单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 砂土地震液化工程地 质研究,第三章 砂土地震液化工程地,第一节 概述,1.,概念,:,饱水砂土在地震、动力荷载或其它外力作用下，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称为砂土液化。,疏松砂土受到振动时有变密的趋势，如砂的空隙是饱水的，要变密必需从空隙中排出一部分水，如砂粒很小，整个砂体的渗透性不良，瞬间振动变形需从空隙中排除的水来不及排出，结果使砂体中空隙水压力上升，砂粒间有效应力降低，当有效应力为零时，砂粒完全悬浮水中，丧失强度和承载能力。,第一节 概述1.概念:饱水砂土在地震、动力荷载或其它外,2.,砂土液化的危害性,1,）地面下沉：饱水疏松砂土因振动而趋密实，地面随之下沉。,2,）地表塌陷：地震时砂土中空隙水压力剧增，当砂土出露地表或其上覆土层较薄时，即发生喷砂冒水，造成地下淘空，地表塌陷。,3,）地基土承载力丧失：持续的地震动使砂土中空隙水压力上升，导致砂土粒间有效应力下降，当有效应力为零时，砂粒处于悬浮状态，丧失承载能力，引起地基失效。,4,）地面流滑：斜坡上若有液化砂土层分布时，地震会导致液化流滑，使斜坡失稳。,5,）涌砂,2.砂土液化的危害性,第二节 砂土地震液化的机理,1.,液化状态的产生,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，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。,第二节 砂土地震液化的机理1.液化状态的产生,第三章-砂土液化课件,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。,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,加州沃森维尔附近的野外涌沙,加州沃森维尔附近的野外涌沙,2.,液化状态的判定,在实际工程中，一般采用砂土的抗剪强度,与作用与该砂土体的往复应力,d,的比值来判定砂土是否发生液化,:,当,d,时,不产生液化,;,当,=,d,时,处于临界状态，此时称为砂土的初始态；,当,d,时，处于液化状态，特别的当,/,d,=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。,2.液化状态的判定,由此可将砂土液化分为三个阶段,:,1),稳定状态,( );,2),临界状态或初始液化状态,( );,3),完全液化状态,( ).,从初始液化状态至完全液化状态往往发展很快，二者界限不易判断。为了保证安全，可把初始液化视作液化。,当饱和砂土完全液化时，在一定深度,z,处的空隙水压力,（假设地下水面位于地面），其中,则,显然，砂土的深度愈大，完全液化时的超空隙水压力愈大 。,由此可将砂土液化分为三个阶段:,第三节 影响砂土液化的因素,1）土的类型及性质,粒度,粉、细砂土最易液化；高烈度时，亚砂土、轻亚粘土、中砂也可液化。我国90%发生在粉组、砂、亚砂土中。粉粒含量40%时，极易液化；,粘粒含量,12.5%时，极难液化。极易液化土的特征是：,平均粒度,0.02-0.10,mm，,=2-8，,粘粒含量,10%,第三节 影响砂土液化的因素粒度,密实度,松砂极易液化，密砂不易液化。,相对密度,Dr80%,时，不易液化。,成因及年代,多为冲积成因的粉细砂土，如滨海平原、河口三角洲等。,沉积年代较新：结构松散、含水量丰富、地下水位浅,密实度,2）,饱和砂土的埋藏分布条件,埋藏条件包括：砂层厚度、上覆非液化土层厚度（即埋藏深度）、地下水埋深。,砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。一般,埋深,大于10-15,m,以下就难以液化了。,地下水位埋深,愈大，愈不易液化。实际上，地下水埋深3-4,m,时，液化现象很少，一般把液化最大地下水埋深定为5,m。,砂层越厚越易液化。,2）饱和砂土的埋藏分布条件砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能,3）,地震活动的强度及历时,地震力（剪应力）,是砂土液化的动力,地震愈强，历时愈长，则愈易引起砂土液化，而且波及范围愈广。, 度以下地区很少有液化现象； 度区只能使疏松的粉、细砂层液化；而 度以上地区才能使粗粒及粘粒含量较高的土液化。强度很高的地区即震中区附近，因地振动以垂直为主，也不易产生液化。液化范围（液化最远点，以震中距,R,表示，,Km）lgR=0.77M- 3.6,3）地震活动的强度及历时 地震愈强，历,