砂土液化课件

第三章砂土地震液化工程地质研究第三章砂土地震液化工程地第一节概述1.概念: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，致使地基失效的作用或现象称为砂土液化。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，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，砂粒完全悬浮水中，丧失强度和承载能力。第一节概述1.概念:饱水砂土在地震、动力荷载或其它外2.砂土液化的危害性

1）地面下沉：饱水疏松砂土因振动而趋密实，地面随之下沉。

2）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，即发生喷砂冒水，造成地下淘空，地表塌陷。

3）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降，当有效应力为零时，砂粒处于悬浮状态，丧失承载能力，引起地基失效。

4）地面流滑：斜坡上若有液化砂土层分布时，地震会导致液化流滑，使斜坡失稳。

5）涌砂2.砂土液化的危害性第二节砂土地震液化的机理1.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，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。第二节砂土地震液化的机理1.液化状态的产生第三章---砂土液化课件日本新泻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。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加州沃森维尔附近的野外涌沙加州沃森维尔附近的野外涌沙2.液化状态的判定在实际工程中，一般采用砂土的抗剪强度τ与作用与该砂土体的往复应力τd的比值来判定砂土是否发生液化:当τ＞τd时,不产生液化;当τ=τd时,处于临界状态，此时称为砂土的初始态；当τ＜τd时，处于液化状态，特别的当τ/τd=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。2.液化状态的判定由此可将砂土液化分为三个阶段:1)稳定状态();2)临界状态或初始液化状态();3)完全液化状态().从初始液化状态至完全液化状态往往发展很快，二者界限不易判断。为了保证安全，可把初始液化视作液化。当饱和砂土完全液化时，在一定深度z处的空隙水压力（假设地下水面位于地面），其中

则显然，砂土的深度愈大，完全液化时的超空隙水压力愈大。由此可将砂土液化分为三个阶段:第三节影响砂土液化的因素1）土的类型及性质★粒度粉、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90%发生在粉组、砂、亚砂土中。粉粒含量>40%时，极易液化；粘粒含量>12.5%时，极难液化。极易液化土的特征是：平均粒度0.02-0.10mm，ŋ=2-8，粘粒含量<10%第三节影响砂土液化的因素★粒度★密实度

松砂极易液化，密砂不易液化。相对密度Dr<50%时，很易液化，Dr>80%时，不易液化。★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。沉积年代较新：结构松散、含水量丰富、地下水位浅★密实度2）饱和砂土的埋藏分布条件

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。★砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。一般埋深大于10-15m以下就难以液化了。★地下水位埋深愈大，愈不易液化。实际上，地下水埋深3-4m时，液化现象很少，一般把液化最大地下水埋深定为5m。★砂层越厚越易液化。

2）饱和砂土的埋藏分布条件★砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能3）地震活动的强度及历时

地震力（剪应力）是砂土液化的动力

地震愈强，历时愈长，则愈易引起砂土液化，而且波及范围愈广。Ⅵ度以下地区很少有液化现象；Ⅶ度区只能使疏松的粉、细砂层液化；而Ⅸ度以上地区才能使粗粒及粘粒含量较高的土液化。强度很高的地区即震中区附近，因地振动以垂直为主，也不易产生液化。液化范围（液化最远点，以震中距R表示，Km）lgR=0.77M-3.63）地震活动的强度及历时地震愈强，历第三章砂土地震液化工程地质研究第三章砂土地震液化工程地第一节概述1.概念: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，致使地基失效的作用或现象称为砂土液化。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，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，砂粒完全悬浮水中，丧失强度和承载能力。第一节概述1.概念:饱水砂土在地震、动力荷载或其它外2.砂土液化的危害性

1）地面下沉：饱水疏松砂土因振动而趋密实，地面随之下沉。

2）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，即发生喷砂冒水，造成地下淘空，地表塌陷。

3）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降，当有效应力为零时，砂粒处于悬浮状态，丧失承载能力，引起地基失效。

4）地面流滑：斜坡上若有液化砂土层分布时，地震会导致液化流滑，使斜坡失稳。

5）涌砂2.砂土液化的危害性第二节砂土地震液化的机理1.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，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。第二节砂土地震液化的机理1.液化状态的产生第三章---砂土液化课件日本新泻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。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加州沃森维尔附近的野外涌沙加州沃森维尔附近的野外涌沙2.液化状态的判定在实际工程中，一般采用砂土的抗剪强度τ与作用与该砂土体的往复应力τd的比值来判定砂土是否发生液化:当τ＞τd时,不产生液化;当τ=τd时,处于临界状态，此时称为砂土的初始态；当τ＜τd时，处于液化状态，特别的当τ/τd=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。2.液化状态的判定由此可将砂土液化分为三个阶段:1)稳定状态();2)临界状态或初始液化状态();3)完全液化状态().从初始液化状态至完全液化状态往往发展很快，二者界限不易判断。为了保证安全，可把初始液化视作液化。当饱和砂土完全液化时，在一定深度z处的空隙水压力（假设地下水面位于地面），其中

则显然，砂土的深度愈大，完全液化时的超空隙水压力愈大。由此可将砂土液化分为三个阶段:第三节影响砂土液化的因素1）土的类型及性质★粒度粉、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90%发生在粉组、砂、亚砂土中。粉粒含量>40%时，极易液化；粘粒含量>12.5%时，极难液化。极易液化土的特征是：平均粒度0.02-0.10mm，ŋ=2-8，粘粒含量<10%第三节影响砂土液化的因素★粒度★密实度

松砂极易液化，密砂不易液化。相对密度Dr<50%时，很易液化，Dr>80%时，不易液化。★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。沉积年代较新：结构松散、含水量丰富、地下水位浅★密实度2）饱和砂土的埋藏分布条件

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。★砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。一般埋深大于10-15m以下就难以液化了。★地下水位埋深愈大，愈不易液化。实际上，地下水埋深3-4m时，液化现象很少，一般把液化最大地下水埋深定为5m。★砂层越厚越易液化。

2）饱和砂土的埋藏分布条件★砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能3）