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关于液化的一些讨论 [复制链接]

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离线lzz7288781
 

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2010-08-26
    前两天看了讨论精华区的一篇帖子《为什么砂土液化判别的深度只限于20米以内?超过20米深度的砂土层就不用判了吗?》有一些想法,又查了一些资料,写了这个帖子,希望大家多补充一些。有些公式显示不出来,见上传的附件。 B?|url6h  
    土体液化是指在一定强度的动荷载作用下,土体表现出类似于液体性质而完全丧失承载力的现象。在此分析中,我们假设土体由松散砂土层和上覆粘土层构成(假设均为饱和土),地震时地基液化的几个问题如下: ]"DsZI-glW  
q n2X._`  
    ① 何谓液化? )K"7=TvY  
    受到振动荷载之前,若砂土处于松散状态,当受到振动荷载作用后,土颗粒要挤密。因为是饱和土,所以在由松散变密实的过渡阶段中,土颗粒会离开原来的位置,与四周颗粒脱离接触,处于悬浮状态。此时,如果孔隙水压力消散,则土颗粒移动到更稳定的位置,土体被加固;如果振动强烈,孔隙水压力又消散不了,孔隙水压力可能会增至总应力,根据有效应力原理可知,有效应力会降至零。再由库伦公式的有效应力表达式,可知出土的抗剪强度变为零(特指c=0的砂土层)。这样,土体就处于流动状态,即砂土液化了。 sm1(I7y  
gb,X"ODq  
    ② 液化时的孔隙水压力如何变化? `N,q~@gL  
    首先说一下三轴实验时孔隙水压力的变化:在松散砂土的三轴实验中,砂土会表现出剪缩性,孔隙水压力上升;而密实砂土的三轴实验中,砂土则会表现出剪胀性,出现负孔压。 zK@DQ5  
那么,松散砂土,在周期荷载作用下——实际上也就是反复的剪切作用——孔隙水压力又会如何变化呢?很久以前两个外国友人(Seed&Lee1966)做的动三轴研究表明,在饱和砂土中,每次应力循环以后都会残留一定的孔隙水压力,随着动应力循环次数的增加,孔隙水压力会不断累积,不断上升。 ~ v21b?   
d0"Xlle ld  
    ③ 为什么是砂土发生液化?上覆的粘土为什么不液化? Jd0I!L  
    土类是液化的重要条件。粘性土具有粘聚力,即使孔隙水压力等于全部有效应力,抗剪强度也不会全部丧失,难以发生液化。砾石等粗颗粒土,渗透系数高,孔隙水压力易消散,不会累积。最容易发生液化的土体为粉、细砂土和粉土,具有积累孔隙水压力并使强度完全丧失的内部条件。 *|F ;An.N^  
#383W)n  
    ④ 砂土液化和地基液化有区别么? Bl6>y/  
    当地基土中局部的砂土层液化后,整个地基不一定失稳,因为上覆土层可能是由难以液化的粘性土构成的。但是,如果孔隙水压力持续增加,引起自下而上的渗流,上覆土层中的渗流力大于土体的自重应力,那么在地震中没有液化的土层,可能在渗流作用下液化,导致整个地基失稳。 zwEZ?m!  
nTd[-3o  
    ⑤ 什么叫土体液化判别? pndAXO:v  
    自然界的土体,即使是饱和松散砂土,在动荷载作用下,都不一定发生土体液化,因为土体液化与土层的地质年代、地貌单元、粘粒含量、地下水位深度和上覆非液化土层厚度有密切关系。一般来说,液化的判别是根据地质年代、颗粒级配等等对土体液化的可能性进行初步的排除,对未能排除的土层进行标准贯入实验,并与规范中的计算公式得到的临界标准贯入锤击数进行对比,判断是否液化。《建筑抗震设计规范》、《公路工程抗震设计规范》都有相应规定。 41'|~3\X  
q=+AN</  
    ⑥ 为什么液化判别的深度仅限于20m以内? x+V@f~2F  
    土中孔隙水压力等于固结压力是初始液化的必要条件,因此土的初始应力状态对液化的影响很大。 0Ia8x?80V  
武汉理工大学出版社的《土力学与基础工程》中提到,海城地震砂土液化考察报告指出,有效覆盖压力小于50kPa的地区,液化普遍且严重;有效覆盖压力介于50~100 kPa的地方,液化现象较轻;而未发生液化地段,有效覆盖压力多大于100 kPa。报告同时指出,埋藏深度大于20m时,即使松砂也很少发生液化。 fSL'+l3  
$^XCI%DH  
    ⑦ 土的密实度对液化有何影响?  zG0191f  
    前文提到了松砂和密砂在三轴实验时不同的孔隙水压力变化趋势。1964年日本新泻地震的资料表明,当砂土相对密度大于0.7时,即使8度地震也不易发生液化。砂土如果密实到剪切时内部产生负孔压,那么就不可能发生液化。对不同孔隙比的同一种砂土在同一围压下受剪,对应体积变化为零(既不剪胀也不剪缩)时的孔隙比,叫临界孔隙比。可用来判断砂土有无液化可能。
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离线chengyuan28

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只看该作者 1楼 发表于: 2010-08-28
有道理,受益匪浅啊
离线ltian_cs

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只看该作者 2楼 发表于: 2010-09-13
有道理,楼主辛苦 />EH]-|  
离线cheng198493

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只看该作者 3楼 发表于: 2011-03-15
楼主太有才了。
离线cheng198493

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只看该作者 4楼 发表于: 2011-03-15
请教:对于非饱和砂土是否出现液化或是类似液化的现象?尤其是不排水不排气情况下。
离线erimkcgs

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只看该作者 5楼 发表于: 2011-03-16
国内外强震后宏观液化场地的调查结果就是这样的。
得过且过
离线freestar

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只看该作者 6楼 发表于: 2011-03-17
很有指导意义。
离线lkbwy

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只看该作者 7楼 发表于: 2011-03-25
楼住规范理解深入的很透啊!
离线mayan1989

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只看该作者 8楼 发表于: 2011-03-25
茅塞顿开,谢楼主大哥
离线dulibing0622

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只看该作者 9楼 发表于: 2011-04-23
学习中
泥人
离线qilonggang00

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只看该作者 10楼 发表于: 2011-05-12
学习学习  
成大事者,不惟有超世之才,亦必有坚韧不拔之志
人之大勇者,猝然临之而不惊,不故加之而不怒
离线anah1232000
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只看该作者 11楼 发表于: 2011-05-17
学习了,楼主辛苦
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