區(qū)域性砂土液化局巖土工程講座(已修改)
2024-09-28 20:36 本頁面
【正文】 區(qū)域性砂土液化 浙江省工程勘察院葉興永 地震引起大壩破壞 (臺中石崗 ) 地震引起埠豐橋斷裂，河床抬高8m,形成疊水 (石崗 ) 地震引起房屋倒塌 (臺中石崗 ) 地震引起橋梁斷裂 (南投集集鎮(zhèn) ) 地震引起稻田隆起 (臺中霧峰 ) 地震引起操場隆起 (臺中國小 ) 規(guī)范對砂土液化的強(qiáng)制性規(guī)定 巖土工程勘察規(guī)范（ GB500212022） ? 6度的地區(qū)進(jìn)行勘察時(shí)，應(yīng)劃分場地類別，劃分對抗震有利、不利或危險(xiǎn)的地段 ? 15m的范圍內(nèi)進(jìn)行；對于樁基和基礎(chǔ)埋深大于 5m的天然地基，判別深度應(yīng)加深至 20m，對判別液化而布置的勘探點(diǎn)不應(yīng)少于 3個(gè)，勘探孔深度應(yīng)大于液化判別深度。 ? 、應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 《 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 》 （ GB50011）的規(guī)定確定其液化指數(shù)和液化等級。 勘察報(bào)告除應(yīng)闡明可液化的土層、各孔的液化指數(shù)外，尚應(yīng)根據(jù)各液化孔液化指數(shù)綜合確定場地液化等級。 規(guī)范對砂土液化的強(qiáng)制性規(guī)定 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（ GB500112022） ? 15m的范圍內(nèi)進(jìn)行；對于樁基和基礎(chǔ)埋深大于5m的天然地基，判別深度應(yīng)加深至 20m，對判別液化而布置的勘探點(diǎn)不應(yīng)少于 3個(gè)，勘探孔深度應(yīng)大于液化判別深度。 1 基本概念及研究意義 ? 粒間無內(nèi)聚力的松散砂體，主要靠粒間摩擦力維持本身的穩(wěn)定性和承受外力。當(dāng)受到振動(dòng)時(shí)，粒間剪力使砂粒間產(chǎn)生滑移，改變排列狀態(tài)。如果砂土原處于非緊密排列狀態(tài)，就會(huì)有變?yōu)榫o密排列狀態(tài)的趨勢，如果砂的孔隙是飽水的，要變密實(shí)效需要從孔隙中徘出一部分水，如砂粒很細(xì)則整個(gè)砂體滲透性不良，瞬時(shí)振動(dòng)變形需要從孔隙中排除的水來不及排出于砂體之外，結(jié)果必然使砂體中空隙水壓力上升，砂粒之間的有效正應(yīng)力就隨之而降低，當(dāng)空隙水壓力上升到使砂粒間有效正應(yīng)力降為零時(shí)，砂粒就會(huì)懸浮于水中，砂體也就完全喪失了強(qiáng)度和承載能力，這就是砂土液化 (sand liquefacation)。 ? 砂土液化引起的破壞主要有以下四種： ? (1)涌砂 ：涌出的砂掩蓋農(nóng)田，壓死作物，使沃土鹽堿化、砂質(zhì)化，同時(shí)造成河床、渠道、徑井筒等淤塞，使農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施受到嚴(yán)重?fù)p害。 ? (2)地基失效 ：隨粒間有效正應(yīng)力的降低，地基土層的承裁能力也迅速下降，甚至砂體呈懸浮狀態(tài)時(shí)地基的承栽能力完全喪失。建于這類地基上的建筑物就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈沉陷、傾倒以至倒塌。例如，日本新漏 1964年的地震引起的砂土液化，由于地基失效使建筑物倒塌 2130所，嚴(yán)重破壞6200所，輕微破壞 31000所。 1976年房山地層時(shí)，天津市新港望河樓建筑群，田地基失效突然下沉 38cm，傾斜度達(dá) 30％。 ? (3)滑塌： 由于下伏砂層或敏感粘土層震動(dòng)液化和流動(dòng)，可引起大規(guī)?；?。如 1964年阿拉斯加地震，安科雷奇市就因敏感粘土層中的砂層透鏡體液化而產(chǎn)生大滑坡。這類滑坡可以產(chǎn)生在極緩，甚至水平場地。 ? (4)地面沉降及地面塌陷： 飽水疏松砂因振動(dòng)而變密，地面也隨之而下沉，低平的濱海湖平原可因下沉而受到海湖及洪水的浸淹，使之不適于作為建筑物地基。例如 1964年阿拉斯加地震時(shí)，波特奇市即因震陷量大而受海潮浸淹，迫使該市遷址。地下砂體大量涌出地表，使地下的局部地帶被掏空，則往往出現(xiàn)地面局部塌陷，例如 1976年唐山地層時(shí)寧河縣富莊層后全村下沉 ，塌陷區(qū)邊緣出現(xiàn)大量寬 1— 2m的環(huán)形裂縫，全村變?yōu)槌靥痢? 地震引起砂土液化 (臺中港 14碼頭 ) ? 2 地震時(shí)砂土液化機(jī)制 ? 振動(dòng)液化 ? 砂土受振動(dòng)時(shí)，每個(gè)顆粒都受到其值等于振動(dòng)加速度與顆粒質(zhì)量乘積的慣性力的反復(fù)作用。由于顆粒間沒有內(nèi)聚力或內(nèi)聚力很小，在慣性力周期性反復(fù)作用下，各顆粒就都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它們之間必然產(chǎn)生相互
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