饱和砂土液化及治理措施(土动力学论文)

地基土液化的处理措施摘要]液化使地基土丧失承载力、建筑物产生大量不均匀沉降，造成建筑物开裂、倾斜或破坏，国家财产和人民生命遭受损失。

通过分析液化的形成条件及本质特性，提出在设计中消除地基液化沉陷的措施。

[关键词]液化；强夯；碎石桩一、地基土的液化由饱和松散的砂土或粉土颗粒组成的土层，在强烈地震作用下，土颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度等于零，形成“液体”的现象，称为地基土的液化。

液化机理为：地震时，饱和的砂土或粉土颗粒在强烈振动下发生相对位移，使颗粒结构密实，颗粒间孔隙水来不及排泄而受到挤压，造成孔隙水压力急剧增加。

当孔隙水压力增加到与剪切面上的法向压应力接近或相等时，砂土或粉土受到的有效压应力趋于零，从而土颗粒上浮形成“液化”现象。

液化可引起地面喷水冒砂、地基不均匀沉降、地裂或土体滑移，造成建筑物开裂、倾斜或倒塌。

如1964 年美国阿拉斯加地震和日本新泻地震，大范围砂土地基液化造成大量建筑物严重倾斜或倒塌破坏。

目前地基土液化的判别方法可分为初步判别法和采取一定检测手段的复判。

初步判别判可根据土层的天然结构、颗粒组成、密实程度、地震前和地震后的受力状态、排水条件以及抗震设防烈度并结合现场地质勘查等进行综合分析。

具体做法有临界孔隙比法、液化空隙比法、临界加速度法、剪切波速法等。

复判主要是根据标准贯入锤击数、无粘性土的相对紧密度和少粘性土的相对含水量及液性指数判别。

二、地基土液化的影响因素影响地基土液化的主要因素有：1.土质条件，包括应力历史、结构、均匀程度、密度、土的类别；2.排水条件，包括地下水条件、渗透性、渗径等；3.静力条件，包括剪应力比、地貌特征等；4.动力条件，包括地震加速度、震级、波形、方向和频率。

综上所述土体液化与土体的物理性质、地震前的初始应力状况和地震动的特性关系密切。

三、地基土液化处理原理地基液化的外因是地震，内因一是土体密实度低（多数是由颗粒细且级配不好造成），二是颗粒间粘性小，三是地基土处于饱和状态且不具备排水条件。

砂土液化的判别及处理建议前言：本文就目前的国内外的研究成果和实验方法作了一个总体的概括，指出现阶段对砂土液化研究中存在的一些问题。

并对砂土液化问题研究的趋势提出了一些观点。

饱和的松散砂土在动荷载作用下丧失其原有强度而急剧转变为液体状态，即所谓振动液化现象。

这种振动液化现象是一种特殊的强度问题，它以强度的大幅度骤然丧失为特征。

砂土地层液化使得地基失效从而导致房屋开裂。

因此判断砂土地基与否以及对可能液化砂土地基进行处理，是非常有必要的。

1 振动液化的机理和影响因素1.1 饱和砂土的液化机理饱和砂土是砂和水组成的两相复合体系——砂粒堆积成土的骨架，而砂粒孔隙间充满了水。

饱和砂土的液化机理有三种：(1) 砂沸是指当一个饱和砂沉积体中的孔隙水压力由于地下水头变化而上升到等于或超过它的上覆有效压力时，该饱和砂沉积体就会发生上浮或“沸腾”现象，并且全部丧失承载力。

(2) 流滑是饱和松砂的颗粒骨架在单程或剪切作用下，呈现出不可逆的体积压缩，在不排水的条件下，引起孔隙水压力增大和有效应力剪小，最后导致“无限度”的流动变形。

(3) 循环活动性主要曾被发现于相对密度较大的（中密以上到紧密）饱和无粘性土的固结不排水循环三轴或循环单剪和循环扭剪和循环试验中[1]。

为了浅显地说明问题，假定振前砂土骨架是一些均匀圆颗粒砂堆积成的松散结构，如图1-a所示，当其受到水平方向的动剪应力作用后，显然，土骨架由不稳定的堆积状态趋向稳定的堆积状态，颗粒靠紧，体积缩小，如图1-c。

在由松变密过程中，孔隙间充满的水在振动中受颗粒挤压，短时间内无法排出，故瞬间孔隙水压力上升，颗粒间有效压力减小，砂粒间相互脱离接触，处于悬浮状态，原来的砂水复合体系变为砂水的悬液体系。

通常地基内部的砂层首先发生液化，随之在砂层内产生很高超静水压力，为了消散水压力，在一定条件下就会引起地下水自下向上的渗流。

当水在上覆土层的渗流水力梯度超过流线上的临界水力梯度时，原来在振动中没有液化的上覆土层，在渗透水流作用下发生浮扬现象，也产生了“液化”，上涌的水带着砂粒冒出地面，即“喷水冒砂”现象。

饱和砂土地震液化机理分析及地基处理的应用赵洪;伊丽娟【期刊名称】《城市地质》【年(卷),期】2013(000)003【摘要】The saturated sand can be easily liqueifed by earthquake, which will lead to severe damage to constructions. The article discusses the liquefaction mechanism of saturated sand caused by earthquake, whichwill provide reliable theoretical basis for the control of sand liquefaction. The engineering cases demonstrate that CFG pile and crushed stone pile can achieve good effect to prevent the liquefaction. Finally, in the paper, some questions about CFG pile and crushed stone pile being studied further are put forward.%饱和砂土在地震荷载作用下极易发生液化，对工程建筑造成危害。

本文探讨了地震力作用下饱和砂土的液化机理。

通过实例说明CFG桩和碎石桩共用具有明显的抗液化效果，并提出CFG桩和碎石桩抗液化，需进一步研究的问题。

【总页数】4页(P58-60,5)【作者】赵洪;伊丽娟【作者单位】山西大同大学煤炭工程学院，山西大同037003;大兴安岭职业学院，黑龙江加格达奇 165000【正文语种】中文【中图分类】P642.2【相关文献】1.饱和砂土液化机理分析及其抗液化措施 [J], 李空军;杨勇新;林建华;王希伟;常方强2.地震时饱和砂土液化机理及统计判别法 [J], 杨秀竹;王星华;雷金山3.饱和砂土地震液化机理分析及地基处理的应用 [J], 李万宁;赵洪4.饱和砂土地震液化机理及试验测试研究 [J], 王金圳5.饱和砂土地震液化危害及液化机理分析 [J], 刘红军;杨东海因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

砂土地震液化及其防治牛瑞利摘 要:针对砂土振动液化这一现象,分析了引起砂土液化的原因,介绍了防治砂土地震液化的方法以及处理液化地基的措施,从而提高砂土的抗液化能力,防止或减轻地震时对建筑物的破坏。

关键词:砂土液化,振冲加密法,强夯法中图分类号:T U412.3文献标识码:A砂土振动液化并不是一种罕见的现象。

当在河边沙滩上漫步行走时,往往感到沙滩仍然比较坚实。

但是,如果站在一处原地踏步或颤动,就会发现水向外渗,砂土迅速变软,泥砂流动,脚向下沉陷,这就是砂土液化现象。

地震、机器的振动、打桩、爆破以及海洋的波浪,都可能引起砂土液化。

砂土振动液化,就是处于饱和状态的砂土(特别是粉、细砂),受到一定强度的振动时,在动力的作用下,砂土有被振密的趋势。

这种快速的密实趋势,使砂土孔隙中的水压力逐渐上升而来不及消散,致使原来由砂粒通过接触点所传递的应力(称为有效应力)减小。

当有效应力完全消失时,土的抗剪强度为零,就丧失承载力。

这时,土颗粒在失重状态随水漂流。

这种在振动作用下,因孔隙水压力上升使砂土完全丧失抗剪强度,成为流动状态的现象,称为砂土的振动液化。

砂土液化的外观现象之一是喷砂冒水。

喷砂点有的成群,有的成带。

喷出的砂堆直径大者数米至十几米,小者仅数十厘米。

由于地基液化,使高耸建筑物倾斜,民用房屋局部下沉。

地震引起的砂土液化危害极为严重。

1920年我国甘肃大地震使粉质黄土产生液化,形成面积达300km2的土坡滑动,房屋被掩埋或流走,道路被移到1km以外。

1975年2月海城地震时,液化砂土喷出地面,造成渠道淤塞、农田淤砂。

砂土液化还引起地面下沉、堤岸裂口、河道变形、房屋开裂、路坡塌滑、桥墩不均匀下沉以致桥梁倒塌等。

1964年日本大地震引起大面积砂土液化,使机场建筑物下沉3英尺,跑道严重破坏;混凝土构筑物沉入土中,而有一原在土中的污水池,地震后却浮出地面10英尺;有一公寓陷入土中并躺倒,倾斜达80 。

地震时饱和砂土地基会不会发生液化,取决于一系列因素的综合影响。

砂土液化的防治措施砂土液化呀，就像是大地突然玩起的一场调皮恶作剧。

好好的砂土，一下子变得像水一样软乎乎的，房子站在上面就跟踩在棉花糖上的小矮人，摇摇晃晃，随时可能摔倒呢。

不过别怕，咱们有好多防治的妙招。

首先呢，换土法就像是给砂土来个大换血。

把那些容易液化的砂土换成强壮的土，就好比把病恹恹的士兵换成了钢铁侠一样。

这些坚强的土一上场，立马就能把阵地守得牢牢的，让大地稳稳当当，不会再轻易变成“软脚虾”。

然后是振冲法，这就像是给砂土做按摩呢。

那些振动器就像小锤子，不停地敲打着砂土，把它们敲得规规矩矩的。

就好像把一群调皮捣蛋的小精灵，通过魔法棒的敲打，变得听话懂事，砂土的结构变得紧密，不再轻易液化。

强夯法更厉害啦，就像是给大地来一场震撼教育。

大铁球从高处落下，“轰”的一声，砂土们就像被吓破了胆的小老鼠，赶紧紧紧地抱在一起，团结起来对抗液化这个大恶魔。

还有桩基础，这可是大地的定海神针呀。

桩就像一根根长长的钉子，把建筑物牢牢地钉在地上。

不管砂土怎么液化，建筑物就像坐在王座上的国王，稳如泰山，动都不带动一下的。

排水法也很有趣，就像是给砂土安装了一个排水管道系统。

一旦有液化的危险，就像打开了泄洪闸一样，把砂土中的水快速排走。

砂土没了水这个“帮凶”，就像没了魔法药水的小巫师，想液化也没那本事了。

在建筑设计的时候呢，也得留个心眼。

不能把房子设计得像个瘦高的电线杆子，风一吹就倒。

得像个矮胖的小墩子，重心低，这样就算砂土有点液化的小波动，房子也能像个不倒翁一样晃悠两下就稳住。

工程师们就像是魔法师，他们用各种奇妙的方法，来防止砂土液化这个捣蛋鬼。

每一种方法都是一个魔法咒语，组合起来就能保护我们的家园。

而且呀，我们平时也要像照顾小宠物一样照顾大地。

不要过度开采地下水，不然大地就像被抽干了血的病人，容易让砂土液化这个病魔趁虚而入。

只要我们齐心协力，把这些防治措施都安排得妥妥当当，砂土液化这个小怪兽就只能灰溜溜地躲在角落里，不敢出来捣乱啦。

昆明理工大学土动力学课程论文饱和砂土地震液化及治理措施姓名：***学号：**********专业：建筑与土木工程201306011. 前言2.饱和砂土振动液化机理3. 影响饱和砂土液化的主要因素 3.1 土的性质3.2 土的初始应力状态3.3 振动的特性4. 饱和砂土的地震液化效应4.1 强度失效4.2 喷水和冒砂4.3 滑移5. 饱和砂土地震液化治理措施简介6. 结语饱和砂土地震液化及治理措施摘要:我国是多地震国家,地震区分布广,地震灾害严重,许多重要设施处于地震液化敏感区内。

本文从饱和砂土振动液化的机理、影响因素、液化效应及治理措施等几个方面进行了分析和介绍。

关键词: 饱和砂土; 地震液化; 液化效应; 治理措施Earthquake liquefaction of saturated sandy soil and control measures Abstract: Earthquakes occur frequently in our country, the disaster is serious, widely distributed in the earthquake zone, many earthquake liquefaction of important facilities in a sensitive area.This paper from the mechanism of vibration liquefaction of saturated sandy soil, influencing factors and liquefaction effect and control measures etc. Several aspects are analyzed and introduced.Key Words：Saturated sand; Earthquake liquefaction; Liquefaction effect; Control measures1前言在场地和地基的抗震勘察设计和研究中, 饱和砂土的地震液化是最为突出的问题。

动荷载下砂土液化的分析及其处理研究本文介绍了砂土液化的原理，论述了砂土液化的形成条件，在砂土液化的判别中，分别叙述了Seed法和规范法两种常见的砂土液化的判别方法，并对两种方法进行分析，最后介绍砂土液化的防护措施。

标签：砂土液化液化原理处理措施1前言对于砂土液化的研究，由于其目的和观点的不同，使其有多种的解释，最普遍的认识是饱和的砂土或粉土在地震的作用下，饱和砂土或粉土经历强烈的振动后，使土体呈现出一种近乎于液体的悬浮状态，导致土体失去强度产生失效的现象。

通常，砂土液化会造成更大的伤害：例如，地基承载力的损失；液化土流下，造成高孔隙压力的浮动结构；喷沙形成将导致侧向压力的增加；当覆盖上一层破裂，会有水和砂现象，常常导致不均匀沉降的建筑物，使建筑物出现倾斜，开裂和破坏。

对过去发生的地震事件，由于灾害造成的土壤液化已成为不可或缺的工程灾害，所以研究者越来越多的关注研究砂土液化。

2液化原理[1]松散的砂土与粉土，在地下水的作用之下达到饱和。

在受到动应力作用下变得更加紧密，由于土的结构遭到剪揉作用而迅速破坏，此时，空隙中的空气来不及排除使孔隙水压力迅速增长到上浮有效应力，在短时间的动荷载作用下，使土颗粒之间相互传递的压力变小，当有效应力彻底消散时，土体丧失了抗剪强度和承载力，并表现出液体所呈现出的形态，这就是砂土的液化现象。

饱和砂土和粉土下加载，迅速消失的抗剪强度和其抗剪强度可以表示为：（1）在地震前，由砂骨架，承担该部分只有其土壤在此时砂地基处于稳定状态，承受水的静水压力图（I）。

（2）对地震应力反复作用，框架会产生位移，状态的变化，和饱和砂量是相同的，地震动态应力承受代替砂骨架。

这样，造成孔隙水压力的急剧增大，等到孔隙水压力等于或大于土体所承受的总应力时，饱和砂土液化，土壤结构完全破坏，土壤颗粒悬浮在水中，并在地裂薄弱部位喷射出来，导致冒沙现象，见图（II）。

（3）液化后，悬浮颗粒逐渐下沉，骨架被破坏，损失的地基承载力及地表沉降引起的倾斜，见图（III）。

工程地质勘查专业毕业设计论文：土壤液化危害评价与防治方法研究摘要本文旨在研究土壤液化危害评价与防治方法，采用实验研究和理论分析相结合的方法，对土壤液化问题进行深入研究。

通过对不同土体的实验，评价土壤液化的危害程度，并探讨防治方法的可行性。

本文的研究成果将有助于提高工程地质勘查的准确性和可靠性，为土木工程领域的可持续发展提供保障。

一、研究背景和意义土壤液化是土木工程领域中一种常见的地质灾害，它是指在地震、机械振动或交通荷载的作用下，饱和的砂土或粉土颗粒因受到强烈的剪切应力而产生相对位移，导致土体密度下降，形成液化现象。

土壤液化会导致地基失稳、地面沉降、建筑物开裂等问题，对人类社会和生态环境造成极大的危害。

因此，开展土壤液化危害评价与防治方法的研究具有重要意义。

二、文献综述近年来，国内外学者对土壤液化问题进行了大量研究，主要涉及实验研究、理论分析和数值模拟等方面。

实验研究方面，研究者通过振动台实验、循环剪切实验等手段，对不同类型土体的液化特性进行了深入研究。

理论分析方面，研究者基于固液耦合原理、能量守恒定律等理论，建立了土壤液化的力学模型，揭示了液化发生的机理。

数值模拟方面，研究者利用有限元、离散元等数值方法，对土壤液化的过程进行了模拟和预测。

然而，当前研究仍存在以下不足：（1）实验研究中土体的制备和性质控制不够严谨，导致实验结果的可比性较差；（2）理论模型不够完善，未能充分考虑土体的微观结构和力学性质；（3）数值模拟方法在处理复杂地质条件和大规模计算方面仍有待提高。

三、研究方法本研究采用实验研究和理论分析相结合的方法，对土壤液化问题进行深入研究。

首先，通过大量实验获取不同类型土体的液化特性数据；然后，基于实验结果和相关理论，建立适用于不同土体的液化预测模型；最后，利用数值模拟方法对土壤液化的过程进行模拟和分析。

四、研究内容和步骤1. 实验研究（1）土样采集：在不同类型的工程场地采集具有代表性的土样，确保土样的均匀性和代表性。

《高等土力学》论文题目：饱和砂土液化姓名：赵卫专业：防灾减灾工程及防护工程学号：2009020318时间：2010年1月饱和砂土液化在历次大地震中，都有砂土液化现象发生，并造成了严重的破坏和经济损失。

由此引起了岩土工程界的重视，并进行了广泛的研究，取得了丰硕的成果。

本文就砂土液化的一些基本概念进行讨论，阐述一些长期以来流行于我国岩士工程界的有关液化的概念，综述了稳态强度和它在砂土液化分析中的应用以及存在的一些问题。

关于砂土液化的定义日本土力学与基础工程学会在它所编写的《土力学与基础工程词典》(1985年)中给出了液化的定义：“饱和砂土由于孔隙压力的升高而引起剪切强度丧失和有效应力降低，这种状态称为液化”。

这种定义是一种关于饱和砂土液化的广义定义。

按这种广义液化的定义，液化后可以产生两种结果，一种是产生流动滑移破坏，另一种是由于软化而产生一定量的变形。

这种定义是美国与日本近些年普遍接受的定义。

但这种饱和砂土液化的定义与我国工程界普遍流行的看法并不完全一致。

在我国通常认为：物质从固体状态转化为液体状态的行为和过程，称为液化。

关于砂土液化的定义在80年代以前较为混乱，例如有“初始液化、循环液化、实际液化”等定义。

为便于讨论，首先给出上述三种液化的定义：根据动三轴试验的结果，Seed给出了初始液化(Initialliquefaction)(有时seed等也简称为液化)的定义：在简谐循环荷载作用下，饱和砂土孔隙中的残余孔隙压力初次等于所施加的围压时的状态，即峰值循环孔压与围压的比值初次达到100％的条件或状态。

初始液化时，土样的轴向应变(双峰值差的轴向应变)大致为5％。

因此有时也把土样动轴向应变值初次达到5％的状态称为初始液化。

Seed学派把初始液化作为判别液化势的一个准则而得到广泛应用。

对于这一定义，我国岩土界是比较熟悉的。

实际液化：在冲击或应变的作用下，松散饱和砂上的强度极大地降低，在极端情况下将导致流动滑移破坏。

浅析饱和粉土地震液化的危害及防治措施摘要：随着人类工程活动的不断加剧，饱和粉土地震液化及其所引发的地裂缝、地面沉降等地质灾害对人类的危害也越来越大，本文结合饱和粉土地震液化机理及形成条件，分析了饱和粉土地震液化所引起的地质灾害及其破坏力，并提出了防治措施。

关键词：地震液化形成条件危害防治措施1、饱和粉土地震液化机理饱和粉土在地震作用或强烈的人类活动（振动）影响下，由于不能及时排水而形成超孔隙水压力，粉土之间的有效正应力就随之而降低，当超孔隙水压力达到与粉土之间的有效正应力相等时，粉土之间的有效正应力为零，在短时间内丧失抗剪强度和承载能力，此时砂土颗粒就会完全悬浮于水中，土体变成流体，这种地质现象称为饱和粉土地震液化[1]。

图1为渗流液化流网示意图，图中实线表示等压线，虚线表示流线，箭头表示冒水现象。

如图所示，在没有不透水盖层的情况下出现遍地冒水，上部粉层松胀、强度丧失，但不喷砂冒水。

由于地震时松散地层容易裂开，裂缝处的阻力比较小，上升水流速度比较大、水头损失较小，因此容易在裂缝处出现喷砂冒水现象。

图1 砂土渗流液化时流网示意图饱和粉土的地震液化，是从地震运动引起土体结构失稳开始，通过孔隙压力的增长导致土体中有效应力的降低，并且随着时间的延续，产生了孔隙压力的消散，从而可能在某种程度上促使有效应力的恢复。

2、饱和粉土地震液化的形成条件2.1地震条件（1）液化最大震中距分析我国1955年以前近900a间历次地震喷砂冒水资料得出震级（M）与液化最大震中距（Dmax）有如（2—9）式关系：Dmax=0.82×100.862（M-5）（2—9）由上式可以判定，如M=5则液化范围限于震中附近1km之内。

（2）液化最低地震烈度我国地震文献中没有地震震级小于5级的喷砂冒水记录。

震级5级震中烈度为Ⅵ度，故液化最低烈度为Ⅵ度。

2.2地质条件经调查，发现近年来的液化现象多发生在全新世及近代海相、河湖相沉积平原，河口三角洲，尤其是河漫滩、古河道、洼地、滨海地带、人工填土地带等。