砂土液化 课堂演讲PPT

1、砂土液化,XXX2015XXXXXX,1,形成机理,影响因素,砂土液化,主要概述,防护措施,2,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。,主要概述,3,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。 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。,4,1）地面下沉：饱水

2、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，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。,砂土液化 主要危害,5）涌砂。,5,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。,6,1999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。,7,砂土液化的形成机理,液

3、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。,8,各地的砂土液化现象,9,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

4、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。,10,111,土的类型及性质,二,饱和砂土的埋藏分布条件,地震动的强度及历时,影响砂土液化的因素,一,三,11,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。宏观考察资料表明极易液化土的特征是：平均粒度0.02-0.10mm，=2-8，粘粒含量10%。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

5、海和海城地震砂土液化的78件喷砂样品粒度分析表明，粉、细砂土占57.7，亚砂土(Ip7)占34.6%，中粗砂土及轻亚粘土(Ip=7-10)占7.7，而且全部发生在烈度为度区内。 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象。,1）土的类型及性质,12,密实度 松砂极易液化，密砂不易液化。相对密度Dr80%时，不易液化。 式中：e为天然孔隙比：emax和emin分别为最大、最小孔隙比。 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。 根 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(d5

6、0)为0.020.10mm，不均粒系数()为2-8，粘粒含量小于10%。,13,14,2）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。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，而直接出露地表的饱水砂层最易于液化。 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3-4m时，液化现象很少，一般把液化最大地下水埋深定为5m。,15,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，破坏愈严重。,01, 度以下地区很少有液化现象； 度区只能使疏松的粉、细砂层液化；而 度以上地区才能使粗粒及粘粒含量较高的土液化。,02,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- 3.6 式中，M为震级(一般M6)；R为液化最远点的震中距(Km)。,3）地震活动的强度及历时,16,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。,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可能液化土层分布的地段。,一般应以地形平坦