饱和砂土地震液化机理分析及地基处理的应用.pdf

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1、河南水利与南水北调)2o15年第1O期饱和砂土地震液化机理分析及地基处理的应用口李万宁’口赵洪2(1河南省豫北水利勘测设计院；2山西大同大学煤炭工程学院)摘要：砂土液化是一种比较常见的灾害，对工程的影响非常巨大。文章对砂土地震的液化机理进行了探讨，对砂土液化的主要影响因素进行了分析，通过对砂土液化地基地基处理方式原理的论述，对砂土液化的治理提供了可靠的理论依据。并通过现场工程实例具体说明了碎石桩对处理砂土液化地基具有明显的抗液化效果。关键词：地震；砂土液化机理；地基处理；碎石桩中图分类号：P642．2文献标识码：A文章编号：1673-8853(2015)10-0059-021砂土地震液化

2、的机理第二种看法认为，饱和砂土是否会发生液化是与砂土颗粒饱和砂土在地震力的作用下会发生地震液化，严重时甚至间的位移有关，与饱和砂土的法向应力状态无关，只要出现孔隙会出现“涌水冒砂”的现象，造成建筑物的剧烈沉降，导致地基失水压力的上升和结构的破坏引起应力降低，出现具有液态化性稳。但是对于液化机理的研究，现在有两种不同的看法。质的流动破坏，就认为土体已经发生液化。第一种看法认为，饱和砂土是否会发生液化是由砂土的法2砂土液化的主要影响因素向有效应力状态决定的，对于砂土和水的饱和复合体系，如果地根据人们的长期研究发现，砂土液化的主要因素有砂土的震荷载能够使饱和砂土的法向有效应力为零时，就会发生地

3、震密度特征、埋藏条件、地震情况、地下水位的高低、颗粒特征、土液化现象。在这种情况下，是否会发生液化，主要与两个条件有层的排水情况等。关：第一是与地基土的密实程度有很大的关系，若地基的砂土很2．1砂土的密度特征松散，密实度不足，孔隙水压力就会随着地震荷载的作用而上一般说来，砂土的密实度对地震液化有着非常大的影响，砂升，导致土体有效应力下降，使无粘性土颗粒处于悬浮状态，进土的密实度越大，地震时体积被压缩的可能性就越低，反之，砂而使地基土承载力降低，甚至是完全消失的情况，导致地基土变土的密实度越低，液化的可能性就越大。砂土密实度在现场主要形增大；第二是与砂土中的孔隙水压力消散有关，当砂土的排水

4、体现在标准贯人击数的多少，对于同一种砂土而言，标准贯入击条件通畅，孔隙水压力可以及时消散，就不会产生地震液化的现数值越大，发生液化的可能性越小，危害也越小。象，只有排水条件不好，地震产生的孔隙水压力不能及时消散，2．2砂土的埋藏条件才会导致地震液化的发生。砂土的埋藏条件对地震液化也有一定的影响，根据现场调在地震力的作用下，饱和的松散砂土颗粒间的位置必然也查和试验研究表明，砂土上方覆盖非液化土层的厚度与地震液要调整，以使松散的砂土紧密填充，变得密实，实现稳定状态。如化有一定关系，非液化土层越厚，砂土所受到上方的自重压力就果饱和砂土本身的渗透性能很差或者地震的时间间隔短，导致越大，孔隙水压力

5、上升克服自重压力就越困难，可以降低液化发前一周期的排水尚未完成，后一个周期的排水又开始了，从而使生的可能性，甚至是防止液化的发生。砂土层越厚，发生液化的前期的孔隙水来不及排出，由于水的不可压缩性，所以就会产生可能性越大，危害也越大。剩余孑L隙水压力，随着震动持续时间的增长，剩余孔隙水压力会2．3地震对砂土液化的影响逐渐增大，砂土的抗剪强度不断降低，呈现流动状态。地震对砂土液化的影响主要是指波形、振幅、频率、持续时；；五间以及作用方向等对砂土液化的影响。试验表明，地震的振幅越作者简介：李万宁(1979-)，男，工程师，主要从事岩土勘察及测大，持续时间越长，砂土液化的可能性及危害就越大。砂土

6、对液量工作。化的抵抗能力在冲击波作用时最大，振动行波作用时，次之，正河南水利与南水北调》2O15年第1O期弦波作用时最小。贯人锤击数；根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)里面的2．4地下水是地震液化的前提条件公式(2)将现场的实际标准贯人锤击数代入，求出面积置换率，地下水位的高低，对砂土液化有着非常重要的影响，越高的最后取最大的面积置换率，用公式(3)进行计算，求出单桩竖向地下水位，砂土液化的可能性就越大；越低的地下水位，发生液承载力，设计桩长和桩径。化的可能性也会降低。Ncr=NoBlln(O．6ds+1．5)-0．1dwJ、／3／P(1)2．5砂土的颗粒特征对砂土液化

7、的影响式中：Ncr一液化判别标准贯入锤击数临界值；N一液化判砂土的平均粒径D不均匀系数cu以及粘粒含量Me对别标准贯人锤击数基准值；ds—饱和土标准贯人点深度(m)；砂土的地震液化都有很重要的影响。经过研究和现场实际情况dw一地下水位(m)；pIj粒含量百分率，当<3或为砂土时，表明，砂土颗粒的平均粒径D越大，孔隙水排出比较容易，剩应采用3；B一调整系数，设计地震第一组取O．80，第二组取余孑L隙水压力较小，不容易发生液化，反之，当