唐山开滦吕家坨等矿区液化砂基再调1

《唐山开滦吕家坨等矿区液化砂基再调1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、唐山开滦吕家坨等矿区液化砂基再调查煤炭工业太原设计研究院王步云太原030001［内容摘要］唐山开滦吕家坨等矿区的砂基液化规模大,颇具代表性。本文是依据三十年后的再访调查，结合1976年完成的抗震勘察设计工作，简述液化砂土性质的历时变化，震陷与基础等问题，以期对今后可液化土的勘察设计有所裨益。饱和砂基液化是地震引起的重大灾害之一，唐山1976年7月28日地震是世界上液化规模最大的地震，液化面积达到24000km2，其中严重液化面积有3000km2之多。而位于唐山市东北、地震烈度为九度的吕家坨矿区、范各庄矿区的砂基液化，

2、以及1976年11月宁河6.2和6.9级地震引起，开滦钱家营矿区砂土液化都具有代表性（钱家营矿位于吕、范两矿东南8~10km，亦属九度区），相关位置参阅图1唐山地震烈度分布图。其主要表现就是喷水冒砂，因为土在液化后，该深度的有效应力转化为液压，此时总液压等于有效应力与原静水压力之和，故总水头将超出地表高程，一旦形成通道就喷出地面构成喷水冒砂现象，简称“喷冒”。吕家坨矿区的液化是东、西各长约200m以上的地段液化严重，中部的750m左右地段相对较轻。喷冒点亦反应有别，重液化区多呈片状分布，震时喷出水柱高度达到40cm，

3、可持续3 ~20分或更长时间。冒出的砂粒均匀，略有分选，大都是黄白、黄灰色细砂，经过冒出砂的颗粒组成与原状砂粒组的对比，表明冒出砂与地表下5.4m以上的砂土的成分、颜色与颗粒组成相近，而与7.1m以下砂（粉）土的成分不同，表明液化喷冒主要发生在该深度范围（因吕家坨矿场地土5.4m至7.1m为非液化土层粉质粘土）。需指出，刘惠珊教授等根据振动台试验中的喷冒后的土体变形情况，提出了喷冒深度通常小于液化深度的重要论点，这点对一般液化场地分析时应予注意[1]。因为喷水冒砂标志着液化区已发展到地表下浅层一定深度的饱和砂（粉）土

4、，这时浅层土的承载力丧失很多，浅基础的建筑物往往产生较大沉降或失稳。如吕家坨矿煤泥沉淀池，由宽度为40m，长度分别为143.45m的1#、4#两个主池和[1]陈克景、刘惠珊基础下地基液化破坏特性，全国土工建筑物和地基抗震学术会议论文汇编198620146.0m的2#、3#两个主池组成，池上设有起重能力为10t、跨度为40m的龙门吊车，7·28地震时池底多处开裂，缝宽有5~40mm，同时有10~40mm错位。南北两侧的钢筋砼扶壁吊车轨道墙产生严重不均匀沉降达93~139mm和水平位移150~268mm。震前池内贮存的1

5、0.8万立方米煤泥水，强震后池内的煤泥水经过5个多小时已全部漏光。埋深在3m以下的回水管道、检漏井等均受砂土液化土层震陷而断裂错位。另外四号池东南角、东北角各形成了面积150m2左右的塌陷坑。位于池南侧的幼儿园锅炉房，由于周围喷冒不一，使其整体倾斜20°之多（见照片），场地西部的主井绞车房沿沉降缝喷冒砂量约1m3，满铺在绞车房地下室内。同时造成该建筑物在沉降缝处不均匀沉降达90mm，缝宽扩至60mm。（参阅照片组1.1~1.4）同时，液化的轻重也反映在喷冒的程度及地面震陷变形。吕家坨矿区工业场地的喷冒情况，前已述及，

6、液化喷冒严重的是场地东、西部，冒砂堆直径达到2~4m，且呈片状分布，场地地面下沉一般达到30cm以上，局部碟形洼地中心沉陷达到1.0m。而液化较轻的中区，喷冒点多呈串珠状分布，砂堆直径只有1~2m，地面变形只有20cm左右。地震引起场地浅层土液化，必然使地表下喷冒深度的土体密度等土性指标发生变化，用标准贯入锤击数的变化来表征，因为标准贯入锤击数是表征饱和砂层液化特征的有效指标（H.B.seed）。现摘引吕家坨工业场地7·28地震前后标贯击数值的变化与对比（见表1）。表明5.4m以上的饱和细、中砂层的标贯锤击数，震后低

7、于震前1~5击。其中深度4.0~5.4m处的砂层击数降低最为显著。关于吕家坨矿工业场地的浅部地层参见地层剖面图及综合柱状图（见图2.1和图2.2）表明浅部地层土在水平方向上变化不大。地震前后标贯锤击数N值对比表1深度（m）N（一般/平均）击数差值*△N降低率（△N/N）震前震前震后1.5-2.5(8.0~9.5)/9.0(7.2~8.7)/8.0-111.52.5~3.5(9.5~12.7)/11.1(8.7~11.5)/10.1-193.5~4.0(12.7~15.5)/14.1(11.5~12.7)/12.1-2

8、14.24.0~4.5(14.5~15.5)/15.0(7.5~12.7)/10.1-4.932.7*负号表示震后击数平均值低于震前注：本表及以下震前、震后资料均引王步云吕家坨矿工业场地砂土液化唐山地震之害（一），1985，地震出版社。20图2.1吕家坨矿第四系浅部地质剖面（单位：米）经过近30年的历史地震地质营力作用，这类砂土的密实度等性状的