砂土液化 课堂演讲ppt课件

1、;1砂土液化XXX2015XXXXXX;2形成机理形成机理影响因素影响因素砂土液化砂土液化主要概述主要概述防护措施防护措施;3概念概念: :饱水砂土在地震、动力荷载或其它外力作用下，饱水砂土在地震、动力荷载或其它外力作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度。使砂粒处于悬浮状态，受到强烈振动而丧失抗剪强度。使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象称为砂土液化。致使地基失效的作用或现象称为砂土液化。主要概述主要概述;4 地震导致砂土液化往往是区域性的，可使广大地域内的建筑物遭地震导致砂土液化往往是区域性的，可使广大地域内的建筑物遭受毁坏。受毁坏。 疏松砂土受到振动时有变密的趋势，如砂的空隙是饱水的，

2、要变疏松砂土受到振动时有变密的趋势，如砂的空隙是饱水的，要变密必需从空隙中排出一部分水，如砂粒很小，整个砂体的渗透性不良，密必需从空隙中排出一部分水，如砂粒很小，整个砂体的渗透性不良，瞬间振动变形需从空隙中排除的水来不及排出，结果使砂体中空隙水瞬间振动变形需从空隙中排除的水来不及排出，结果使砂体中空隙水压力上升，砂粒间有效应力降低，当有效应力为零时，砂粒完全悬浮压力上升，砂粒间有效应力降低，当有效应力为零时，砂粒完全悬浮水中，丧失强度和承载能力。水中，丧失强度和承载能力。;51 1）地面下沉：饱水疏松砂土因振动而趋密）地面下沉：饱水疏松砂土因振动而趋密实，地面随之下沉。实，地面随之下沉。2 2

3、）地表塌陷：地震时砂土中空隙水压力剧增，）地表塌陷：地震时砂土中空隙水压力剧增，当砂土出露地表或其上覆土层较薄时，即发当砂土出露地表或其上覆土层较薄时，即发生喷砂冒水，造成地下淘空，地表塌陷。生喷砂冒水，造成地下淘空，地表塌陷。3 3）地基土承载力丧失：持续的地震动使砂土）地基土承载力丧失：持续的地震动使砂土中空隙水压力上升，导致砂土粒间有效应力下中空隙水压力上升，导致砂土粒间有效应力下降，当有效应力为零时，砂粒处于悬浮状态，降，当有效应力为零时，砂粒处于悬浮状态，丧失承载能力，地基失效。丧失承载能力，地基失效。4 4）地面流滑：斜坡上若有液化砂土层分布）地面流滑：斜坡上若有液化砂土层分布时，

4、地震会导致液化流滑，使斜坡失稳。时，地震会导致液化流滑，使斜坡失稳。5 5）涌砂。）涌砂。;6日本新泻1964年地震时砂土液化影响。这些设计为抗震的建筑物倾斜而未受损坏。;71999年台湾7.6级地震，台中港大面积地基液化，码头到处可见沉陷和裂缝。;8tg砂土液化的形成机理砂土液化的形成机理液化状态的产生液化状态的产生 对一般砂土（干砂），其抗剪强度为：对饱水砂土，由于孔隙水压力Pw0的作用，其抗剪强度小于干砂的抗剪强度： 在地震动情况下，疏松饱和砂土在剪应力反复作用下趋密实，最终达到最稳定的紧密排列状态砂土。要变密实就势必排水，如砂粒很小，透水性不良而排水不畅，会产生剩余空隙水压力或超空隙水

5、压力，此时砂土的抗剪强度为： 此时其抗剪强度更低了。随震动持续时间增长，剩余空隙水压力不断增大，使砂土抗剪强度不断降低，甚至完全丧失。tgtgp0wtgtgptgppwww)(0;9各地的砂土液化现象各地的砂土液化现象;10液化状态的判定液化状态的判定 在实际工程中，一般采用砂土的抗剪强度与作用于该砂土体的往复应力d的比值来判定砂土是否发生液化: 当 d时,不产生液化;当=d时,处于临界状态，砂土开始发生剪切破坏，此时称为砂土的初始态； 当d时，处于液化状态，特别的当/d =0时，砂土颗粒间将脱离接触而处于悬浮状态，即为完全液化状态。;11土的类型及性质土的类型及性质饱和砂土的埋藏分布条件饱和

6、砂土的埋藏分布条件地震动的强度及历时地震动的强度及历时影响砂土液化的因素影响砂土液化的因素一一三三;12粒度粒度 粉、细砂土最易液化；高烈度时，亚砂土、轻亚粘土、中砂也粉、细砂土最易液化；高烈度时，亚砂土、轻亚粘土、中砂也可液化。我国可液化。我国90%90%发生在粉组、砂、亚砂土中。粉粒含量发生在粉组、砂、亚砂土中。粉粒含量40%40%时，时，极易液化；粘粒含量极易液化；粘粒含量12.5%12.5%时，极难液化。时，极难液化。宏观考察资料表明宏观考察资料表明极易极易液化土的特征是：平均粒度液化土的特征是：平均粒度0.02-0.100.02-0.10mmmm， =2-8=2-8，粘粒含量，粘粒含

7、量10%10%。粉粒含量大有助于液化，粘粒含量大则不易液化。粉粒含量大有助于液化，粘粒含量大则不易液化。案例：我国对邢台、通海和海城地震砂土液化的案例：我国对邢台、通海和海城地震砂土液化的7878件喷砂样品粒度件喷砂样品粒度分析表明，粉、细砂土占分析表明，粉、细砂土占57.757.7，亚砂土，亚砂土(Ip7)(Ip7)占占34.6%34.6%，中粗砂土，中粗砂土及轻亚粘土及轻亚粘土(Ip=7-10)(Ip=7-10)占占7.77.7，而且全部发生在烈度为，而且全部发生在烈度为度区内。度区内。唐山地震时天津市区为唐山地震时天津市区为度区，出现许多亚砂土和轻亚粘土液化现度区，出现许多亚砂土和轻亚粘

8、土液化现象。象。1 1）土的类型及性质）土的类型及性质;13密实度密实度 松砂极易液化，密砂不易液化。相对密度松砂极易液化，密砂不易液化。相对密度Dr50%Dr80%Dr80%时，不易液化。时，不易液化。式中：式中：e e为天然孔隙比：为天然孔隙比：e emaxmax和和e eminmin分别为最大、最小孔隙比。分别为最大、最小孔隙比。成因及年代成因及年代 多为冲积成因的粉细砂土，如滨海平原、河口三角洲等。多为冲积成因的粉细砂土，如滨海平原、河口三角洲等。 沉积年代较新：结构松散、含水量丰富、地下水位浅。沉积年代较新：结构松散、含水量丰富、地下水位浅。 根根 据我国一些地区液化土层的统计资料；

9、最易发生液化的粒度组据我国一些地区液化土层的统计资料；最易发生液化的粒度组成特征值是：平均粒径成特征值是：平均粒径(d (d5050) )为为0.020.10mm0.020.10mm，不均粒系数，不均粒系数()()为为2-82-8，粘粒含量小于粘粒含量小于10%10%。minmaxmaxreeeeD;14;152 2）饱饱和和砂砂土土的的埋埋藏藏分分布布条条件件埋藏条件包括：砂层厚度、上覆非液化土层厚度（即埋藏条件包括：砂层厚度、上覆非液化土层厚度（即埋藏深度）、地下水埋深。埋藏深度）、地下水埋深。砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。一般埋深砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。一般埋深

10、大于大于10-1510-15m m以下就难以液化了。以下就难以液化了。当液化砂层埋藏较深，上当液化砂层埋藏较深，上覆以较厚的非液化粘性土层时抑制了液化，而直接出露地覆以较厚的非液化粘性土层时抑制了液化，而直接出露地表的饱水砂层最易于液化。表的饱水砂层最易于液化。砂层越厚越易液化。砂层越厚越易液化。地下水位埋深愈大，愈不易液化。实际上，地下水埋深地下水位埋深愈大，愈不易液化。实际上，地下水埋深3-43-4m m时，液化现象很少，一般把液化最大地下水埋深定为时，液化现象很少，一般把液化最大地下水埋深定为5 5m m。;16地震愈强，历时愈长，则地震愈强，历时愈长，则愈易引起砂土液化，而且愈易引起砂

11、土液化，而且波及范围愈广，破坏愈严波及范围愈广，破坏愈严重。重。 度以下地区很少有液化现象；度以下地区很少有液化现象； 度区只能使疏松的粉、细砂度区只能使疏松的粉、细砂层液化；而层液化；而 度以上地区才能度以上地区才能使粗粒及粘粒含量较高的土液使粗粒及粘粒含量较高的土液化。化。强度很高的地区即震中区强度很高的地区即震中区附近，因地振动以垂直为附近，因地振动以垂直为主，也不易产生液化。液主，也不易产生液化。液化范围（液化最远点，以化范围（液化最远点，以震中距震中距R R表示，表示，KmKm）lgR=0.77M- 3.6lgR=0.77M- 3.6式中，式中，MM为震级为震级( (一般一般M6)M6)；R R为液化最远点的震中距为液化最远点的震中距(Km)(Km)。3 3）地震活动的强度及历时）地震活动的强度及历时;17防护砂土地震液化的常用措施有：慎重选防护砂土地震液化的常用措施有：慎重选择建筑场地、地基处理及基础类型选择等。择建筑场地、地基处理及基础类型选择等。在强震区，对于建筑场地应慎重选择。尤其是重在强震区，对于建筑场地应慎重选择。尤其是重大建筑物损坏店后果严重；建筑场地应尽量避开大建筑物损坏店后果严重；建筑场地应尽量避开可能液化土层分布的地段。可能液化土层分布的地段。一般应以地形平坦，液化土层及地下水埋藏较一般应以