葡京手机版投注粉、细砂土占57.7%

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  砂土液化 XXX——2015XXXXXX 1 砂土液化 主要概述 影响因素 形成机理 防护措施 2 一.主要概述 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。 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 砂土液化 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。 主要危害 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。 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 二.砂土液化的形成机理 ① 液化状态的产生 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: ?? ?? ?tg ? ? tg ? 对一般砂土(干砂),其抗剪强度为: ? ??? ? pw ?tg ? ??tg ? 0 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: 0 ? ? (? ? ? pw ? ?pw?)tg? ? ?? ? pw?tg? 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 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 与作用于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,砂土开始发生剪切破 坏,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。 10 三. 影响砂土液化的因素 一 土的类型及性质 饱和砂土的埋藏分 布条件 三 地震动的强度及历时 11 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。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Ⅸ度区内。 唐山地震时天津市区为Ⅶ度区,出现许多亚砂土和轻亚粘土液化现 象。 12 ★密实度 松砂极易液化,密砂不易液化。相对密度Dr50%时,很 易液化,葡京手机版投注Dr80%时,不易液化。 emax ? e Dr ? emax ? emin 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(d50)为0.02—0.10mm,不均粒 系数(η)为2-8,粘粒含量小于10%。 13 14 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。 布 ) 条 饱 件 和 砂 土 的 埋 藏 分 15 2 3)地震活动的强度及历时 01 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)。 16 四.砂土地震液化的防护措施 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,液化土层及地下水埋藏较 深,上覆非液化土层较厚的地段作为建筑场地。 附:液化砂土的地基处理措施主要有:振冲法、排渗法、强夯法、爆 炸振密法、板桩围封法、换土和增加盖重等。 17 18

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