砂土液化課件

第三章砂土地震液化工程地質(zhì)研究第三章砂土地震液化工程地第一節(jié)概述1.概念:飽水砂土在地震、動力荷載或其它外力作用下，受到強(qiáng)烈振動而喪失抗剪強(qiáng)度。使砂粒處于懸浮狀態(tài)，致使地基失效的作用或現(xiàn)象稱為砂土液化。疏松砂土受到振動時有變密的趨勢，如砂的空隙是飽水的，要變密必需從空隙中排出一部分水，如砂粒很小，整個砂體的滲透性不良，瞬間振動變形需從空隙中排除的水來不及排出，結(jié)果使砂體中空隙水壓力上升，砂粒間有效應(yīng)力降低，當(dāng)有效應(yīng)力為零時，砂粒完全懸浮水中，喪失強(qiáng)度和承載能力。第一節(jié)概述1.概念:飽水砂土在地震、動力荷載或其它外2.砂土液化的危害性

1）地面下沉：飽水疏松砂土因振動而趨密實，地面隨之下沉。

2）地表塌陷：地震時砂土中空隙水壓力劇增，當(dāng)砂土出露地表或其上覆土層較薄時，即發(fā)生噴砂冒水，造成地下淘空，地表塌陷。

3）地基土承載力喪失：持續(xù)的地震動使砂土中空隙水壓力上升，導(dǎo)致砂土粒間有效應(yīng)力下降，當(dāng)有效應(yīng)力為零時，砂粒處于懸浮狀態(tài)，喪失承載能力，引起地基失效。

4）地面流滑：斜坡上若有液化砂土層分布時，地震會導(dǎo)致液化流滑，使斜坡失穩(wěn)。

5）涌砂2.砂土液化的危害性第二節(jié)砂土地震液化的機(jī)理1.液化狀態(tài)的產(chǎn)生對一般砂土（干砂），其抗剪強(qiáng)度為：對飽水砂土，由于孔隙水壓力的作用，其抗剪強(qiáng)度小于干砂的抗剪強(qiáng)度：在地震動情況下，疏松飽和砂土在剪應(yīng)力反復(fù)作用下趨密實，如砂粒很小，透水性不良而排水不暢，會產(chǎn)生剩余空隙水壓力或超空隙水壓力，此時砂土的抗剪強(qiáng)度為：此時其抗剪強(qiáng)度更低了。隨震動持續(xù)時間增長，剩余空隙水壓力不斷增大，使砂土抗剪強(qiáng)度不斷降低，甚至完全喪失。第二節(jié)砂土地震液化的機(jī)理1.液化狀態(tài)的產(chǎn)生第三章---砂土液化課件日本新瀉1964年地震時砂土液化影響。這些設(shè)計為抗震的建筑物傾斜而未受損壞。日本新瀉1964年地震時砂土液化影響。這些設(shè)計為抗震的建筑物加州沃森維爾附近的野外涌沙加州沃森維爾附近的野外涌沙2.液化狀態(tài)的判定在實際工程中，一般采用砂土的抗剪強(qiáng)度τ與作用與該砂土體的往復(fù)應(yīng)力τd的比值來判定砂土是否發(fā)生液化:當(dāng)τ＞τd時,不產(chǎn)生液化;當(dāng)τ=τd時,處于臨界狀態(tài)，此時稱為砂土的初始態(tài)；當(dāng)τ＜τd時，處于液化狀態(tài)，特別的當(dāng)τ/τd=0時，砂土顆粒間將脫離接觸而處于懸浮狀態(tài)，即為完全液化狀態(tài)。2.液化狀態(tài)的判定由此可將砂土液化分為三個階段:1)穩(wěn)定狀態(tài)();2)臨界狀態(tài)或初始液化狀態(tài)();3)完全液化狀態(tài)().從初始液化狀態(tài)至完全液化狀態(tài)往往發(fā)展很快，二者界限不易判斷。為了保證安全，可把初始液化視作液化。當(dāng)飽和砂土完全液化時，在一定深度z處的空隙水壓力（假設(shè)地下水面位于地面），其中

則顯然，砂土的深度愈大，完全液化時的超空隙水壓力愈大。由此可將砂土液化分為三個階段:第三節(jié)影響砂土液化的因素1）土的類型及性質(zhì)★粒度粉、細(xì)砂土最易液化；高烈度時，亞砂土、輕亞粘土、中砂也可液化。我國90%發(fā)生在粉組、砂、亞砂土中。粉粒含量>40%時，極易液化；粘粒含量>12.5%時，極難液化。極易液化土的特征是：平均粒度0.02-0.10mm，?=2-8，粘粒含量<10%第三節(jié)影響砂土液化的因素★粒度★密實度

松砂極易液化，密砂不易液化。相對密度Dr<50%時，很易液化，Dr>80%時，不易液化?！锍梢蚣澳甏酁闆_積成因的粉細(xì)砂土，如濱海平原、河口三角洲等。沉積年代較新：結(jié)構(gòu)松散、含水量豐富、地下水位淺★密實度2）飽和砂土的埋藏分布條件

埋藏條件包括：砂層厚度、上覆非液化土層厚度（即埋藏深度）、地下水埋深?！锷皩由细卜且夯翆佑?，液化可能性愈小。一般埋深大于10-15m以下就難以液化了?！锏叵滤宦裆钣?，愈不易液化。實際上，地下水埋深3-4m時，液化現(xiàn)象很少，一般把液化最大地下水埋深定為5m?！锷皩釉胶裨揭滓夯?。

2）飽和砂土的埋藏分布條件★砂層上覆非液化土層愈厚，液化可能3）地震活動的強(qiáng)度及歷時

地震力（剪應(yīng)力）是砂土液化的動力

地震愈強(qiáng)，歷時愈長，則愈易引起砂土液化，而且波及范圍愈廣。Ⅵ度以下地區(qū)很少有液化現(xiàn)象；Ⅶ度區(qū)只能使疏松的粉、細(xì)砂層液化；而Ⅸ度以上地區(qū)才能使粗粒及粘粒含量較高的土液化。強(qiáng)度很高的地區(qū)即震中區(qū)附近，因地振動以垂直為主，也不易產(chǎn)生液化。液化范圍（液化最遠(yuǎn)點，以震中距R表示，Km）lgR=0.77M-3.63）地震活動的強(qiáng)度及歷時地震愈強(qiáng)，歷第三章砂土地震液化工程地質(zhì)研究第三章砂土地震液化工程地第一節(jié)概述1.概念:飽水砂土在地震、動力荷載或其它外力作用下，受到強(qiáng)烈振動而喪失抗剪強(qiáng)度。使砂粒處于懸浮狀態(tài)，致使地基失效的作用或現(xiàn)象稱為砂土液化。疏松砂土受到振動時有變密的趨勢，如砂的空隙是飽水的，要變密必需從空隙中排出一部分水，如砂粒很小，整個砂體的滲透性不良，瞬間振動變形需從空隙中排除的水來不及排出，結(jié)果使砂體中空隙水壓力上升，砂粒間有效應(yīng)力降低，當(dāng)有效應(yīng)力為零時，砂粒完全懸浮水中，喪失強(qiáng)度和承載能力。第一節(jié)概述1.概念:飽水砂土在地震、動力荷載或其它外2.砂土液化的危害性

1）地面下沉：飽水疏松砂土因振動而趨密實，地面隨之下沉。

2）地表塌陷：地震時砂土中空隙水壓力劇增，當(dāng)砂土出露地表或其上覆土層較薄時，即發(fā)生噴砂冒水，造成地下淘空，地表塌陷。

3）地基土承載力喪失：持續(xù)的地震動使砂土中空隙水壓力上升，導(dǎo)致砂土粒間有效應(yīng)力下降，當(dāng)有效應(yīng)力為零時，砂粒處于懸浮狀態(tài)，喪失承載能力，引起地基失效。

4）地面流滑：斜坡上若有液化砂土層分布時，地震會導(dǎo)致液化流滑，使斜坡失穩(wěn)。

5）涌砂2.砂土液化的危害性第二節(jié)砂土地震液化的機(jī)理1.液化狀態(tài)的產(chǎn)生對一般砂土（干砂），其抗剪強(qiáng)度為：對飽水砂土，由于孔隙水壓力的作用，其抗剪強(qiáng)度小于干砂的抗剪強(qiáng)度：在地震動情況下，疏松飽和砂土在剪應(yīng)力反復(fù)作用下趨密實，如砂粒很小，透水性不良而排水不暢，會產(chǎn)生剩余空隙水壓力或超空隙水壓力，此時砂土的抗剪強(qiáng)度為：此時其抗剪強(qiáng)度更低了。隨震動持續(xù)時間增長，剩余空隙水壓力不斷增大，使砂土抗剪強(qiáng)度不斷降低，甚至完全喪失。第二節(jié)砂土地震液化的機(jī)理1.液化狀態(tài)的產(chǎn)生第三章---砂土液化課件日本新瀉1964年地震時砂土液化影響。這些設(shè)計為抗震的建筑物傾斜而未受損壞。日本新瀉1964年地震時砂土液化影響。這些設(shè)計為抗震的建筑物加州沃森維爾附近的野外涌沙加州沃森維爾附近的野外涌沙2.液化狀態(tài)的判定在實際工程中，一般采用砂土的抗剪強(qiáng)度τ與作用與該砂土體的往復(fù)應(yīng)力τd的比值來判定砂土是否發(fā)生液化:當(dāng)τ＞τd時,不產(chǎn)生液化;當(dāng)τ=τd時,處于臨界狀態(tài)，此時稱為砂土的初始態(tài)；當(dāng)τ＜τd時，處于液化狀態(tài)，特別的當(dāng)τ/τd=0時，砂土顆粒間將脫離接觸而處于懸浮狀態(tài)，即為完全液化狀態(tài)。2.液化狀態(tài)的判定由此可將砂土液化分為三個階段:1)穩(wěn)定狀態(tài)();2)臨界狀態(tài)或初始液化狀態(tài)();3)完全液化狀態(tài)().從初始液化狀態(tài)至完全液化狀態(tài)往往發(fā)展很快，二者界限不易判斷。為了保證安全，可把初始液化視作液化。當(dāng)飽和砂土完全液化時，在一定深度z處的空隙水壓力（假設(shè)地下水面位于地面），其中

則顯然，砂土的深度愈大，完全液化時的超空隙水壓力愈大。由此可將砂土液化分為三個階段:第三節(jié)影響砂土液化的因素1）土的類型及性質(zhì)★粒度粉、細(xì)砂土最易液化；高烈度時，亞砂土、輕亞粘土、中砂也可液化。我國90%發(fā)生在粉組、砂、亞砂土中。粉粒含量>40%時，極易液化；粘粒含量>12.5%時，極難液化。極易液化土的特征是：平均粒度0.02-0.10mm，?=2-8，粘粒含量<10%第三節(jié)影響砂土液化的因素★粒度★密實度

松砂極易液化，密砂不易液化。相對密度Dr<50%時，很易液化，Dr>80%時，不易液化。★成因及年代多為沖積成因的粉細(xì)砂土，如濱海平原、河口三角洲等。沉積年代較新：結(jié)構(gòu)松散、含水量豐富、地下水位淺★密實度2）飽和砂土的埋藏分布條件

埋藏條件包括：砂層厚度、上覆非液化土層厚度（即埋藏深度）、地下水埋深?！锷皩由细卜且夯翆佑瘢夯赡苄杂?。一般埋深大于10-15m以下就難以液化了。★地下水位埋深愈大，愈不易液化。實際上，地下水埋深3-4m時，液化現(xiàn)象很少，一般把液化最大地下水埋深定為5m?！锷皩釉胶裨揭滓夯?/p>

2）飽和砂土的埋藏分布條件★砂層上覆非液化土層愈厚，液化可能3）