工程地质分析原理 第七章地震导致的区域性砂土液化
第七章 地震导致的区域性砂土液化
71基本概念及研究意义 粒间无内聚力的松散砂体,主要靠粒间摩擦力 维持本身的稳定性和承受外力。当受到振动时 粒间剪力使砂粒间产生滑移,改变排列状态。如 果砂土原处于非紧密排列状态,就会有变为紧密 排列状态的趋势,如果砂的孔隙是饱水的,要变 密实效需要从孔隙中徘出一部分水,如砂粒很细 则整个砂体渗透性不良,瞬时振动变形需要从孔 隙中排除的水来不及排出于砂体之外,结果必然 使砂体中空隙水压力上升,砂检之间的有效正应 力就随之而降低,当空隙水压力上升到使砂粒间 有效正应力降为零时,砂钦就会悬浮于水中,砂 体也就完全丧失了强度和承载能力,这就是砂土 液化 sand liquefacation)。这种秒水悬浮液在
◼ 7.1 基本概念及研究意义 ◼ 粒间无内聚力的松散砂体，主要靠粒间摩擦力 维持本身的稳定性和承受外力。当受到振动时， 粒间剪力使砂粒间产生滑移，改变排列状态。如 果砂土原处于非紧密排列状态，就会有变为紧密 排列状态的趋势，如果砂的孔隙是饱水的，要变 密实效需要从孔隙中徘出一部分水，如砂粒很细 则整个砂体渗透性不良，瞬时振动变形需要从孔 隙中排除的水来不及排出于砂体之外，结果必然 使砂体中空隙水压力上升，砂检之间的有效正应 力就随之而降低，当空隙水压力上升到使砂粒间 有效正应力降为零时，砂钦就会悬浮于水中，砂 体也就完全丧失了强度和承载能力，这就是砂土 液化(sand liquefacation)。这种秒水悬浮液在
砂土液化引起的破坏主要有以下四种 (1)涌砂:涌岀的砂掩盖农田,压死作物,使沃 土盐碱化、砂质化,同时造成河床、渠道、径井 筒等淤塞,使农业灌溉设施受到严重损害。 (2地基失效:随粒间有效正应力的降低,地基 土层的承裁能力也迅速下降,甚至砂体呈悬浮状 态时地基的承栽能力完全丧失。建于这类地基上 的建筑物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌。例 如,日本新漏1964年的地震引起的砂土液化,由 于地基失效使建筑物倒塌2130所,严重破坏 6200所,轻微破坏31000所
◼ 砂土液化引起的破坏主要有以下四种： ◼ (1)涌砂：涌出的砂掩盖农田，压死作物，使沃 土盐碱化、砂质化，同时造成河床、渠道、径井 筒等淤塞，使农业灌溉设施受到严重损害。 ◼ (2)地基失效：随粒间有效正应力的降低，地基 土层的承裁能力也迅速下降，甚至砂体呈悬浮状 态时地基的承栽能力完全丧失。建于这类地基上 的建筑物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌。例 如，日本新漏1964年的地震引起的砂土液化，由 于地基失效使建筑物倒塌2130所，严重破坏 6200所，轻微破坏31000所
1976年房山地层时,天津市新港望河楼建筑群, 田地基失效突然下沉38cm,倾斜度达30‰ 3)滑塌:由于下伏砂层或敏感粘土层震动液化 和流动,可引起大规模滑坡。如1964年阿拉斯加 地震,安科雷奇市就因敏感粘土层中的砂层透镜 体液化而产生大滑坡。这类滑坡可以产生在极缓, 甚至水平场地。 (4)地面沉降及地面塌陷:饱水疏松砂因振动而 变密,地面也随之而下沉,低平的滨海湖平原可 因下沉而受到海湖及洪水的浸淹,使之不适于作 为建筑物地基。例如1964年阿拉斯加地震时,波 特奇市即因震陷量大而受海潮浸淹
◼ 1976年房山地层时，天津市新港望河楼建筑群， 田地基失效突然下沉38cm，倾斜度达30％。 ◼ (3)滑塌：由于下伏砂层或敏感粘土层震动液化 和流动，可引起大规模滑坡。如1964年阿拉斯加 地震，安科雷奇市就因敏感粘土层中的砂层透镜 体液化而产生大滑坡。这类滑坡可以产生在极缓， 甚至水平场地。 ◼ (4)地面沉降及地面塌陷：饱水疏松砂因振动而 变密，地面也随之而下沉，低平的滨海湖平原可 因下沉而受到海湖及洪水的浸淹，使之不适于作 为建筑物地基。例如1964年阿拉斯加地震时，波 特奇市即因震陷量大而受海潮浸淹
迫使该市迁址。地下砂体大量涌出地表,使地下 的局部地带被掏空,则往往岀现地面局部塌陷, 例如1976年唐山地层时宁河县富庄层后全村下沉 2.6-2.9m,塌陷区边缘出现大量宽1—2m的环 形裂缝,全村变为池塘
◼ 迫使该市迁址。地下砂体大量涌出地表，使地下 的局部地带被掏空，则往往出现地面局部塌陷， 例如1976年唐山地层时宁河县富庄层后全村下沉 2.6一2.9m，塌陷区边缘出现大量宽1—2m的环 形裂缝，全村变为池塘