不良地质现象及防治

土木工程地质学

GeologyinCivilEngineering6.1斜坡变形6.2崩塌6.3滑坡6.4泥石流6.5地面塌陷6.6地震与沙土液化不良地质现象及防治

6.1斜坡变形

6.1.1拉裂斜坡岩土体在局部拉应力集中部位和张力带内行程张裂隙的变形形式成为拉裂。拉裂形成机制有三种类型：1、在坡面和坡顶张力带中拉应力集中形成拉裂；2.卸荷回弹或岩体初始应力（地应力）释放产生拉裂；3.因蠕滑形成局部应力集中产生拉裂。斜坡变形:由于应力状态的变化,当局部应力超过该部位岩土体的容许强度时,引起局部剪切错动、拉裂并出现小位移，但还未造成整体性的破坏。6.1.2蠕滑斜坡岩土体迎软弱面局部向临空方向的缓慢剪切变形称为蠕滑。蠕滑一般有三种形式：1.受最大剪应力面控制的蠕滑，在均质土坡中较为常见；2.受软弱结构面控制的蠕滑，在含有近水平或倾向坡外各种软弱结构面的岩坡常见；3.受软弱基座控制的蠕滑和塑流。6.1.3弯曲倾倒由陡倾或直立板（片）状岩体组成的斜坡，当岩层与坡面平行时，在重力作用下发生向临空方向弯曲、折裂并逐渐向内发展，此重变形称为弯曲倾倒。

碎落——斜坡的表层岩石由于强烈风化，沿斜坡表面发生经常性的岩屑顺坡滚落现象。

6.2崩塌

落石——陡峻斜坡上个别、少量岩块、碎石脱离坡体向下坠落的现象。

山崩——规模巨大的山区崩塌。盐池河崩塌崩塌的形成条件及影响因素二、崩塌产生的条件1.岩性条件：一般发生于厚层坚硬岩体中，这类岩体常能形成高陡斜坡。2.地形地貌条件：一般发生于陡峻的斜坡地段，一般坡角大于45度，高度大于30米，坡面不平整，上陡下缓。3.构造条件：在岩体中各种软弱结构面（节理、裂隙、岩层层面、断层等）组合处易发生崩塌。4.气候条件：昼夜温差、季节变化促使岩石风化。5.水文地质条件：水的冲刷、溶解和软化裂隙充填物软弱面，水的渗透力。6.其它：地震及人类活动中的爆破、开挖高边坡破坏山体平衡。地形地貌条件地形是引起崩塌的基本因素。斜坡坡度大于45°、高度超过30m的地段有利于发生崩塌。软、硬岩相间发生的崩塌岩性条件岩性对崩塌有明显的控制作用。坚硬脆性的岩石组成的高陡边坡以及硬、软岩相间构成的边坡较易发生崩塌。层理、节理组合发生的崩塌地质构造条件岩体中各种不连续面的存在是产生崩塌的基本条件。当各种不连续面的产状和组合有利于崩塌时，就成为发生崩塌的决定性因素。水的条件水是诱发崩塌的必要条件。气候条件

高寒地区冰劈作用广泛发育，干旱、半干旱气候区日温差及年温差较大，这些地区物理风化强烈，岩石易破碎成碎块，崩落极为盛行。其它条件

主要是人为因素和振动影响。如果在工程设计和施工中处理不当，会促使崩塌的发生；地震、列车、爆破施工引起的振动，也是诱发崩塌的因素。崩塌的防治1.绕避为主对有可能发生大、中型崩塌的地段，有条件绕避时，有限绕避。2.防治结合对有可能发生小型崩塌或者落石的地段，应视地形条件进行经济比较。3.科学施工避免使用不合理的高陡边坡，避免大挖大切，维持山体平衡对于落石和小型崩塌

(1)清除危岩；(2)支护加固；(3)拦挡工程。拦石网崩塌支护加固措施对于大型崩塌，可采用棚洞或明洞等防护工程。

若各种方法均不能解决问题时，只能采取绕避方案：或将线路内移作隧；或将线路改移到河对岸。防崩塌明洞6.3.1滑坡及其形态特征6.3.2滑坡的形成条件及影响因素6.3.3滑坡分类6.3.4滑坡防治

6.3滑坡滑坡及其形态特征滑坡——斜坡上的岩土体，在重力的作用下，沿着斜坡内部一定的滑动面（或滑动带）整体下滑，且水平位移大于垂直位移的坡体变形。

2004年6月23日，湖南怀化沅陵的五强溪库区重点移民区的北溶乡花园、侯家湾、朱红溪3个村发生山体滑坡。毁损的公路27栋房屋被冲毁2003年5月11日贵州申省三穗休县平溪特粘大桥滑窃坡致使35人死亡，众毁坏桥墩叔。滑坡的形锐态特征滑坡体——沿滑动面山向下滑动浓的那部分虹岩土体。滑动面——滑坡体沿依其下滑的驴面。滑坡的形维态特征滑动面非的形态滑坡床——滑动面下副稳定不动度的岩土体梁。滑坡周他界——平面上明滑坡体闪与周围鹊稳定不欠动的岩包土体的眯分界线疗。滑坡的更形态特更征滑坡壁——滑体后缘婆与母体脱据开的分界杜面。平面上多苹呈围椅状鲜。滑坡的赚形态特总征滑坡台统阶——由于滑坡李体上、下祥各段运动若速度的差晋异，滑坡优体断开或翠沿不同滑迫面多次滑皮动，在滑条坡上构成铲多级台阶薯。每一台废阶由滑坡霞平台及陡卫壁组成。滑坡的色形态特垒征滑坡舌——滑坡体前白缘形如舌污状伸入沟废堑或河道则中的部分委。滑坡鼓迷丘——滑坡体祝前缘受扰阻，被肆挤压鼓拍起成丘岂状的部编分。滑坡的赴形态特型征滑坡裂缘瑞隙——滑坡体仍内出现统的裂隙掩。滑坡的形类态特征200浪3年7月13日三峡兽库区沙溪逮镇发生千然将坪滑坡缩慧，致使24人失踪。新沙溪镇滑坡壁滑坡周界滑坡常占见的各竹种地貌、地左物特征：滑坡体捧上房屋权开裂甚矛至倒塌择；滑坡周脸界处双菠沟同源若现象；滑坡体表泪面坡度比窑周围未滑让动斜坡坡播度变缓；滑坡体土上的“唐醉林”糠、“峡马刀树暂”等现烦象。5.1.每2滑坡的菊形成条正件及影州响因素滑坡的者形成条列件影响滑熟坡形成粉和发展远的因素滑坡的形兄成条件必备条取件滑动面切割面临空面令k为稳定系修数显然，k＞1时，斜坡蛮稳定；k=1时，斜坡束处于极限挂平衡状态贩；k＜1时，滑体搭下滑。力学条件抗滑力矩=滑动力矩=Ｗ·a影响滑屑坡形成型和发展误的因素地形地貌地层岩性地质构造地下水人为因素等由此，好我们可保以得出予滑坡产箱生的力学条倍件是：在贯通的吹滑动面上塌，总下滑版力＞抗是滑力。地形地貌斜坡的高暂度、坡度暖和形态影宁响着斜坡画的稳定性麦。高而陡阴峻的斜掌坡较不境稳定，吉因为地井形上的奏有效临秆空面提封供了滑驾动的空见间，是袖滑坡形烦成的重裳要条件渐。地层岩性沉积物和描岩石是产别生滑坡的灭物质基础浑。地质构造滑坡的产伙生与地质冈构造关系仓极为密切顶。滑动面常魂常是构造滋软弱面，拼如层面、序断层面、帐断层破碎握带、节理刘面、不整宋合面等。诸另外，岩想层的产状捡也影响滑认坡的发育筑。如果岩糕层向斜坡烫内部倾斜聋，斜坡比毯较稳定；共如果岩层裁的倾向和强斜坡坡向猴相同，就宵有利于滑细坡发育，凶特别是当说倾斜岩层坟中有含水窜层存在时裂，滑坡最天易形成。地下水绝大多数搏滑坡的发粥生发育都耍有地下水鲁的参与。因为地清下水进很入滑动抢体，到煌达滑动叨面，会葵使滑动白体自重夜增大，扁使滑动箩面抗剪袜强度降堂低，再被加上对犬滑动体吃的静、猴动水压巷力，都脉成为诱玻发滑坡堪形成和横发展的滤重要因储素。人为因寒素及其挖它因素人工切左坡，开停挖渠道医，露采匹矿坑等破人类的源工程活臂动。如衫设计施祖工不当灰，也可蜂破坏斜伟坡平衡馋，引起逗滑坡。此外，油地震、吧大爆破棵和各种毒机械震慢动常诱初发滑坡纸，因为忍地面震磁动不仅搁增加了逗土体下赌滑力，逃而且破宣坏了土车体的内拥部结构突。当上述瘦条件同丢时具备碍时，滑散坡几乎角是难以绝避免的纹。一个刚突出的凡例子是笔：1983哭.3.7，在甘鼓肃省东体乡县洒撞勒山南大坡第四荣纪黄土明与下覆威第三纪糖红土层遮中发生纹了大型斑灾害性锣滑坡，殖使公路准摧毁，甜河道堵墨塞，水悄库淤积侨，附近4个生产米队的71户被掩埋寨，220人死亡觉，三千见多亩农唯田被毁馋。5.1山.3滑坡分类按滑坡力贞学特征分纤类按滑动面凡与地质构万造特征分绳类牵引式滑坡：滑体下部先失去平衡发生滑动，逐渐向上发展，上部滑体受到牵引而跟随滑动。推动式滑坡：滑体上部局部破坏，上部滑动面局部贯通，挤压下部滑体，最后整个滑体滑动。按滑坡乳力学特肺征分类均质滑坡顺层滑坡切层滑坡按滑动站面与地眼质构造市特征分殊类5.1昂.4滑坡防于治应当是以碑防为主、比整治为辅续；查明影载响因素立，采取乐综合整粗治方案全；一次性盛根治，长不留后声患。防治原脊则防治方饥法排水刷方减载修建支挡工程改善滑动面或滑动带的岩土性质滑坡地表排水系统示意图截水沟断面构造图排除地表饥水:对滑坡体蓝地表水要逐截流旁引害，不使它狼流入滑坡宿内。排水支撑盲沟截水盲沟排除地眨下水其中水平呜排水设施厕有盲沟、奔盲洞、水凑平钻孔。但垂直排水队设施有井戚、钻孔等献。刷方减干载对于头重颈脚轻的滑姻坡、高而鬼陡的斜坡主，可将滑腐坡上部或见斜坡上部队的岩土体麻削去一部衔分，并将们其堆放在头坡脚处。抗滑桩修建支忆挡工程锚固滑体挡土墙支挡工程备的作用主幻玉要是增加僻抗滑力，校直到不再沈滑坡。抗滑桩改善滑氏动面或兄滑动带缸的岩土门性质土质改聪良的目疮的在于亭提高岩婶土体的盒抗滑能护力，主鹿要用于爆土体性咱质的改开善。一弊般有电贩化学加成固法、惠硅化法躬水泥胶滚结法、勿冻结法舅、焙烧胜法、石薯灰灌浆蚁法及电趴渗排水络法等。6.4哑.1泥石流及侄其分布6.4.涝2泥石流形邻成条件6.4.祥3泥石流择分类6.4.读4泥石流侍地区道纯路位置趁选择6.4.券5泥石流的持防治措施6.4泥石流泥石流及融其分布泥石流——含有大葵量泥砂灭、石块啦等固体饿物质，钻突然爆唤发的，惜具有很康大破坏来力的特与殊洪流涌。泥石流的危害200暑4年7月，云南省德未宏州盈江积县先后发生挤了两次特雾大洪涝泥拒石流灾害返，造成了他巨大的阀经济损皆失和人墙员伤亡邻。5.3.潜2泥石流形跃成条件必备条件丰富的松散固体物质陡峻的地形足够的突发性水源松散固坐体物质庆（地质葬条件）在形成圈区内有肯大量易轨于被水向流侵蚀乳冲刷的骂疏松土哭石堆积救物，是叼泥石流再形成的最重要章的条件。地形条件典型的亲泥石流层流域可规划分为形成区、流通区和沉积区三个区夜段。该区多为言三面环山乐、一面出嫁口的半圆立形宽阔地摩段，周围狠山坡陡峻酸，沟谷纵炎坡降可达30°以上。气斜坡常我被冲沟键切割，泥且崩塌扭、滑坡私发育；检坡体光节秃，无黎植被覆俩盖，这榆样的地裕形，有形利于汇哨集周围星山坡上盾的水流奶的固体烟物质。形成区才又可分亿为汇水动力警区和物质供给吓区。形成区该区多杂为狭窄析而深切驾的峡谷茂或冲沟天，谷壁勤陡峻而跳纵坡降雹较大，朴常出现抽陡坎和蚁跌水，坝泥石流末进入本插区后极雁具冲刷锅能力。嘉流通区弯形似颈状或证喇叭状。非典型牢的泥石流膛沟，可能就没有明显枣的流通区勉。流通区一般位石于山口京外或山隆间盆地鱼的边缘连，地形棉较平缓题。泥石宁流至此银速度急规剧变小哪，最终杯堆积下骑来，形存成扇形鞠、锥状拳堆积体葛，有的拼堆积区韵还直接芹为河漫蛙滩或阶岂地。沉积区水源条件泥石流形海成必须有般强烈的地卸表径流，企地表径流奋是暴发泥丑石流的动窑力条件。人为因都素人类工买程活动摔的不当虾可促进袜泥石流滨的发生楼、发展降、复活查或加重任其危害胜程度。泥

流泥石流按所含固体物絮质成分水石流泥石流分询类——沟谷型按地貌特捧征——山坡型按地貌特束征粘性泥流粘性泥石流稀性泥流稀性泥石流水石流小型中型大型特大型按泥石流规模大小分类发育初期旺盛期间歇期

按泥石流发育阶段分期按流体靠性质分透类泥石流络地区道威路位置她选择掌握泥广石流的闭独有特上征和发唉生发展揭规律，己选择好译线路的殊位置是若防治泥谈石流的通最有效僚措施。一般来说摇，道路工程鹿通过泥石笨流区，应庙遵循以下箱原则：绕避处于突发育旺盛时期的特大启型、大型愤泥石流或搁泥石流群酸，以及淤朵积严重的钻泥石流沟画；远离泥榆石流堵呈河严重追地段的闻河岸；线路高程凝应考虑泥倒石流发展瓶趋势；峡谷河段通以高桥大梳跨通过；宽谷河段废，线路位嫁置及高程群应根据主轨河床与泥嚷石流沟淤状积率、主匪河摆动趋纹势确定；线路跨接越泥石避流沟时疗，应避狐开河床闲纵坡由社陡变缓饥和平面缩慧上急弯跪部位；剑不宜压欣缩沟床冤断面，安改沟并元桥或沟阳中设墩次；桥下毙应留足声净空；严禁在愧泥石流膀扇上挖再沟设桥咬或作路断堑。道路通哄过泥石远流地区猾的具体食位置，崇通常有粱五种方愈案可供陪比选道路通过泥石流区的方案泥石流的钟防治措施对于大型门的严重发孟育的泥石衫流地段，莲一般绕避为好。万签一无法绕荷避的，在算调查泥石粥流活动规债律后，选劫择有利位眯置，采用痰适宜的结孟构物通过赚。拦挡工程排导工程水土保持拦挡工程主要用眨于上游姜形成区羊的后缘扩，主要赚结构物富是各种州形式的敏坝。其主要作弟用是拦灯泥滞流卡和护床抽固坡。谷坊群格栅坝排导工程主要用于字下游的洪底积扇上，氏目的是防止泥赌石流漫芽流改道。减小罢冲刷和斥淤积的腰破坏以权保护附环近的居织民点、德工矿点正和交通疫线路。排导工遇程主要型包括排搬导沟、略渡槽、轻急流槽优、导流霉堤、排叉洪道等犯。水土保持水土保持郊是泥石流计的治本措紫施。其措施包析括平整山免坡、植树颠造林，保休护植被等锹，维持较束优化的生合态平衡。6.5地面塌陷地面塌荣陷是指付地表岩础、土体进在自然卫或认为荐因素作尼用下，著向下陷饱落，并痒在地面尊行程塌书陷坑洞雪的一种养地质现寄象。岩溶塌陷胸是指在可赌溶性岩石管分布的浅巷覆盖区，夫由于浅部鞋岩溶发育岩，当水文革地质条件润改变时，歼在地下水推的作用下蠢，松散图慎层的土颗店粒发生运平移，而逐撕步形成隐冈伏土洞，没并向地面林发展，最赴终导致地机面塌陷。岩溶及其驰形态特征岩溶——指可溶脉性岩石厅受地表午水和地掘下水以葛化学溶篮蚀为主帆，机械蛛侵蚀和痒崩塌为副辅的地牧质营力爬的综合购作用产斗生的各脖种现象宰的统称少，又称睬喀斯特(kar眉st)。岩溶发育在岩盐类岩石硫酸盐类岩石碳酸盐类岩石漓江两岸如诗如画的风景岩溶的形态特征——溶沟岩溶的形态特征——石芽岩溶的形态特征——石林岩溶的形态特征——漏斗岩溶的形态特征——落水洞岩溶的形态特征——溶蚀洼地岩溶的形态特征——峰丛岩溶的形态特征——峰林岩溶的形态特征——孤峰岩溶的形态特征——溶洞地下筋溶脏洞的三形乞成过慕程该溶洞学有上、中纸、下三凶层，每层相互连通。上洞、耀中洞属同军一水平溶避洞系统，肤都很开阔毒，可容数鹊百人；下泽洞中发育捡有近100m的地下河泰，沿地下晨河行舟可扒以直通地酿面。岩溶的形态特征——暗河岩溶的形态特征——天生桥岩溶的形态特征——石林瀑布岩溶的膊形成条死件及发植育规律岩溶形型成条件可溶性岩石岩石的裂隙性水的溶蚀能力岩溶水的运动与循环垂直循环带季节循环带水平循环带深部循环带岩溶发育烟规律岩层产状的影响地质构造的影响地壳运动的影响土洞与潜晃蚀土洞是朽因地下声水或者钞地表水咱流入地贯下土地误内，将玩颗粒间挑可溶成应分溶滤热，带走辉细小颗然粒，使位土体被嫁掏空成狮洞穴而丛形成。这种地质砌作用的过牧程称为潜哥蚀。土洞的蔬形成发椅育条件地区的捉地貌、土层、地质构抵造、水的活拘动、岩立溶发育、地表排傻水等。最主要胶的是要思有可溶疮成分土洞的类似型1.由地表冠水下渗多发生机僵械潜蚀棵作用形死成的土割洞2.由岩溶水绝流潜蚀作迅用形成土岗洞土洞的牌形成过四程岩溶与土甜洞的工程绒地质问题溶蚀岩石的强度大为降低造成基岩面不均匀起伏漏斗对地面稳定性的影响主要有挖填回填溶洞隧道拱顶溶洞回填隧道边墙下溶洞处理跨盖采用梁式沿基础或拱似形结构跨刚越溶洞、袍沟槽等，宵或用刚性皮大的平板薪基础覆盖挺沟槽、溶促洞。灌注对于埋挤深大，罢体积也蜂大的溶鲁洞，可担通过钻胡孔向洞垃内灌入缩慧水泥砂扩浆或混贸凝土以惊堵塞洞拐穴。排导在查明水错的来源情狼况、实地诊的地形、拘生产条件猪和场地情莲况的条件健下，采用病不同的排台导方法，行使水流改夺道疏干建苹筑地段；份对洞穴或命裂隙涌水讲可用粘土备、浆砌片屈石或其它样止水材料障堵塞等。6.6地震与那沙土液坡化地震的危皇害性归纳抬起来有以登下四个方北面：（1）地面假下沉（2）地表塌妻陷（3）地基土喜承载力丧剖失（4）地面流劳滑饱水砂土逝在地震，夜动力荷载唉或其它外催力作用下损，受到强惕烈振动而构丧失抗剪距强度，使桃砂粒处于昏悬浮状态雄，致使地魂基失效的倒作用或现耍象称为砂掌土液化(sa巨nd象liq净uef伏aet督ion厚)或振动悦液化。地震导隙致砂土设液化往河往是区既域性的择，可使宰广大地绸域内的靠建筑物揉遭受毁羡坏921集集大革地震，桶員林、互南投、漆大肚溪孩以及台葡中港等疗地區，类都有土拆壤液化胳的現象喂，導致努地層下允陷、噴甩砂，房绘屋倒塌艰、傾斜有、破壞顶的情形蜜。陷落箩的情形鞋。日本新泻196盯4年地震时桑砂土液化带影响。这黄些设计为归抗震的建侮筑物倾斜飘而未受损棕坏。加州沃森纳维尔附近喉的野外涌玻沙唐山地少造成的扔喷水冒涛砂区分泡布图震地震导互致的砂晒土液化命现象在饭饱水疏幻玉松砂层丹广泛：财分布的必海滨，误湖岸，碌冲积平牧原，以胶及河漫苍滩、低帐阶地等械地区尤叛为发育辫，使位合于这些要地区的绣城镇，扛农村、桐道路，远桥梁、从港口、卷农田、网水渠、姨房屋等竞工程经狗济设施罢深受其欢害。(1)地面下甘沉饱水疏松雀砂土因振晴动而趋于伐密实，地袜面随之下弯沉，结果辞可使低平允的滨海(湖)地带居民偶生活受到厦影响，甚贴至无法生薪活。196僚4年阿拉斯累加地震时抬，波特奇站市因砂土围液化地面哪下沉很多舰，每当海许水涨潮即城受浸淹。阳迫使该市顶不得不迁翁址。唐山地吴震时，云烈度为Ⅸ度的天津辣汉沽区富仅庄大范围张下沉，原萄来平坦的艺地面整体兔下沉达1.6费-2.裂9m.(2)地表塌霜陷地震时无砂土中富孔隙水避压力剧亭增，当拢砂土出须露地表或或其上骑覆土层坐较薄时岛，即发棍生喷砂赞冒水，沟造成地勉下淘空杀，地表汇塌陷。如海城赴地震时仁，在震藏中以西她的下辽壤河，盘峡锦地区国大量喷隙砂冒水罢，一般倘开始于割主震过惜后数分蚊钟，持挖续时间5—6小时甚至裙数日。喷苹出的砂水谱混合物高抚速3-5枕m，形成晶许多圆玩形、椭邮圆形陷足坑，坑敢口直径3—4m至7—8m，深数秃十厘米堤至数米国。给交惹通和水咏利设施忙、农田效、房屋隐、地下游管道和恢油井等缸造成严顺重损害搅。唐山地泥震时，轮自滦河福口以西嚼直至宁挂河一带腰，数千垃平方公墓里范围摔内到处萝喷砂冒疤水，使关十几万扁亩农田臭被喷砂贡掩覆，听十几万歉口机井救淤塞，养不少房医屋和公吩路，铁滨路桥墩阔毁坏。(3)地基土承侄载力丧失持续的干地震动绸使砂土裁中孔凉字水压力汁上升，蔬而导致瓣土粒间酬有效应筋力下降尾．当有习效应力童趋于零菊时，砂葱粒即处迹于悬浮刮状态，俗丧失承弓载能力丸，引起直地基整银体失效春。如106葱4年日本新躬泻地震，析由于地基旗失效使建侍筑物倒塌2130座，严钓重破坏620挽0座，轻微键破坏达3100唐0座。唐山地震担时，唐山鄙和天津地涌区的许多逆房屋、桥世梁和铁路啦路段也因候地基失效稀而破坏。(4)地面流沾滑斜坡上若档有液化土门层分布时歼，地震会牵导致液化撞流滑而使警斜坡失稳甲．1960年智利8.9级大震甲时，内哥华湖附堵近圣佩奥德罗河亩上最大屑一个滑腿坡体的跨发生，林是由于铺粘土层绿中含有僻大量粉驳砂土透袄镜体的傲液化所繁致(图3-2)．有时场辩地地面旋极缓甚址至近于防水平也揪发生滑苗移．如197叫1年美国肺圣费尔耳南德地灾震滑移醒地段，肾地面坡增度仅2度。唐山地震编时，天津炕市河东区挣柳林一带税的严重滑粉移，则为气水平场地汽。砂土液敌化在宏跟观震害竿中的双僚重作用补，即产副生液化另的场地狐往往比弟同一震定中距范帐围内未摸发生液飘化场地察的宏观恰烈度要梯低些。这是因误地震剪辛切波在防此层中勿受阻(流体不悔能传递世剪力)，使传吃至地面义上的地顿震波相驳应地衰械减。砂土地震迎液化问题直，作为一巾种自然灾稳害现象进锐行深入研候究，从20世纪60年代才开涂始。1864年阿拉自斯加和殃新泻两雾次地震亭所造成主的严重悄破坏，务均为砂加土液化均的缘故贱，故在溜美国，理日本和予其它一资些国家丙的工程记地质界蚀引起了难很大的漆关注。砂土地惠震液化诸的机理饱和砂土量是砂和水鞋的复合体盼系。砂土是一魄种散体物稻质，它主搜要依靠颗且粒间的摩舰擦力承受京外力和维东持本身的峡稳定，而劳这种摩擦写力主要取凤决于粒间灶的法向压登力。水是一种颈液体，它谷的突出力逆学特性是价体积难于掀压缩，能您承受极大牵的法向压县力，他不伸能承受剪贱力。泡和砂土俱由于孔隙浆水压力Pw0作用，皇度将小必于干砂梦的抗剪斗强度：σ0即为有偿效法向霞压力。无显然σ0＞σ。在地震撤过程中阵，疏松谣的饱和梨砂土在肝地震动覆引起约坑剪应力灯反复作刻用下，环砂粒问晚相互置延必然产吹生调整什，而使栋砂土趋花于密实趋，以期旱最终达曲到最稳垒定的紧邪密排列晒状态。闲砂土要酬变密实甜就势必南排水。在急剧变原化的周期狮性荷载作坐下，所伴牌随的孔隙始度减小都系要求排挤泰出一些水绳，且透水汤性变差。挨如果砂土彻透水性不脱良而排水远不通畅的暑话，则前票一周期的补排水尚末竿完成，下敞一周期的容孔隙度再挨减少又产佣生了，应弃排除的水均来不及排劈燕走，而水团又是不可电压缩的，亏于是就产粪生了剩余孔毫隙水压湿力或超尊孔隙水缝压力(ex希ces债sp托ore事pr平ess美ure他)。随振动持厘续时间的肿增长，剩喇余孔隙水触压力不断内叠加而积茧累增大，劈燕而使砂土挥的抗剪强字度不断降蔬低，甚至壳完全丧失因。砂土的抗戚剪强度τ与作用于岂该土体上币的往复剪尘应力τd的比值来址判定砂土怒是否会发嫌生液化。当τ／τd>1时，不剩会产生弟液化当τ／τd=1，处临国界状态病，砂土灿开始发叶生剪切乡丰破坏；零此时称让为砂土魂的初始详液化状劝态砂土摧的抗剪棍强度随畏振动历美时增大某而降低公。当τ／τd＜1时，则沿锯剪切面的陈塑性平衡E迅速扩大昏，导致剪唉切破坏加紧剧。而当讨孔隙水压问力继续上米升，直至士与总法向搏压力相等锯，有效法窜向压力及别抗剪强度彼均下降为抹零，即当τ/τd东=0时，砂土熄颗粒间将骑脱离接触上而处于悬匹浮状态．该此时即为崖完全液化茅状态．可将砂冰土液化拍的发展雀过程划惭分为三村个阶段娃：①稳定扩状态(τ／τd>1)；②临界密状态或划初始液攀化状态(τ／τd=1)；③完全液绍化状态(τ/岭τd=0)．从初始液越化状态至犁完全液化乎状态往往灵发展很快鼓，二者界红线不易判县断，为了递保证安全四，可把初塑始液化视嘴作液化。液化的形盾成过程和厨机理西德(H．B．See汗d)等人自196辰6年就进穷行室内偶动力剪喉切试验愿，发现盼变向循萌环荷裁(振动)，作用脆下饱和默砂土最半易液化绩。循环荷载昌三轴压缩么试验(动三轴摔剪)，试样首冬先在各向漆均等的静冠压力σa下固结，膊然后在不蹄排水条件冒下同时在延竖向上施拨加±1/2秆σd（压、拉声），侧向迹施加±1/本2σd（压、奶拉）的思循环荷处载。循环荷载置的频率近臭乎地震频坟率，即l-2r侧/s。（τd）max芦=（σ1-σ3）/2=密σd/2为最大循舍环剪应力太。取松砂渣和密砂罚试样分碌别进行什试验，烘发现试讲验结果续明显不嫩同。当随着其动荷载催循环周翠期数的史增加，抖孔隙水想压力不静断增大骨，直至Pw=σa时，砂的霞剪切变形菠开始增大专。继续反匠复加荷撑，松砂宫变形迅剩速加大仰，不久招即全液谱化；而沟密砂变方形则缓雀慢增大脊，难于吹全液化激。当饱和砂雹土完全液押化时，在科一定深度z处的总孔泼隙水压力Pw=pw0+σ。(假设地盏下水面健位于地软表面)，其中σ=ρm·g·z;则Δpw=ρm·g·z-ρw·g·z=(抓ρm-ρw)·g·z=ρ′·g·z。式中ρmρ′分别为砂茄土的饱和脑密度和浮主密度，ρw为水的宗密度。砂土的深元度愈大，羞完全液化睛时的超孔犁隙水压力散就愈大。震前孔轰隙水压亲力呈静绵水压力证分布，榴不同深穷处测压么水位相勾同，无怖水头差携。当振动课液化形徐成超孔档隙水压弱力以后型，不同垂深处的催测压水作位就不虏再相等题，随深届度增加斑则测压处水位增伙高。显然当页饱和砂裤土出露中于地面新时，该叮水头将着高出地烛面；且登砂土愈摊厚则水外头愈高路。任意深度诞两点z1和z2之间的另水头差h可以从下阶式求出h=（ρm-ρw）（z2-z1）/ρw这两点之俩间的水力故梯度为，I=h/（z2-z1）=（ρm-ρw）/ρw=ρ′/舟ρw(3—5)此水力梯屑度即为完全液王化的临淋界水力悲梯度。在这个梯董度作用下钻，砂粒就博在自下而收上的渗流劫中发生液茅化，地面栗喷砂冒水碍，随之超设孔隙水压予力得到消晕散。当地表绩有不透惩水的粘敬土盖层领时，只怖有超孔餐隙水压顿力超过袖盖层强塞度或盖系层有裂渠缝时，书才能沿唐裂缝产茂生喷砂州冒水，影响砂创土液化窄的因素饱和砂释土和地才震是发棍生振动端液化的身必备条股件。土的类型盖及性质饱和砂土井的埋藏分全布条件地震动龄的强度坚及历时驾。土的类型避及性质土的类型焦及性质是冷砂土液化涂的内因。宏观考伏察资料根表明，极易液化蛾土的特征逝是：平均粒塘度0.评02-斩0.1愚0mm，蜂ŋ=2-殖8，粘民粒含量锈<10浴%粉细砂土灶最易液化舌，避随着著地震烈度盈的增高，斩亚砂土，鹿轻亚粘土冲、中砂土史等也会发闷生液化。国内外蹲对地震袋液化喷右出物作笛了大量转的粒度周分析和千统计工雁作。我国对棉邢台、束通海和批海城地援震砂土窗液化的78件喷砂额样品粒使度分析填表明，托粉、细驶砂土占57.竹7％，亚砂你土(Ip课<7)占34.展6%，中粗砂惠土及轻亚把粘土(Ip=炊7-10摘)占7.7％，而钟且全部疾发生在职烈度为Ⅸ度区内亦。唐山地震病时天津市茧区为Ⅶ度区，异出现许茎多亚砂看土和轻品亚粘土京液化现慢象。其界限牛是：粉壁粒含量勇大于40%，极易液车化；粘牲端含量大于12.更5%，则极猾难液化浩．粉粒伏含量大肯有助于裹液化，耍粘粒含数量大则养不易液咬化。★密实位度松砂极易只液化，密泰砂不易液升化。相对考密度Dr<5坊0%时，很易英液化，Dr>8蛛0%时，不易日液化。★成因及东年代多为冲积黑成因的粉炉细砂土，疼如滨海平居原、河口位三角洲等拦。沉积年鼠代较新稻：结构泪松散、狼含水量呀丰富、柿地下水弹位浅根据我锤国一些口地区液叹化土层觉的统计谊资料；赵最易发喝生液化的粒度组译成特征值梯是：平均饮粒径(d50)为0.0末2—0.1腊0mm，不均似粒系数(η)为2-8，粘粒含隆量小于10%。相对密度Dr，作为携判别砂殖土掖化沉可能性鸟的指标神。式中：e为天然孔魔隙比：emax和emin分别为脚最大、景最小孔农隙比。一般的情虑况是，Dr<哪50%时砂土在愧振动作用缎下很快液慨化；Dr>萝80%时不易液框化。据海信城地震的奶统计资料可，砂土的Dr>虏55%，Ⅶ度区不发认生液化；Dr＞70%，Ⅷ度区也录不液化燃；饱水砂忽土的成马因和堆纺积年代央对液化据的影响近20多年来报命道的大范宁围砂土地隔震液化的兽地点，多帮位于滨海睡平原、河恰口三角洲辛和近期河耍床堆积物渣区。这些地区涝的沉积物拐一般是在岂历史时期勤内形成构朗，主要为捐冲积成因厌的粉、细福砂土，结粗构疏松，抽且地下水确埋深很浅叼。唐山地评震引起筐的大范饺围砂土弊液化区蛛，位于博冀东沿触海平原秧，绝大孤部分是痕新石器粘时代(距今4000汁-500援0年)以来形成幼的，其中俊又以滦河凡河口三角啦洲为主。饱和砂栋土的埋杨藏分布静条件饱和砂层那埋藏条件轰主要包括致饱水砂层灭的厚度，斥砂层上非正液化粘性茶土层厚度驶以及地下闯水埋深这揭三方面，图它们决定任了超孔隙挺水压力和巧有效覆盖渔压力的大浸小。饱水砂喂层愈厚脖，地震涉变密时议所产生灶的超孔判隙水压那力愈大午。当液化砂谈层埋藏较法深，上覆怎以较厚的贸非液化粘壤性土层时笼抑制了液增化，而直怠接出露地暴表的饱水埋砂层最易苦于液化。一般饱泡水砂层雅埋深大库于20m时难于助液化，锁可以把购液化最凑大地下桶水埋深蛋定为5m，因为执当地下昼水埋深抹为3-4m时，液主化现象烛很少。地震动避的强度简及历时地震动梁的强度刷和历时块是砂土嚼液化的比动力．预显然，芽地震愈猾强，历陶时愈长免，则愈污易引起栽砂土液掩化；且赛波及范漠围愈广恒，破坏转愈严重邪。评价地震夏动强度的郑方法有两清种：统计聚的方法及遣理论计算全的方法。1)统计方法统计方否法是一阻种简单宿评价的炎方法。该可液化赤砂土的鞋平均粒懒径(d50)范围愈喉大，其至相对密祥度(Dr)也愈大，中在Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度烈度区沟可能液化茧砂土的d50分别为0.05—0.1够5、0.03—0.2脑5、0.0多15—0.5m已m。可按下竿列经验档公式表险示其关也系，lgR洁=0.冰77M抢-3.载6悼(屡3-7抄)式中，M为震级(一般M>6赛)；R为液化最礼远点的震布中距(Km)。理论计算朱方法这种计算瓶方法一般盯是根据实笼测的地震但最大地面类加速度，环计算在地伙下某深度引处由于地岭震产生的沈实际剪应踩力；再用俊以判定该锈深度处的旬砂土层是国否会发生馅液化。希德等人权提出的计铅算公式为(τd)max=ρ·H·g·αmax/g=派ρ·H·αmax式中(τd)max为单元捏土体的跟最大剪潜应力；ρ·H为砂土的中密度及埋瞧深Αmax为最大绿地面加壶速度砂土地聚震液化撞的判别工程设考计需要惹的判别倍内容应虹该包括阶：①估计液败化的可能潮性；②估计准掖化的扶范围；③估计液框化的后果赶。判别砂土风地震液化奋可能性的吃方法较多笔，下面将练介绍近年林来国内外榜最常用的轨三种方法剩：标准贯入殃击数法、剪应力对碍比法综合指标装法。1)标准贯入手击数法我国已尽将此法吹列入《建筑抗震躬设计规范》(G互B-5朴001斑1-2翁001蠢)。在砂土奴液化现疫场以砂素层埋深3m、地下龟水埋深2m作为基妈本健况委，通过寺标贯试匪验找出鹿不同地姐震烈度奖下的临蚂界贯入奋击数。隙当烈度源为Ⅶ度时N0=6，Ⅷ度时N0=10，Ⅸ度时N0=16。则采柔用下述罩经验公出式修正介：N=N0[1+0忠.125索(H-3妖)-0.乔05(h龄-2)]式中：H为砂土验埋深(m)；h为地下水惠埋深(m).如果实角际贯入酱击数大饺于临界厦贯入击腔数,则不液化警；反之即躬液化。此法适用么于饱水砂佣土埋深在15m范围之内.试验操衰作方法跌应标准喘化，以李用泥浆薄回转钻怠进、自治动脱钩确控制吊皇锤为宜唐。对于重戚要的工爽程，每凉层土不秤应少于5个钻孔拢，试验仆次数不赠应少于15次。分层条求取平均蒜值以消除喜偶然误差庆。临界贯入钢击数随深凶度的变化协，在近地雕表处为垂锅直线，向炉下转折成怕斜线，总撇体应为一搬条折线。2)剪应力对触比法此法是聚希德在冰日本新耍泻地震毯后提出蜘的，是贵目前国滋内外比叔较流行帆的判别湾方法，其原理是此：引起砂暂土液化的服地震剪切万波大致以蹄垂直方向抵自基岩向卵覆盖层传架播，并在压不同深处毯产生随时害间而变化棉的不均匀厌的反复剪秋切应力。当地震庆剪切波量在砂土骨中引起泪的剪应卷力超过庸该砂土蒜的抗剪借强度时俊，τ/Pz=σ1/2·Cr/σαPZ为某深度z处的有效窗上覆压力σ1/2/σα为动三术轴压缩奋试验所亿求得的悔应力比Pz有三种情矮况：①z处于地喊下水位呀以上，定则Pz例=ρ·g·z②z处于地闭下水位辱以下，鼻则Pz=晴ρ·g·