深层液化概述

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1、深层液化概述赵宇南京水利科学研究院225600摘要：基于对前人液化研究的整理和学习，概述了深层液化研究的现状，简述了深层液化的孔隙水压力计算和木构模型上的不足，分析了液化判别的剪应力法和剪应变法对深层液化的优劣以及现有的对深层液化分析的方法和实例。同时，运用数值模拟的方法讨论了深层液化的可能性。对深层液化今后的研究有良好的借鉴作用。关键词：土力学；深层砂土；液化Abstract：Basedontheresearchofpredecessor，thispaperwhichsumsupthepresentsituationofliquefacti

2、onforsandysoilindeeplayersuchasashortageofporewaterpressurecalculationandtheexistingconstitutivemodel，analyzestheadvantageanddisadvantageoftheshearstressanalysisandshearstrainanalysiswhichuseintheliquefactionforsandysoilindeeplayer，illustratesexistinginstances.Meanwhile,ana

3、lysingthepossibilityofliquefactionforsandysoilindeeplayerbyusingnumericalmodeling.Thesummaryofliquefactionforsandysoilindeeplayerwillbeusefulforreferences.1引言液化是引起的变形是地基破坏的重要原因之一，无论地基土是否完全液化都会产生不同程度的变形。因此，为了预测建设场地发生液化的可能性，必须对其进行液化判别。现有的对液化判定的设计规范，一般只要考虑20m以上的液化可能性，而对于20m以下的

4、一般不考虑其液化的可能性。之所以如此，其主要原因是由于国内外对于深层液化的观察资料相当少，没有很好的佐证。而随着对砂土液化观察的深入，现在有越来越多的深层液化的实例。例如，Yord(2001)［1】［2］在密西西比河湾观察的液化深度达到了30m,普振中（2009）在汶川地震后的研究中发现，［3］成都、雅安、德阳、绵阳等地区存在20m以下的深层液化，黄雅虹（2012）也针对港珠奥特大桥的水下工程场地的地基土，进行了振动三轴实验，证明了对于20m至43m的深层液化的可能性。陈国兴（2002）［4］结合某长江大桥的地基土，运用剪应力对比法，证明了深

5、层液化的可能性。现有规范的液化判定分为初判和计算判别2个部分，即是对初判有可能会液化的地基土进行现场试验和计算确定液化等级。对于20m以上的液化，国内外有大量的判别方法，现有资料和经验公式。对于一般工程而言，运用现有的建设规范的确可以保证其可靠性。但是，随着经济建设的发展，高层和中高层的建筑物的普及，建设中的地基深度也在不断的加深，现奋的规范越来越不能满足经济建设的需要。因此，现在急需对于20m以下的深度的深层液化进行研究。2液化机理饱和砂土（或粉土）由于振动次数的增加，从而引起超静孔隙水压力累积。讨论饱和砂土的液化机理其关键在于描述孔隙水压

6、力的形成和累积的过程。饱和砂土在循环剪切应力的作用下，有体积收缩的趋势，但由于体积受到约束，因此这种体积上收缩的趋势表现为孔隙水压力的增长，从而引起奋效应力的降低和液化破坏。［5】汪闻韶（1995）通过对前人各种学说的总结和梳理将饱和土的液化机理主要概括为（1）循环流动性：在循环作用中的剪缩和剪胀交替变化从而形成了间歇性瞬态液化和奋限度断续变形。（2）滑流：饱和松砂的颗粒骨架在剪切作用下呈现出，不可逆的体积压缩，在不排水条件下引起孔隙水压力增大和有效应力减小，最后导致“无限度”的流动变形。（3）沸砂：孔隙水压力超过其上覆压力三种现象。尽管这一

7、认识普遍被接受，但是孔隙水压力的增长和体积收缩的趋势之间的关系却奋着不同的认识。［6】由于振动前后排水固结的所测得的压缩系数基本相同。汪闻韶（1981）认为在不排水的条件下孔隙水压力是由于振动后颗粒重新排列之后其压缩曲线向内平移从而产生的。［7］Liou和Streeter（1977）认为孔隙水压力是由于剪切作用引起的骨架压缩系数的变化。［8］Martin，Finn和Seed（1975）假设排水条件下的体积应变增量与不排水条件下孔隙水压力增量有联系起来（？u=?，为体积回弹模量）。认为水的刚度要比土骨架的刚度来的大，水在不排水条件下的体积变形可

8、以忽略，孔隙水压力都是由土骨架受到动荷载作用引起的结构破坏而产生的。以上3种算法（汪闻韶，Liou,Finn）,都是以宏观液化规律所总结的液化算法，因此，没有有效的