砂土液化防治及施工方法

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1、本科生科研实训（读书报告）题目：砂上液化的防止对策及其施工方法姓名：学号：学院：专业：年级：2011级指导教师：2014年12月15曰砂土液化的防止对策及其施工方法摘要：我国是多地震国家，地震灾害严重，砂土液化是地震灾区经常发生的地基破坏方式之一。因此，在工程地质场地勘察与设计中，研究饱和砂土的地震液化成为最突出的问题。本文通过对砂土液化机理的分析，提出相应的对策及施工方法。砂土液化的处理方法主要有两方而：①对地基砂土0讶的改②对建筑物0身进行耐液化设计改a,即结构改良措施。关键字：砂十液化液化机理防治对策施工方法目录绪论2i.im21.2砂土液化的危害

2、21.2.1地向•下沉21.2.2地表塌陷21.2.3地基土承载力丧失21.2.4地面流滑3第二章砂土液化的机理及发生条件42.1砂土液化的机现42.2砂土液化的影响因素52.2.1动荷条件52.2.2埋藏条件52.2.3土性条件62.3砂土液化的判别72.3.1地震液化判别的方法72.3.2地震液化判别的问题72.3.3先横后纵的判别方法8第三章砂土液化的防止对策及其施工方法93.1方法的选定93.2砂土改良措施93.2.1振动固结法103.2.2强夯法113.2.3增加盖重法123.2.4排水法123.2.5换土法133.2.6深层混合处理法133.

3、3结构改&措施143.3.1减轻液化影响的浅基础和上部结构处理143.3.2减轻液化地基中桩基震害的措施1416第一章绪论1.1概述砂土液化是指饱水的疏松粉、细砂上在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象,由于孔隙水压力上升，有效应力减小所导致的砂土从固态到液态的变化现象。其机制是饱和的疏松粉、细砂土体在振动作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受从砂土骨架转向水，巾于粉和细砂土的渗透力不良，孔隙水压力会急剧增大，当孔隙水压力大到总应力值时，有效应力就降到零，颗粒悬浮在水中，砂土体即发生液化。砂土液化后，孔隙水在超孔隙水压力下lb下向上运动。如果砂土层上部

4、没有渗透性更差的覆盖层，地下水即大面积溢于地表；如果砂土层上部有渗透性更弱的粘性土层，当超孔隙水压力超过盖层强度，地下水就会携带砂粒冲破盖层或沿盖层裂隙喷出地表，产生喷水冒砂现象。地震、爆炸、机械振动等都可以引起砂土液化现象，尤其是地震引起的范闹广、危害性更人。1.2砂土液化的危害饱和砂土液化危害性归纳起来主要冇以下四个方而:1.2.1地面下沉饱和疏松砂土W振动而趋于密实，地面随之下沉，结果可使低平的滨海地带居民生计受到影响，甚至无法生活。唐山地震时烈度为IX度的天津汉沽区富庄大范围下沉，原来平坦的地面整体下沉达1.6-2.9m。1.2.2地表塌陷地震时

5、砂土屮孔隙水压力剧增，当砂土露出地表成Jt•上禝土层较薄时，即发生喷砂冒水，造成地下掏空，地表塌陷。我国海域和唐山两次大地震，均导致了附近滨海冲积平原大面积喷砂冒水。喷出的砂水混合物高达3-5m，形成了许多圆形、椭圆形陷坑，坑口直径3-8m。1.2.3地基土承载力丧失持续的地震会使砂土孔隙水压力升高，而导致土粒中冇效应力下降。当冇效而积趋于零吋，砂粒即处于悬浮状态，丧失承载能力，引起地基整体失效。1.2.4地面流滑斜坡上若有液化土层分布时，地篇会导致液化流滑而使斜坡失稳。有时场地地面极缓，甚至近于水平也发生滑移。如：1974年美国圣菲尔德地震滑移地段，地

6、面坡度只有2度。而唐山地震时，天津河东区柳林一带的严重滑移，则为水平场地。第二章砂土液化的机理及发生条件2.1砂土液化的机理饱和松散的砂土在强烈的地震作川下会产生急剧的状态改变和强度丧失，导致地面和建筑物的破坏，此即所谓的液化现象。饱和砂土是由砂和水组成的复合体系，在振动作用下，饱和砂土的液化取决于砂和水的特性。容易液化的土通常是没有或很少黏性的散体，散体主要靠颗粒间的摩擦力维持自身的稳定和承受外力，这种摩擦力主要取决于粒间的法向压力。对砂土的骨架来说压力是个起稳定作用的因素，而粒间剪力则相反。饱和砂层受到外力时，砂与水共同承枳和传递，如下式：(7=(7

7、+U(1)式中C7为由外力引起的总应力，为砂骨架所承担的应力，水只承受其本身的压力，《为水屮产生的应力，称为超孔隙水压力。可以用一下模型来分析液化的过程(如图1)。图1砂水复合体系模型阁中a阁代表饱和砂土在地震之前的状态，一般饱和砂层在外力作用下，不存在超孔隙水压力，砂结构已经稳定，全部外力由砂骨架承担。就是说，超孔隙水压力为零，而有效应力等于总应力。b图代表在地震作用下饱和砂土的液化状态。在地震作用下，砂粒产生滑移，把一•部分原來砂骨架承担的力转移给孔隙水，引起超孔隙水压力增加和有效应力减少。有效应力减少便引起砂骨架的回弹。由于地震作用历时短以及其它原

8、因，孔隙水来不及消散，实际上讨看做是不排水情况。又由于水的体积讨看作不可压缩的。