汶川地震液化土层类型验证及土性分析

2008年5月12日汶川特大地震中,除在山区引发了大量山体滑坡、崩塌和泥石流外,在成都平原等地液化现象也十分普遍。液化主要分布在含砂、砾石和卵石等的第四系地层。依据地层分布特征和地震烈度,选择6个典型液化点（带）进行现场勘测和试验,以验证液化土层类型、了解液化土层的土性特征,并检验《建筑抗震设计规范》中液化判别方法的适应性。结果表明：(1) 典型液化点土类包含砂、砾石和卵石等,6个验证点中有2个为砂层液化(其中1个为砾砂)、3个为砾石层液化和1个为卵石层液化;(2) 与非液化地层相比,液化地层结构松散,均匀性差,颗粒大小分布曲线较平缓,不均匀系数较大,其中液化砂土级配良好,砾石和卵石级配不良;(3) 依据《建筑抗震设计规范》液化判别方法,将验证点1中砂液化判为非液化,其余5个验证点由于含较多粗颗粒,因无法进行标准贯入试验而无法进行液化判别。     

南京砂的结构特性与地铁地基液化判别

与圆颗粒的标准砂相比较,片状结构的砂的动力特性更为复杂,用规范法进行液化判别时会误判。为了将砂土片状结构特性考虑到判别过程中,建议了一个更为合理的Ncr 的经验公式,并利用该公式对南京地铁玄武门-南京站区间的砂土层进行液化判别,该区间会发生中等程度为主的液化,最后,将液化判别结果与规范法和室内动力实验结果相比较,分析发现,在南京地铁进行液化判别时,必须考虑片状结构特性对于液化影响;同时,给出了平均液化势随深度的变化情况,以及考虑砂土结构特性对判别结果的影响系数随土层深度的关系,提高了判别的精度。     

液化判别中基于人工神经网络的粘粒含量取值研究

岩土工程勘察实践中,得到正确的粘粒含量是进行液化判别的前提与基础。利用静力触探成果进行液化判别时,粘粒含量往往采用场地平均值或邻近钻孔相应深度处土样的粘粒含量值,与判别点处粘粒含量实际值间存在一定差别,影响了采用静力触探液化判别的准确性。采用人工神经网络可建立起需液化判别土层各点粘粒含量与相应空间坐标间的关系,从而得到场地内需液化判别土层粘粒含量的分布规律,为液化判别提供更为准确的粘粒含量。     

常德市城区工程地质特征

常德市城区包括武陵区、武陵镇、德山,它位于洞庭湖淤积平原上,工程地质条件复杂,为多土层结构,软土层发育。常德为7度地震区。据土层特征,标准贯入,动、静三轴试验结果,在武陵区、武陵镇一带,轻亚粘土31.1％有液化,淤泥质轻亚粘土55.4％有液化,粉砂—细砂层60.5％有液化。据此对常德市城区的工程勘察、地基基础类型提出了一些具体看法和建议。     

基于中国砂土液化数据库的标准贯入试验液化判别方法研究

历史地震液化调查数据是液化判别方法构建、改进以及验证的重要基础,也是检验现有液化认识和理论的主要标准。通过吸收我国集集、巴楚和松原等地震液化数据,将基于标准贯入试验（standard penetration test,简称SPT）锤击数的液化数据量库从121个增至465个。采用该液化数据库,对比研究了我国建筑抗震设计规范液化判别方法（简称建规法）、2个双曲线模型以及循环剪应力比CSR简化方法等4种基于SPT液化判别方法的可靠性。结果显示：2个双曲线模型能够很好地判别液化和非液化数据,成功率超过85%,对液化数据和非液化数据的判别成功率保持均衡;建规法以及CSR简化方法判别结果存在不足;地震烈度为7度区液化数据和非液化数据混合情况较多,不同液化判别公式判别效果均不够理想,而对8度区和9度区液化数据,4种方法判别成功率较高;与以往液化概率判别公式对比,基于CSR计算方法,采用新液化数据给出的液化风险评估概率判别公式虽然采用数据量不同,但公式预测临界线匹配良好;建规法存在明显不足,对饱和砂层埋深大于10 m的深层土液化判别结果过于保守。研究成果可为改进我国规范中液化判别方法提供参考。     

随机地震荷载作用下饱和粉土的液化特性

为了考虑随机地震荷载作用下饱和粉土的液化特性，研究了如何通过合理的地震响应分析确定饱和粉土层受到的随机地震荷载，进一步探讨了随机地震荷载作用下的动三轴试验技术，以及利用此种试验分析饱和粉土液化特性的方法。研究结果为形成判别饱和粉土层地震液化可能性的新方法提供了依据。     

南京地铁地基地震液化规范判别的差异分析

利用“建筑”和“铁路”二种抗震设计规范 ,对南京地铁 1 # 线区间隧道地基进行了地震液化判别 ,发现两者有差异。详细分析了两规范对贯入点深度、粘粒含量、上覆非液化土层厚度、地下水位等影响因素的不同考虑 ,认为不同的上覆非液化土层的考虑是导致差异的最大原因。     

我国规范液化分析方法的发展设想

通过分析我国地震形势、液化震害潜在威胁以及震害防御工作现状,阐明了我国发展液化分析方法的客观需求,简要评述了我国规范中现有液化判别方法,总结了我国近来两次大地震液化考察经验,提出了与规范修订相关的研究设想。通过我国地震安全性评价工作的发展现状以及我国大陆地震重点监视区与第四纪沉积分布性态分析,说明了我国发展液化分析方法的必要性和紧迫性。根据2003年新疆巴楚地震和2008年汶川大地震中液化震害考察结果,比较我国规范现状,提出了与未来规范的完善和发展相关的10个研究课题,包括：液化对设计谱的影响、 特殊土类液化判定标准、区域性的液化判别标准、场地液化概率评价、基于液化土层PGD的结构物损害估计、液化引起地裂缝的生成条件、基于剪切波速的液化判别方法、VI度区内场地液化及危害性判定、深层土液化判定以及场地液化的现场判定和识别技术     

板桥学校液化带工程地质条件及液化土层特性

砂土液化是地震主要次生地质灾害之一。在512汶川地震中,德阳等地发生较大面积砂土液化现象。为详细了解液化带工程地质基本特征,选择板桥学校液化带进行详细液化震害调查、钻探和现场试验。结果表明:（1）液化震害典型,主要包括喷水冒砂、地表裂缝、侧移和基础下沉等;（2）砾石层是唯一的无粘性土层,砾石层分为性质不同的全新世沉积和更新世沉积两部分,未见砂层分布;（3）液化土层是全新统砾石层,该砾石的颗粒大小分布特征表现为级配不良,并有粒组缺失现象;（4）非液化盖层对喷出物有过滤作用,砂粒等细颗粒容易沿裂缝喷出地表,卵砾石等粗颗粒受阻留在土层中,导致喷出物为砂土。     

邯郸市饱和粉土地震液化判别与差异分析

采用标准贯入试验法、静力触探法及宏观判别法对邯郸市某工程粉土地基进行了液化判别,并对判别结果进行对比分析。根据判别方法所考虑的因素和特点,结合粉土的区域特征,提出了适合邯郸市饱和粉土的综合判别方法,从而提高了液化判别的可靠性。     

基于双桥静力触探的饱和砂土液化判别方法刍议

饱和砂土液化是地震引发地基变形失稳、建筑受损破坏的主因之一,合理判定液化可能性是勘察实践和理论研究的重大课题。国内规范要求砂土液化判别仍以标准贯入试验为主,静力触探等原位测试方法为辅,静力触探较其他原位测试手段,在操作便利性、数据采集连续性、测试成本和抗干扰能力等方面更具优势。针对国内规范常用静力触探砂土液化判别方法进行了分析研究,并结合勘察实例进行了计算和对比,探讨了静力触探判别液化方法的土层适用性,并提出有关改进建议。     

基于PCA-DDA原理的砂土液化预测模型及应用

影响砂土液化的因素有很多,建立多指标的液化预测模型非常有必要。目前所有的多指标砂土液化预测模型,均默认选取的判别因子之间相互独立,不存在相关性,可能导致各判别因子之间存在信息叠加而发生误判。以唐山地震砂土液化的25个案例为样本,选取8个影响因素作为砂土液化预测的初始判别指标,首先采用主成分分析（PCA）对各判别指标进行分析,对存在相关性比较高的指标进行了降维处理。基于降维后的4个主成分换算得到新的样本数据,以18个案例为学习样本,建立主成分分析与距离判别分析（DDA）相结合的砂土液化预测模型。利用建立的预测模型对18个案例进行回判,结果全部正确。对其他7个案例的液化情况进行了预测,并与规范法、Seed方法、BP法、DDA法的判别结果进行分析比较,结果表明基于主成分分析与距离判别方法的砂土液化判别模型预测准确率为100%。将模型应用于工程实例,判别结果也与实际情况一致,表明该模型具有良好的预测功能,可在实际工程中应用。     

基于土层常规参数的剪切波速液化概率计算公式

分析国际上现有液化场地剪切波速473组数据进行参数特征后,以此为基础,采用分区方法,利用成熟的Logistic模型,提出了以地表峰值加速度、剪切波速、地下水位、可液化层埋深等4个参数表达的土体液化概率计算公式和不同概率下液化临界值计算公式,研究了不同概率水平下公式的适用性,并与现有主要方法进行比较。研究表明:地震动强度为液化判别首要影响参数,液化层与非液化层剪切波速区分度不显著,采用以往一个公式构造液化判别公式的方式难以要达到基本要求;现有Andrus公式和石兆吉公式会将很多明显为非液化的场地误判为液化场地,违背了现有认识,达到了不可接受的程度,需要改进。文中公式取50%概率时液化点和非液化点回判成功率符合对等原则,不同烈度下成功率均在70%左右;总体看,公式表现良好,可为中国工程建设提供一个合理、可操作性强的剪切波速液化概率判别方法。     

小坡度海底土层地震液化诱发滑移分析方法

地震可使海底砂质、粉质土层液化并导致上部土层的滑移。基于有效应力有限元动力分析方法和Newmark刚性滑块理论,提出了一种计算海底小坡度（≤5o）土层地震液化引起侧向滑移的简化方法。该方法将波浪荷载简化为海底恒定的上覆压力和初始孔压,忽略了海水粘性对海底土层地震反应的影响,利用改进的Seed孔压模型进行动力分析和液化判别,用Newmark滑块理论计算了土层侧向滑移。通过算例和对比分析,研究了海水深度和土层坡度对侧向滑移的影响,表明该方法的有效性,可为近海工程场地地震地质灾害评价提供参考数据。     

广西北海近海工程地质特征及特殊问题分析

利用研究区物探处理解释资料及海底表层、钻探地质取样等综合地质调查资料,分析广西北海近海区域工程地质主要特征,并针对土层稳定性、砂土液化及地层承载力问题进行探讨。结果揭示：该区海洋工程地质环境复杂、多样;近岸海底地形起伏较大,坡降可达28‰;地貌类型主要包括潮间浅滩、水下三角洲、水下岸坡、古滨海平原、海底平原;地质灾害因素包括断层、地震、沙波、浅层气、浅埋基岩、埋藏古河道、槽沟、水下浅滩及凸地等;海底有9种土质类型,其中淤泥、粉砂混淤泥、中砂、粗砂分布较为广泛,区域垂向土层可整体划分为4个工程地质层。通过评价后得出研究区黏性土整体稳定性较好,而砂性土在极限波浪作用或强震作用下可能发生大面积液化现象。结合近海一般用桩情况,计算出第二、四工程地质层的承载力值相对较大,可作为区域类似插桩较好的持力层,40 m以内半径0.7 m单桩的极限承载力达26 822 kN     

建筑场地地震液化危害评价及地基处理

本文分析了地基失稳,计算震陷值及差异震陷等地基失效形式和液化土层的隔震作用,研究了液化指数、地基失效、液化土层隔震与多层房屋震害的关系,根据液化土的双重作用原理划分了液化危害等级,并提出了建筑场地地震液化危害评价方法和按小震不坏,中震可修,大震不倒的抗液化处理原则。     

石佛寺水库主坝坝基液化分析与防治

运用标贯法和seed简化方法对坝基的抗震液化进行了分析判别,发现坝基中粉砂和细砂层存在严重液化问题,中砂层局部存在液化问题,液化深度一般为7～9m,最大液化深度可达13.2m。依据坝坡稳定分析结果,确定上、下游坝脚内15m,坝脚外5m为坝基液化处理范围,粉砂、细砂层为主要处理地层。在实际防治工作中,采用振冲碎（砂）石桩或振动沉管砂石桩,结合水平排水对坝基的地震液化进行处理。处理后对各区砂土层的密实度及饱和砂土的地震液化进行检验,结果表明处理厚的坝基基本上达到了基础处理的目的。     

SASW法在粉土液化判别中的应用

文章介绍了面波法(SASW法)的基本原理与测试方法,并将该方法用于判别黄河三角洲饱和粉土的液化势.通过标准贯入试验结果与瑞雷波法判别结果的对比,说明以剪切波速为土性指标的液化判别方法是一个很有前景的方法,但由于资料太少,建议继续收集液化调查资料,以发展出一个有充分根据的液化判别方法.     

饱和砂土的剪切波速与其抗液化强度关系研究

根据饱和砂土剪切波速与其抗液化强度的相关性原理,利用剪切波速与振动三轴联合实验装置,进行了控制饱和砂土初始剪切波速的振动液化实验,依据实验结果建立了剪切波速与抗液化强度的定量关系。最后用现场勘查数据对此定量关系进行验证,结果表明：该关系式对实际 66 个未液化地点的判别准确率达到 81.2 %;对 108 个实际液化地点的判别准确率达到 62.8 %;平均判别准确率达到 69.5 %。     

砂土液化预测的Fisher判别分析模型及应用

针对砂土地震液化预测问题,基于Fisher判别分析原理(FDA),选用平均粒径、不均匀系数、标贯击数、地下水水位、砂层埋深、剪应力与有效上覆应力比、地震烈度.震中距等8个实测指标为判别因子,建立Fisher线性判别函数模型,对砂土液化进行预测.研究结果表明,Fisher判别分析结果与神经网络输出结果一致,优于规范法和Seed法判别结果,验证了该模型的合理性和可靠性.运用该模型进行判别分析,简易方便,分类效率高,对砂土液化判别快速、有效,模型适用性强,具有一定的工程应用前景.