+++++++++++++++++++++++++++++++
烈度 7 8 9
N 6 10 16
+++++++++++++++++++++++++++++++
判斷:N63.5 > Nc 不液化,否則液化
另外,有的還進一步進行液化程度計算,一般需要大量的標貫或靜力觸探數據,否則沒法進行。我從來沒有計算過,搞到復判就可以啦。
說明:以上方法大多可水電規範或抗震設計規範中找到,但一般沒有條理,給出很多方法,大家都基本不用,因此給新手增加了好多麻煩, 讓人感到“不知道哪個更好、哪個更準確”。
液化判定深度問題
岩土勘察規範規定:“地震液化的進一步判定應該在地面以下15米範圍進行,對於樁基或基礎埋深大於5米的,加深至20米。勘探點不少於3個,勘探深度大於液化深度。 "
治理措施
由於外因,飽水和地震我們無法改變,因此,只能從土的內因找解決辦法,有兩個思路,一個是土的顆粒為“少粘性土”,其次是密實度差,多處於“鬆散”狀態。因此,治理無外呼於此.
(1)淺基礎或基礎面積、埋深不大,可以採用換填,用性狀更好的顆粒更粗的土置換“鬆散的少粘性土”。這種做法很少,因為置換也涉及碾壓過程,因此,都直接選(2)。
(2)壓密可液化土層
方法很多,經常採用的有:
(a) 強夯法:
壓密,城市附近不允許,噪音和地震動太大,適合於郊區,處理深度也不超過8米。當然也取決於土的類別。
(b) 碎石樁:置換+擠密
處理深度大,採用螺旋鑽就可以。
(c) 震動夯
邊震動邊搗密,處理深度很大,世界記錄是56米,廣泛用於工民建和水利工程行業,更多精彩祥見:
(d)化學處理
根據土與水中離子生成穩定的化合物,使土變密實。