砂土地震液化后大变形特性试验研究

砂土地震液化评价方法的新老规范对比研究作者：李小雷李江杨玉生刘斌云宁保辉彭兆轩来源：《人民黄河》2023年第09期摘要：坝基饱和砂土地震液化对水利工程产生严重危害，准确评价坝基砂土地震液化是工程设计的关键。

结合某砂土坝基工程，基于现场标贯试验，采用现行规范和老规范对坝基自由场地、地下水位上升导致工程卸载、上部坝体影响导致工程加载等３种工况下的砂层开展地震液化评价，对比分析了３种工况下土体实测标贯击数校正值和液化临界标贯击数，评估了现行规范和老规范对砂土地震液化评价结果的差异。

标贯试验时，坝基砂层不会发生液化；工程运行时，在工程加、卸载条件下坝基砂层均会发生液化。

在工程加、卸载时，采用现行规范的地震液化判别结果与采用老规范的近震工况的液化判别结果基本一致。

现行规范能更真实反映工程加载、卸载条件的影响。

关键词：砂土地基；地震液化评价；标贯试验；对比分析中图分类号：ＴＵ４３５文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２３．０９．０２７引用格式：李小雷，李江，杨玉生，等．砂土地震液化评价方法的新老规范对比研究［Ｊ］．人民黄河，２０２３，４５（９）：１５７－１６４．水利水电工程、水运工程、港航工程，以及河流冲积平原上的基础设施（如机场）建设活动常导致工程加载或卸载工况的出现，使得工程建造前后覆盖层所处的应力条件不同［１－３］。

如覆盖层上筑坝等工程建设中，经常遇到高填方引起覆盖层土体工程加载或深挖方引起的覆盖层土体工程卸载情况，对于挡水建筑物来说，工程建造后工程场址附近地下水位会升高［４］。

工程建造前后，地面高程和地下水位发生较大改变导致覆盖层相应部位的应力条件发生变化。

同样，河流冲积平原上的机场建设中，常出现挖方和填方等工程加载、卸载工况［５－６］。

因此，在工程场址区地震基本烈度较高，且覆盖层中存在对地震荷载比较敏感的土体情况下，就要求在工程的勘测设计阶段对工程建造后正常运行阶段覆盖层地基的地震液化稳定性进行评价，即工程加载、卸载引起覆盖层地基土体应力条件变化时对其进行地震液化评价。

砂土地震液化大变形研究进展
孙恒矗
【期刊名称】《广东水利水电》
【年(卷),期】2009(000)008
【摘要】从震害现象调查、室内试验、宏观现象及计算方法研究四个方面对地震后砂土液化大变形研究进展情况进行较为详细的综述,并对其未来发展的一些方向和有待进一步研究的问题提出一些建议.
【总页数】5页(P12-16)
【作者】孙恒矗
【作者单位】广州市住宅建筑设计院,广东广州,510623
【正文语种】中文
【中图分类】TU435
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1.大桑水电站厂址砂土地震液化分析 [J], 杨玉娟;甘霖;李小泉
2.砂土地震液化大变形防治技术 [J], 余亦勤
3.含弱渗透性覆盖层饱和砂土地震液化特性研究 [J], 董瑞;景立平;单振东;张雷;刘廷俊
4.基于地面运动强度及标准贯入试验的上海地区砂土地震液化评价 [J], 李雪;曾毓燕;郁飞;施刚
5.砂土地震液化后大变形特性试验研究 [J], 刘汉龙;周云东;高玉峰
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第28卷 第7期 岩 土 工 程 学 报 Vol.28 No.7 2006年 7月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering July 2006砂土液化后大变形的机理张建民1，2，王 刚3（1.清华大学土木水利学院，北京 100084；2.清华大学水沙科学与水利水电国家重点实验室，北京 100084；3.二滩水电开发有限责任公司，四川 成都 610021）摘要：基于试验观察和机理分析，揭示了不排水往返加载条件下饱和砂土初始液化后的剪切大应变和三个体积应变分量(有效球应力变化引起的体变、可逆性剪切体变和不可逆性剪切体变)之间的内在联系，阐明了三个体积应变分量的组合变化规律控制了饱和砂土液化后大变形的产生和发展，界定了液化后循环剪切大变形过程中交替出现的三种物态（摩擦接触状态、临界接触状态和悬浮状态）及其产生条件，解释了液化后流滑和再固结体变形成的机理，给出了一个物理概念明确并具有普遍性的建立液化后大变形弹塑性本构模型的合理途径。

关键词：砂土；液化，液化后变形；循环加载中图分类号：TU435 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2006)07–0835–06作者简介：张建民(1960–)，男，博士，教授，博士生导师，主要从事岩土工程的教学、科研与咨询工作。

Mechanism of large post-liquefaction deformation in saturated sandZHANG Jian-min1, WANG Gang2(1. School of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2. Laboratory of Hydro-Sciences and Engineering, TsinghuaUniversity, Beijing 100084, China; 3. Ertan Hydropower Development Co., Ltd, Chengdu 610021, China) Abstract: Based on experimental observations and cause analysis of formation, an intrinsic relationship was revealed between the large post-liquefaction shear deformation of saturated sand under undrained cyclic loading and three types of volumetric strain components (i.e., a reversible component due to dilatancy, an irreversible component due to dilatancy and a component due to change in mean effective stress). It was found that the development of the large post-liquefaction shear deformation is governed by coupling variation of the three volumetric strain components and is accompanied with three physical states of soil particles (i.e., the frictional contact state, the critical contact state and the suspension state) that appear alternately. The above new knowledge provides a rational explanation why unstable flow slides and large reconsolidation deformation may take place after the initial liquefaction and also a rational approach to the establishment of an elasto-plastic constitutive model used to describe the large post-liquefaction deformation.Key words: sand; liquefaction; post-liquefaction deformation; cyclic loading0 前 言已有震害调查表明，饱和砂土地层液化引起的地基大变形（侧向变形和沉降）是导致强震区各种基础设施和生命线工程震害的主要原因。

规范中砂土液化评判方法的研究发表时间：2016-08-01T17:02:18.957Z 来源：《基层建设》2016年10期作者：左战旗计鹏[导读] 本文对现阶段砂土液化研究中存在的问题进行了分析，并对砂土液化研究趋势提出一些观点。

中铁隧道勘测设计院有限公司天津 300133摘要：本文对现阶段砂土液化研究中存在的问题进行了分析，并对砂土液化研究趋势提出一些观点。

关键词：砂土液化；路基；设计过程；方法目前对于砂土液化判别多是利用规范中的标贯、静探、剪切波速等经验公式进行。

关于地震抗震设计特别是公路工程路基的抗震设计规范内容显得既少又陈旧。

同时规范上面只针对完全消除液化的处理方案提出了质量检测标准，对于部分消除液化的设计方案没有质量检测标准。

一、液化变形特点及判断（一）液化变形特点地震时砂土受地震作用的影响有互相挤密的作用力，但饱和砂土的空隙全部为水充填，因此这种趋于紧密的作用会使相对封闭的土层中孔隙水压力迅速增加，而在地震过程中的短暂时间内，骤然上升的超孔隙水压力来不及消散，这就使原来由砂粒通过接触点传递的有效应力减小，当其完全消失时，砂层会完全丧失抗剪强度和承载力，就变成了像液体一样的状态，也就是发生了土层的液化。

地震液化引起的路基变形根据以往发生地的破坏情况，地面喷水冒砂、倾斜地带会伴有滑移变形；总体上变形历时短、沉陷位移大、转角大、不连续性明显等特点。

同时地震有很大的不确定性，因此地震液化的路基破坏形式也是多种多样的。

（二）液化的判断一般情况下结合目前我国的经济和技术条件以及工程的适用性，公路工程液化地基一般从以下三个方面进行判断：（1）地质年代为第四纪晚更新世及其以前的，可判断不液化；（2）基本烈度分别为7，8，9 度区，亚砂土的粘粒（粒径＜0.005 mm 的颗粒）含量百分率Pc（按重量计）分别不小于10，13，16时可判断为不液化；（3）基础埋深不超过2m的天然地基，可根据上覆非液化土层或地下水位的深度来判断土层是否考虑液化的影响。