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地震液化作用

由地震使饱和松散沙土或未固结岩层发生液化的作用

地震液化作用是指由地震使饱和松散沙土或未固结岩层发生液化的作用。它可使地基软化，建筑物因而倒塌；大量饱和沙土还可从地下如泉水涌出，在地面堆积成丘；另一方面则使地下某些部位空虚，地面因而沉陷。这种现象多出现在河边、海滨含水的沙层中，内陆地下水丰富的砂岩层也可以出现。地震液化作用主要包括：液化泄水岩脉、水塑性褶皱、液化卷曲变形、液化角砾岩、粒序断层、V型地裂缝等。根据历史地震记载、现代地震和模拟试验，造成沙土液化的震级大于里氏5级，液化过程一般发生于地下一定深度（20米）内。

概念
成因
少粘性土受地震力作用后，使土体积缩小、孔隙压力猛增，从而使有效压力减小，使土迅速减小或完全丧失抗剪强度，使土体像液体一样流动或喷出地面，成为地基液化。
自然条件
内因：有的说砂土，实践证明叫“少粘性土”更好一些，有的粉土轻壤土也可能液化。
外因：饱和+地震动
如果是常年干燥状态，不会液化，如果地震烈度是小于6度，也认为不发生液化。
分析与判断
液化土内因分析与判断
（a）土的粒径与级配：与中值粒径和不均匀系数有关。
（b）土的密实度：越密实越不易液化。
（c）土的上覆压力和侧向压力：[地应力]越大越不容易液化。
判定与评价
哪些场地需要进行地震液化评价
显然，某些地区是相对稳定版块，地震烈度极小，一般建筑物不进行地震液化评价。岩土工程勘察规范2001指出
“在抗震设防烈度等于或大于6度的地区进行勘察时，应划分场地类别，划分对抗震有利、不利或危险的地段”。“抗震设防烈度6度时，可不考虑液化的影响，但对沉陷敏感的乙类建筑，可按7度进行液化判别。甲类建筑应进行专门的液化勘察。”
地震液化判定方法
岩土勘查规范和水利水电工程地质勘查规范都要求(a) 初判 (b) 复判
准备工作，先查场区地震烈度，7度以上进行地震液化判断。
（1）初判
首先，根据地基土的基本特性，特别是土的颗分分类，一般产生地震液化的是“少粘性土”，粘粒含量大于17%，则初判无地震液化可能，否则，需要根据（2）复判。
（2）复判
复判方法很多，常用的是综合指标法和标贯判定：
（a）综合指标判断
烈度 7 8 9
加速度g 0.1 0.2 0.4
颗分d50(mm) 0.05-0.15 0.03-0.25 0.15-0.50
相对密度 <0.6 <0.7 <0.8
**相对密度，一般作试验比较麻烦，实践中很少采用。
（b）根据标准贯入试验判断
该方法是最常用和可靠的，好多国外也用中国的经验[我在合适的时候上载老外对地震液化的研究]，因为是原位测试结果，而且可以反应场地地应力状态等。一般判断15米以内地基，太深标贯修正钻杆、孔斜、孔壁摩擦等问题突出。还有15米以下即使是少粘性土，一般也很密实，很少有地震液化的可能。
***********************************************
Nc=N[1+0.125(H-3)-0.05(h-2)]
***********************************************
N是N63.5进行杆长和地下水修正后的表贯击数。
H - 砂土层的埋深(米)
h - 地下水位埋深(米)
H=3m,h=2m,按下面取N
+++++++++++++++++++++++++++++++
烈度 7 8 9
N 6 10 16
+++++++++++++++++++++++++++++++
判断：N63.5 > Nc 不液化，否则液化
另外，有的还进一步进行液化程度计算，一般需要大量的标贯或静力触探数据，否则没法进行。我从来没有计算过，搞到复判就可以啦。
说明：以上方法大多可水电规范或抗震设计规范中找到，但一般没有条理，给出很多方法，大家都基本不用，因此给新手增加了好多麻烦, 让人感到“不知道哪个更好、哪个更准确”。
液化判定深度问题
治理措施
由于外因，饱水和地震我们无法改变，因此，只能从土的内因找解决办法，有两个思路，一个是土的颗粒为“少粘性土”，其次是密实度差，多处于“松散”状态。因此，治理无外呼于此.
（1）浅基础或基础面积、埋深不大，可以采用换填，用性状更好的颗粒更粗的土置换“松散的少粘性土”。这种做法很少，因为置换也涉及碾压过程，因此，都直接选（2）。
（2）压密可液化土层
方法很多，经常采用的有：
(a) 强夯法：
压密，城市附近不允许，噪音和地震动太大，适合于郊区，处理深度也不超过8米。当然也取决于土的类别。
(b) 碎石桩：置换+挤密
处理深度大，采用螺旋钻就可以。
(c) 震动夯
边震动边捣密，处理深度很大，世界记录是56米，广泛用于工民建和水利工程行业，更多精彩祥见：
(d)化学处理
根据土与水中离子生成稳定的化合物，使土变密实。
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