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用标贯击数判别饱和砂土和粉土的液化问题

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用标贯击数判别饱和砂土和粉土的液化问题

发布时间：2021-10-14T08:38:15.014Z 来源：《工程建设标准化》2021年15期 作者： 杨杰超

[导读] 对岩土工程勘察活动中采用标准贯入试验进行饱和砂土和粉土液化判别计算进行总结和归纳

杨杰超

海口市城市规划设计研究院有限公司 海南海口 570100

摘要：对岩土工程勘察活动中采用标准贯入试验进行饱和砂土和粉土液化判别计算进行总结和归纳,对其计算参数的取值和应注意的问题提出了明确的方法在勘察工作实践中应用效果良好。用标贯击数判别饱和砂土和粉土的液化可能性是最常用的液化判别方法。本文总结

了该方法在具体应用中的一些问题，并提出判别步骤。

关键词：标准贯入试验锤击数；液化；饱和砂土；粉土

目前，工程勘察工作中，大多利用标贯击数来评价勘察场地饱和砂土和粉土的液化可能性。本文就如何运用好这种方法谈几点认识。

1、有关规范

根据室内颗分实验成果，勘察场地范围内粉土的粘粒含量13.8~16.4%，由于勘察场地抗震抗震设防烈度为7度，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）4.3.3条相关规定，该粉土可判为不液化土。

当初步判别认为需进一步进行液化判别时，应采用标准贯入试验判别法判别地面下20m深度范围内土的液化；但对可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的各类建筑，可只判别地面下15m范围内土的液化。当饱和土标准贯入锤击数（未经杆长修正）小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时，应判为液化土。

1. 地震烈度为6度时，不判别液化；地震烈度为7、8、9度时，判别液化。

2.饱和砂土或粉土，当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或不考虑液化影响。

1）地震烈度为7、8度时，地质时代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前时，判为不液化土；可液化的时代为Q4、Q41、Q42或未标时代；地震烈度为9度时，不管地层年代是什么，都要进行液化判断；

2）粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒）含量百分率，7度、8度和9度分别不小于10、13和16时，判为不液化土；

3）天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之一时，可不考虑液化影响：

2. 液化土特征深度（m）

3. 2）当饱和土标准贯入锤击数Ni（不经杆长修正）小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时，应判别为液化土。须进一步评价其液化等级。

3、计算液化指数ILE的计算方法，在实际工作中，运用式（2）时有些不同的理解，常见做法有以下几种。

（1）一次汇总计算

将勘察场地所有的标贯点均列出来，利用式（2）一次计算液化指数ILE此方法适用于勘察场地的液化土层层数少，厚度变化不大，且标贯点也不是很多时的情况，若标贯试验点多时，则计算工作量太大。

（2）分层评价

将勘察场地的标贯点以液化层为单位分别计算出各层的液化指数ILE，分别评价其液化等级。

（3）分层计算 累积相加

将场地的标贯点以液化层为单位分别计算出各层的液化指数ILE然后累积相加各层的液化指数即得场地总的液化指数。

（4）分孔计算 累积相加

用每孔各层的标贯点分别计算出每层的液化指数ILE，将场地上所有孔的同一层ILE值相加然后取平均值，将各层的ILE平均值相加则得整个场地的液化指数ILE。

（5）先平均 后计算

场区15米深度内，将可能液化地层的平均厚度，划分若干计算层如1米、2米（层厚不大时以自然层为单位）。然后将各计算层内所有标贯击数取平均值，深度表示在各相应计算层的中点，再用公式（2）进行计算。此方法应用起来大大减少计算工作量。

（6）先单孔 后平均

分别计算出勘察场地各孔的ILE值，然后取平均值作为整场地的ILE值。

至于勘察场地范围大，同一场地中土层在平面分布上不太均匀或者性质有差异时，则可将整个勘察场地分成若干个小区，然后分区进行计算和评价。

表1是利用图2所示实例，采用以上几种方法计算出的ILE值。该场地设计烈度为7度，且按规范规定只需考虑近震影响，又因是单幢建筑物，场地范围小，所以没有考虑砂土层在平面上分布的不均均问题。

4、总结

1、以上所提液化判别表格计算公式，液化判别时宜充分利用。

2、计算液化指数ILE的上述各种方法，各有其特点，在一般场地中，可以视场地面积大小，液化土层层数及标贯试验点数的多少灵活运选用，以减少相应工作量，且不影响判别结果。

3、对于液化层内夹有非液化的粘性土或砂土层时的情况，计算ILE时应考虑其影响，并做一些这方面的科学研究。 参考文献

[1]袁灿勤. 用标贯击数判别饱和砂土和粉土的液化问题[J]. 南京建筑工程学院学报, 1991, 000(002):74-78.

[2]孙晓风. 采用标准贯入试验进行饱和砂、粉土液化判别计算时参数选择问题解析[J]. 中国非金属矿工业导刊, 2007, 000(006):60-61.

[3]杨丽春, 张立峰. 饱和砂土和饱和粉土液化判别的几点注意事项[C]// 辽宁工程勘察与岩土工程学术会议. 2003.4.

[4]王东法, 郝建平. 临界标准贯入击数法判别砂土液化公式[J]. 水文地质工程地质, 1990(04):41-42.

4.

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某项目砂土液化分析报告-2003

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某高速公路勘察项目中砂土液化判别探讨

简介：本文从对某高速公路勘察中饱和砂土液化判别入手，以《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）与《公路工程抗震设计规范》（JTJ

004-89）两种规范标准进行判别，对部分饱和砂土层出现相反结果进行了分析。

关键词：砂土液化 临界锤击数 实测标贯击数 杆长修正击数

1、工程概况

该高速公路所经地区抗震设防烈度为Ⅶ度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。经初步判断共有189个饱和砂土层存在液化的可能，详细判别后（以公路工程抗震设计规范为准）计有140个饱和砂土层被判别为液化土，再以建筑抗震设计规范标准对此140个饱和砂土层进行判别，其中7个饱和砂土层被判别为不液化土，上述7个饱和砂土层基本情况如表1：

各钻孔土层信息表 表1

孔号 标贯起点深度 实测击数

N 代表土层 粘粒含量% 地下水位 地下水位以上土容重 地下水位以下土容重 岩土名称 层顶面 层底面

ZK31 15.35 13.00 细砂 8.7 18.05 3.0 3.1 18.0 20.0

ZK46 11.65 13.00 粗砂 10.1 12.55 3.0 0.3 18.0 20.0

SZK45 15.2 15.00 中砂 13.3 15.7 3.0 1.7 18.0 20.0

SZK96 9 11.00 中砂 6.4 10.3 3.0 0.6 18.0 20.0

SZK110 11 12.00 粗砂 6.9 11.5 3.0 1.4 18.0 20.0

SZK111 6.2 9.00 中砂 3.5 10.8 3.0 0.6 18.0 20.0

SZK176 3.6 8.00 粗砂 0 5.1 3.0 0.3 18.0 20.0

2、以《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）中标准判别 当初步判别认为需进一步进行液化判别时应采用标准贯入试验判别法判别地面下15m 深度范围内的液化；当采用桩基或埋深大于5m 的深基础时尚应判别15 ～20m 范围内土的液化。当饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入锤击数临界值时，应判为液化土。当有成熟经验时，尚可采用其他判别方法。

西昌市西溪河河道整治水利工程中砂土液化的判别及处理建议

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简介：本文通过对西昌市西溪河河道整治水利工程勘察中砂土液化判别入手，依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）进行判别，对部分饱和砂土层出现的液化进行分析，并提出处理建议。

关键词:砂土液化；临界锤击数；实际标贯击数；高压旋喷桩

1、工程概况

西溪河为安宁河左岸一级支流，流经西溪乡、黄连关镇，工程区位于西昌市黄连关镇，处于西溪河形成的冲积山间平原之间，地形开阔平坦，总体自北东向南西降低。两岸为第四系全新统冲积堆积之Ⅰ级阶地，阶面高程1468.5～1490.3m，阶面高出河水面1.5～3.0m。本工程堤线主要沿西溪河左、右岸布置，总长900m，堤防形式为坡式护岸堤。

工区内出露地层为第四系全新统河流冲积堆积层（Q4al），具有多层结构，表层覆盖1.5～2.5m厚的粉质粘土；中部为一层厚约1.0～5.0m细砂，青灰色，松散，饱和状态，主要由石英等矿物组成，含云母片；下部为砂卵石层，砾石粒径一般为2～5cm，最大可达10cm，次圆状～圆状，磨圆度较好，分选性一般，隙间充填物为中细砂，含量约15～25%，厚度大于6.0m。

工区内地形平坦，地质构造简单，未见明显构造痕迹。根据1/400万《中国地震动参数区划图》（GB18306—2015），工程场地50年超越概率10％地震动峰值加速度值为0.30g，对应的地震基本烈度为Ⅷ度，依据《水电工程区域构造稳定性勘察规程》（NB／T 35098-2017）工程区区域稳定性较差。

2、堤基土的物理性质

（1）粉质粘土（Q4al） 分布于Ⅰ级阶地表层，厚0.5～2.0m，表层为耕植土层，稍湿，结构松散，承载力低，变形量大。

（2）细砂层（Q4al）

分布于Ⅰ级阶地的粉质粘土下部，厚约1.0～5.0m，青灰色，松散，饱和状态，主要由石英等矿物组成，含云母片。据取样试验（表1），粗砂含量7.9％，中砂含量14.0％，细砂含量57.4％，粉粒含量11.9％，粘粒含量8.7％。不均匀系数为2.1～2.5，曲率系数1.1～1.4，属级配不良。据试验成果（表2），砂层的标准贯入试验锤击数（深度修正后）N=4.6～6.6击/30 cm，平均击数为5.7击/30cm，为松散层。

浅析土壤液化判别标准

浅析土壤液化判别标准

Research 研究探讨 307

浅析土壤液化判别标准 

王夏城

(福建西海岸建筑设计院， 福建 福州 350011)

中图分类号：G322 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）09-0307-01

摘要：本文是分析土壤液化的机理，并对目前地质勘查中砂土液化判别中的问题进行总结，简单探讨砂土、粘性土、砾性土等

不同场地土液化判别的研究成果及主流方法的不足。

关键词：土壤液化；砂土液化；液化判别

0 前言

土壤液化是指在外力的作用下，原本是固态的土壤变成液态，或变成黏稠的

流质。在地质勘查环节中，砂土液化是重要的内容之一，但随着抗震设计几十年

的发展，简单划分饱和砂土及饱和粉土为可液化土并对其进行液化判别、计算的

方式已经不够全面，近些年来关于土壤液化的判别、计算方法在国内越来越受到

重视。本文是根据土壤液化机理，简单的探讨在地质勘查中土壤液化判别、计算

的不足及发展趋势。

1 土壤液化机理及危害

土壤液化主要出现在分布深度较浅，饱和的疏松砂土、粉土中，当外力反覆

作用下（如地震作用），松散土的孔隙减小，孔隙水压力迅速上升直至大于土体本

身所受外部压力状态时，从而使得土体有效应力降为零，完全散失其抗剪强度，

土壤发生液化。土壤液化会造成基础丧失承载力；地基不均匀沉降；建筑物开裂、

倾斜甚至倒塌等严重后果，因此在工程设计中，对于土壤液化的判别和处理是工

程抗震设计的重要内容之一。

2 可液化土范围

根据土壤液化机理，只要土体孔隙水压力急速上升抵消外部压力，土壤液化

就可能发生，而在实际工程中，发生液化的土类主要是砂土和粉土，这是因为其

较弱的透水性及较小的粘聚力。因而在早期的《建筑设计抗震规范》中只涉及对

饱和砂土及饱和粉土的液化判别，2010年后才新增了关于粉质粘土液化震陷的内

容，地质勘查中也只针对饱和砂土和饱和粉土进行液化判别，然而大量实例表明

这一对于可液化土的定义是片面的。

3 液化判别方法及发展趋势

影响土壤液化的因素首先是土体的颗粒情况，土壤液化是由土的孔隙水压力

砂土地基液化机理与判别问题探讨优化

砂土地基液化机理与判别问题探讨优化

砂土地基液化机理与判别问题探讨优化

摘 要：地基液化是一个复杂的过程，受多种因素的非线性影响。现行规范均在Seed判别公式的基础上依赖人为经验强调“综合判别”。判别式中利用Baycsian定理和失效概率函数建立判别式，并引用符圣聪人工神经网络BP模型的数据分析简化判别式，可以客观公正评价液化风险，同时可以定量分析震级大小对地基液化的影响，对规范的进一步修订有一定意义的借鉴作用。

关键词：地基液化 失效函数 Seed液化公式

引言

砂土地基液化是造成地震灾害的重要原因之一。长期以来，各国科技工作者围绕砂土震动液化展开了大量卓有成效的研究工作，主要包括：砂土液化机理、液化式判别及液化后果分析。尽管已取得不少丰硕成果，但鉴于砂土地基液化机理较为复杂且认知的局限性，液化判别这块依然存在较多不足。在成都地区，《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）和《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/T5026-2001）是最为权威的液化判别规范，由于过多依赖工程经验，均存在诸多不合理之处。本文根据Seed液化失效原理，利用Baycsian定理和失效概率函数建立判别式，并引用符圣聪人工神经网络BP模型数据的分析简化判别式，可以客观公正评价液化风险，同时可以明确地震震级关系和液化风险水平对液化判别式的影响，对规范的进一步修订有一定意义的借鉴作用。

1砂土液化机理及影响因素

1.1 砂土液化的机理

饱和砂土是砂和水组成的复合体。在未地震前，砂土地基外力由砂骨架所承担，水只承受静水压力。根据有效应力原理，土的抗剪强度为：

（1） 式中，表示土的抗剪强度；表示土的上覆土层压力；表示静孔隙水压力；表示土的内摩擦角。

在地震荷载作用下，如果孔隙水在振动周期内不能完全排出，受砂土颗粒挤压作用的影响，孔隙水压力不断增加，由式（1）可知，土的抗剪强度随之减小。如果振动强烈，孔隙水压力增长至，此时。这时，土颗粒完全悬浮于水中，成为粘滞流体，抗剪强度和抗剪刚度几乎都等于零，土体处于流动状态，这种现象称之为“完全液化”。