砂土液化-正文

飽水的疏松粉、細(xì)砂土在振動作用下突然破壞而呈現(xiàn)液態(tài)的現(xiàn)象。

砂土液化機(jī)制

飽和的疏松粉、細(xì)砂土體在振動作用下有顆粒移動和變密的趨勢，對應(yīng)力的承受由砂土骨架轉(zhuǎn)向水，由于粉、細(xì)砂土的滲透性不良，孔隙水壓力急劇上升。當(dāng)達(dá)到總應(yīng)力值時，有效正應(yīng)力下降到0,顆粒懸浮在水中，砂土體即發(fā)生振動液化，完全喪失強(qiáng)度和承載能力。砂土發(fā)生液化后，在超孔隙水壓力作用下，孔隙水自下向上運(yùn)動。如果砂土層上部無滲透性更弱的蓋層，地下水即大面積地漫溢于地表;如果砂土層上有滲透性更弱的粘性土覆蓋，當(dāng)超孔隙水壓力超過蓋層強(qiáng)度，則地下水?dāng)y帶砂粒沖破蓋層或沿蓋層已有裂縫噴出地表，即產(chǎn)生所謂的“噴水冒砂”現(xiàn)象。地基砂土液化可導(dǎo)致建筑物大量沉陷或不均勻沉陷，甚至傾倒，造成極大危害。地震、爆破、機(jī)械振動等均能引起砂土液化，其中尤以地震為廣，危害最大。

砂土液化可能性的判別方法

砂土發(fā)生振動液化的基本條件在于飽和砂土的結(jié)構(gòu)疏松和滲透性相對較低，以及振動的強(qiáng)度大和持續(xù)時間長。是否發(fā)生噴水冒砂還與蓋層的滲透性、強(qiáng)度，砂層的厚度，以及砂層和潛水的埋藏深度有關(guān)。因此，對砂土液化可能性的判別一般分兩步進(jìn)行。首先根據(jù)砂層時代和當(dāng)?shù)氐卣鹆叶冗M(jìn)行初判。一般認(rèn)為，對更新世及其以前的砂層和地震烈度低于Ⅶ度的地區(qū),不考慮砂土液化問題。然后,對已初步判別為可能發(fā)生液化的砂層再作進(jìn)一步判定。用以進(jìn)一步判定砂土液化可能性的方法主要有3種:

①場地地震剪應(yīng)力 τa與該飽和砂土層的液化抗剪強(qiáng)度τ(引起液化的最小剪應(yīng)力)對比法。當(dāng) τa>τ 時，砂土可能液化(其中ττ根據(jù)地震最大加速度求得,τ 通過土動三軸試驗(yàn)求得)。

②標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法(見巖土試驗(yàn))。原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的擊數(shù)可較好地反映砂土層的密度，再結(jié)合砂土層和地下水位的埋藏深度作某些必要的修正后，查表即可判定砂土液化的可能性。

③綜合指標(biāo)法。通常用以綜合判定液化可能性的指標(biāo)有相對密度、平均粒徑d50(即在粒度分析累計曲線上含量為50%相應(yīng)的粒徑)，孔隙比、不均勻系數(shù)等。

砂土液化的防治措施

主要從預(yù)防砂土液化的發(fā)生和防止或減輕建筑物不均勻沉陷兩方面入手。包括合理選擇場地;采取振沖、夯實(shí)、爆炸、擠密樁等措施，提高砂土密度;排水降低砂土孔隙水壓力;換土，板樁圍封，以及采用整體性較好的筏基、深樁基等方法。