汶川大地震液化的特点及带来的新问题

总结汶川8.0级大地震液化及其震害科学考察结果,分析此次地震液化带来的新问题.结果表明,汶川大地震中液化及其震害现象显著,是建国以来液化涉及区域最广、液化宏观现象最为丰富的一次;本次地震液化宏观现象特点为喷水高、持时短、喷砂量小但喷砂类型十分丰富;砂砾土液化、Ⅵ度区内场地液化、深层土液化、无液化减震以及液化普遍伴随地裂缝是此次地震液化5个突出特征;砂砾土液化判别技术、液化引起地表裂缝机理和预测方法、Ⅵ度区内场地液化与深层土的液化机理和预测方法、液化加减震发生条件、场地液化现场判定与识别技术等是新的课题.为解决上述问题,应优先发展岩土地震工程观测技术及建设岩土地震工程实验场.     

汶川地震液化特征及砂砾土液化预测方法研究

地震液化震害调查是获取液化震害经验最直接的手段,是抗震理论和分析方法发展的重要基础,而地震液化场地的现场测试与分析,是建立液化预测方法最可靠的途径。以往国内几次大地震液化现场深入的考察和分析研究,对我国乃至世界工程抗震技术的发展都起到了很大的推动作用。     

2022年日本福岛7.4级地震东北新干线震害分析

2022年3月16日日本福岛县发生了M7.4级地震,不仅造成了大量铁路基础设施破坏,而且导致了一辆行驶中的新干线列车脱轨。本文介绍了东北新干线在此次地震中的震害特点和应急功能恢复情况,总结了此次地震震害的典型特征及启示。通过与2021年福岛地震和2011年东日本大地震的震害情况进行比较,从强震特点、列车脱轨、土木结构损伤和电气设施损伤等几方面对该铁路系统在此次地震中的震害特点进行了分析,从抗震韧性角度讨论了此次地震应急恢复时间,总结了日本铁路设施抗震的经验和对我国铁路设施抗震的启示。分析表明：随着地震强度的增大,可能伴有轨道变形、墩柱开裂和横系梁开裂等震害现象,甚至出现列车脱轨。从震害现象的比较中,可以看出东日本大地震以来的维修加固措施是具有一定成效,但列车防脱轨系统的有效性还需进一步检验,设计还需进一步完善。     

宏观液化等级和宏观液化指数的概念及评定标准

液化震害调查是检验现有抗液化理论和方法的根本途径,而目前液化现场调查缺少指导性标准及定量化研究。本文根据汶川地震现场调查数据并参考以往地震液化调查数据资料,提出了宏观液化指数和宏观液化等级的概念,并建立了宏观液化指数和等级的评定标准。通过此评定标准给出了汶川地震液化点的宏观液化指数和等级,并综合评定了汶川地震主要液化区的宏观液化等级,即绵阳地区宏观液化等级为Ⅲ级,即中等;德阳地区宏观液化等级主要为Ⅲ级-Ⅳ级,即中等-严重;成都地区液化震害等级主要为Ⅱ级-Ⅲ级,即轻微-中等。本文建立的宏观液化指数及等级标准为宏观液化调查的定量化研究开辟了途径,但形成规范性标准尚需进一步深入研究。     

零讯

东京人工造地不能经受大地震据日本《产经新闻》1991年10月9日报道,东京如果发生大地震,80％的人工造地将变成泥浆。东京都所作的“液化”调查认为,如果发生关东大地震规模的地震,东京港26％的人工造地很容易发生液化现象。这份调查指出,东京都正在建设的临海地区,有可能发生液化现象的面积将达90％。所谓液化,是指由于地震等原因,地下水位急剧上升,地盘含水而呈液体状,从而造成建筑物倒塌和下沉。     

1995年1月17日日本阪神地震—直下型冲击

本文介绍了１９９５年１月１７日日本阪神（大阪－神户）大地震的概况及其特点，重点分析了各类建筑物、结构物、土本构作物的破坏和砂土液化与次生火灾等现象及其产生原因，并结合本次大地震的经验教训及作者在历次大地震后赴现场考察的亲身体验，对今后我国抗震减灾工作提出了几点建设性的意见。     

自由场地基液化大型振动台模型试验研究

目前，大型振动台模型试验是研究液化场地的地基动力特性及土-结动力相互作用的一种有效手段。以1976年唐山地震中倒塌的胜利桥的地基为原型，开展1：lO模型的自由场地基液化的大型振动台模型试验研究，再现了自然地震触发地基砂土液化的各种主要宏观震害现象，尤其是模型地基的试验破坏与其原型的实际震害情况比较吻合。主要介绍有关此次大型振动台模型试验的相似设计、操作技术及试验结果等方面的若干关键科学问题。     

2021年日本福岛7.3级地震铁路系统震害与启示

2021年2月13日日本福岛县发生了M7.3级地震,造成了大量铁路基础设施破坏。介绍了铁路系统在此次地震中的震害和应急修复情况,总结了震害的典型特征及启示。通过与2011年东日本大地震进行比较,从土木结构和电气设施两方面对铁路系统震害特点进行了分析,从抗震韧性角度讨论了此次地震应急修复方法与策略,总结了日本铁路设施抗震的经验和对我国铁路设施抗震的启示。分析表明:支柱折断、支柱开裂倾斜、架空电线拉断和定位设施损坏为铁路电气设施常见震害;土木结构方面,随着地震强度的增大,可能伴有轨道变形、挡块开裂、梁端破坏、横系梁开裂甚至墩柱损伤的发生。从震害现象的比较中,可以看出东日本大地震以来的维修加固措施是有成效的。     

昭苏盆地地震地质特征

本文通过野外实地考察,在收集大量资料的基础上,着重阐述了昭苏盆地地震地质概况和活动断裂的展布,规模及特征。对发现的一次大地震遗迹,包括长约70公里,左旋水平位移达8米的地震断层及沿地震断裂带两侧分布的巨大滑坡,崩塌等地震形变现象进行了描述。确定这次约相当于8.0级的大地震可能是1716年发生在准噶尔西部地区的那一次大地震,并初步确定了地震的宏观震中位置。     

地震群测群防好

我国地震又进入了新的活跃期,几亿人在担心如果明天有大地震能预报吗?当前世界各国地震专家认为地震预报比癌症更难对付。1975年海城地震的成功预报避免了10万人死亡,减少40亿元的经济损失。海城大震前除微观异常以外还获得了大量的宏观前兆,广大群众发现和报告这些宏观异常现象是成功预报的重要内容。而唐山大震前也有明显的动物、井水等宏观前兆,但没能作出预报,为此我们应该汲取几十万人殉难的惨痛教训。     

基于Monte Carlo模拟技术的液化危险性分析

利用Monte Carlo模拟技术考虑了震源和震级的贡献及抗液化阻力的概率分布,将液化安全系数的倒数作为工程需求参数,对土层的液化危险性作概率估计,可以满足基于性态的抗震设计对于不同设防水平工程场地液化安全判定的要求。在文中应用该方法对北京地区若干场址多种设定土层情况分别进行了液化危险性分析,并在所得的大量模拟样本的基础上,引入液化需求锤击数基准值概念和土层埋深水位影响系数,进行统计分析,提出了本地区简化的液化危险性估计方法。验算表明,该简化方法有一定的合理性,也便于一般设防工程使用。作者认为其它地区也可以依此途径建立适合于该地区的液化危险性的估计方法。     

国内外液化砂砾土土性对比分析

砂土液化问题的研究特别是砂土液化的判别目前已经取得了较大的进展,并在国内外现行的规范中充分反映,而砂砾土由于颗粒大、透水性好,普遍认为地震时孔压不至于上升至液化的程度,往往将其划分为非液化土类。通过调查汶川地震砂砾土液化情况以及勘察试验获取其土性资料,对比分析了国内外液化砂砾土的地质背景及土性特征。主要认识为：①以往国内外砂砾土液化实例虽然有限,但已经表明松散-稍密的砂砾土在一定的地震强度下仍有可能发生液化,而2008年汶川地震中的大量砂砾土液化的事实,说明笼统地将砂砾土划归为非液化土类的做法有误;②汶川地震液化砂砾土的颗粒级配范围涵盖了国内外其他地震的颗粒级配,研究汶川地震的砂砾土液化问题具有代表性和普遍性,以此建立的砂砾土液化评价方法在国际上应具有通用性。     

基于2011年新西兰地震的CPT液化特征研究

2011年2月22日,新西兰第二大城市克赖斯特彻市附近发生Ms6.3级地震,震中位于克赖斯特彻市西南10km处,震源深度为5km.地震造成了大量的人员伤亡和经济损失,重建费用估计高达40亿新西兰元,得到共识是砂土液化为震害主因.此次地震,液化震害极为严重,喷砂冒水范围广泛分布于城市内外,引起大量次生灾害,地震也为砂土液...     

液化识别方法盲测对比——以2011年2月22日新西兰6.3级地震为例

液化实时监测作为减轻地震灾害的新手段,其核心技术是建立依据强震记录识别场地液化的方法,但目前所提出的方法十分有限,可靠性也缺少实际地震检验.2011年新西兰地震中液化及其震害现象显著,为检验现有液化识别方法提供了条件.目前已有并可供程使用的四种液化识别方法为:Miyajima法、Suzuki法、KY法(Kostadin...     

地下管道的震害预测方法简述

强烈的地面运动或场地失效等因素是造成地震中地下管道破坏的主要因素。本文对地震波作用下和砂土液化条件下管道的震害预测方法进行了概述,并基于综合概率法对埋地管道进行了分析预测。     

Threshold seismic energy and liquefaction distance limit during the 2008 Wenchuan earthquake

Estimating the possible region of liquefaction occurrence during a strong earthquake is highly valuable for economy loss estimation, reconnaissance efforts and site investigations after the event. This study identified and compiled a large amount of liquefaction case histories from the 2008 Wenchuan earthquake, China, to investigate the relationship between the attenuation of seismic wave energy and liquefaction distance limit during this earthquake. Firstly, we introduced the concept of energy absorption ratio, which is defined as the absorbed energy of soil divided by the imparted energy of seismic waves at a given site, and the relationship between the energy absorption ratio and the material damping ratio was established based on shear stress–strain loop of soil element and the seismic wave propagation process from the source to the site. Secondly, the threshold imparted seismic energy of liquefaction was obtained based on existing researches of absorbed energy required to trigger liquefaction of sandy soils and the ground motion attenuation characteristics of the 2008 Wenchuan earthquake, and the liquefaction distance limit of this earthquake was estimated according to the proposed magnitude–energy–distance relationship. Finally, the field liquefaction database of 209 sites of the 2008 Wenchuan earthquake was used to validate such an estimation, and the field observed threshold imparted seismic energy to cause liquefaction in recent major earthquakes worldwide was back-analyzed to check the predictability of the present method, and several possible mechanisms were discussed to explain the discrepancy between the field observations and the theoretical predictions. This study indicates that seismic energy attenuation and liquefaction distance limit are regional specific and earthquake dependent, and 382 J/m³ is the average level of threshold imparted seismic energy to cause liquefaction for loose saturated sandy soils, and the corresponding liquefaction distance limit is approximately 87.4 km in fault distance for a M_w?=?7.9 event in the Chengdu Plain. The proposed regional energy attenuation model and threshold imparted seismic energy may be considered as an approximate tool in evaluating the liquefaction hazard during potential earthquakes in this area.     

基于GIS的2013年吉林前郭M 5.8震群砂土液化灾害的研究

应用GIS技术,以Arcgis为操作平台,对2013年松原市前郭尔罗斯蒙古族自治县发生M5.8震群后砂土液化地震灾害进行综合分析研究,并建立了此次地震事件砂土液化灾害的数据资料库。利用Arcgis中的ArcCatalog对图形信息、数据属性信息等进行综合管理,方便地震行业相关数据的输入、存储、查询、管理和分析。运用Arcgis中的Arcmap对数据资料进行叠加和空间分析,使此次地震事件中的砂土液化灾害以直观的地图形式展示出来,方便进行更深入的地震灾害研究,也便于决策部门更明确此次地震砂土液化灾害发生的地理位置等情况,为今后的地震灾害研究提供数据基础和可参考的空间分析方法。     

Evaluation of soil liquefaction in the Chi-Chi, Taiwan earthquake using CPT

During the 1999 Chi-Chi, Taiwan earthquake, many sand boiling phenomena were observed in central Taiwan, which caused severe ground settlement and structure damages. According to the installed accelerograms, the peak ground surface horizontal accelerations in the liquefaction-affected areas range from 774.42 to 121.3 gal. The writers carried out an extensive investigation of soil liquefaction in this earthquake. In this paper, we present results of the CPT exploration and post-earthquake liquefaction analysis. Two hundred and seventy five (275) cone penetration test data were collected from the liquefaction-affected areas, and 46 liquefaction case histories and 88 non-liquefaction case histories were derived that can be used to evaluate the accuracy of existing liquefaction evaluation models. In addition, the strength of the liquefied soils after earthquake and the implication of its liquefaction potential in the future event are discussed.     

区域土壤地震液化预测简化方法

利用可大范围获取的空间参数给出区域土壤液化的评估方法,可预估震前各地区土壤液化可能性,可快速评估震后震区土壤液化情况,对预防减轻地震灾害以及地震快速响应救援都具有重要意义的.本文以我国1976唐山大地震液化调查资料为背景,提出了区域土壤液化预测的四参数简化评估方法,并用2011年新西兰基督城地震进行了检验.选取场地平均剪切波速V s30、复合地形指数CTI、场地到河流的距离DR以及地面峰值加速度PGA,分别代表土壤密实程度、饱水状态、地质年代和遭遇的地震作用大小,并基于我国唐山地震液化区域调查资料生成的样本,运用经典二元Logistic回归方法,建立了区域土壤液化预测模型和评估公式,回归检验结果良好,整体回判成功率为77%,非液化和液化区域成功率分别为73%和78%.将公式应用于评估2011年新西兰基督城地震液化情况,区域液化和非液化成功率分别为82%和88%,总体成功率为84%.以上结果表明本文模型可靠,方法正确,可用于区域土壤液化震前预估以及土壤液化震后快速评估.     

Shear wave velocity-based liquefaction evaluation in the great Wenchuan earthquake： a preliminary case study

The great Wenchuan earthquake (Ms = 8.0) in 2008 caused severe damage in the western part of the Chengdu Plain. Soil liquefaction was one of the major causes of damage in the plain areas, and proper evaluation of liquefaction potential is important in the definition of the seismic hazard facing a given region and post-earthquake reconstruction. In this paper, a simplified procedure is proposed for liquefaction assessment of sandy deposits using shear wave velocity (Vs), and soil liquefaction from the Banqiao School site was preliminarily investigated after the earthquake. Boreholes were made at the site and shear wave velocities were measured both by SASW and down-hole methods. Based on the in-situ soil information and Vs profiles, the liquefaction potential of this site was evaluated. The results are reasonably consistent with the actual field behavior observed after the earthquake, indicating that the proposed procedure is effective. The possible effects of gravel and fines contents on liquefaction of sandy soils were also briefly discussed.