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浅析饱和粉土地震液化危害及防治措施 　　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。 　　2.3埋藏条件 　　（1）最大液化深度。一般认为液化判别应在地下15m深度范围内进行。最大液化深度可达20m，但对一般浅基础而言，即使15m以下液化，对建筑物影响也极轻微。 　　（2）最大地下水位深度。喷砂冒水现象多发区，地下水位埋深一般小于3m， 3～4m时，喷砂冒水现象少见，大于5m，目前还未喷砂冒水实例。《工业与民用建筑抗震设计规范》（TJ11—85）修订稿为安全起见将液化最大地下水位埋深定为8m。 　　2.4水体条件 　　粉土只有处于饱和状态时才可能发生液化，然而松散的粉土，小于地下水位时才能达到饱和状态。因此，地下水的作用及其水位的高低是判别液化现象的重要条件。处于Ⅶ度地震区，地下水位大于6m，地震时容易发生液化现象。 　　2.5土体条件 　　粉土液化的一些特性指标界限值为：①平均粒径大于0.01 mm，小于1.0mm;②粒径小于0.005 mm的颗粒含量不大于10％（不加分散剂）或不大于15％（加六偏磷酸钠分散剂）；③不均匀系数（Cu）不大于10；④相对密度（Dr）不大于75％。 　　2.6标贯判别法 　　根据我国八次大地震的震害调查和勘探分析，将粉层在地下埋深为3m、地下水位在地表下2m作为基本情况，求出不同烈度下液化与不液化分界的临界贯入击数N0。设计烈度为Ⅶ度时N0=6，Ⅷ度时N0=10，Ⅸ度时N0=16。若粉土埋深、地下水位埋深与上述不同，则采用以下判别式计算临界标准贯入击数N。N= N0［1+0.125（H-3）-0.05（h-2）］ （2—10） 式中H为粉土埋深， h为地下水埋深，单位为米。 　　如实际贯入击数大于临界贯入击数，则不液化，反之则液化。此方法简单易行，适用于饱水粉土埋深在15m范围内。但是操作方法应该标准化，以用泥浆回转钻进、自动脱钩吊锤为宜。对于重要工程每层土不应少于5个钻孔，试验次数不宜少于15次，整理资料时应去掉显然不合理的数据，分层求其平均值以消除偶然误差。 　　3、饱和粉土地震液化的危害 　　饱和粉土地震液化引起的破坏主要有以下四种：(1)沃土盐碱化、砂质化，同时造成河床、渠道、井筒等淤塞。(2)建筑地基失效：随有效正应力的降低，地基土层的承裁能力也迅速下降，甚至完全丧失。(3)滑塌：饱和粉土层震动液化和流动，可引起大规模滑坡。(4)地面沉降；饱和粉土因振动而变密实，地面随之下沉。 　　4、防治措施 　　详细查明其液化情况后，根据判别结果按现行规范采取合理措施进行以下处理。 　　（1）换土。此法适用于地表以下3－6m有易液化土层，可将其挖除后回填粗砂（需压实）或其它合适材料。将基础底面以下液化土层挖除一定厚度后用非液