第一节 概 述
饱水砂土在地震、动力荷载或其它外力作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象称为砂土液化(Sand liquefaction)或振动液化。地震导致的砂土液化往往是区域性的，可使广大地域内的建筑物遭受毁坏，所以是地震工程学和工程地质学的重要研究课题。
地震导致的砂土液化现象在饱水疏松砂层广泛分布的海滨、湖岸、冲积平原，以及河漫滩、低阶地等地区尤为发育，使位于这些地区的城镇、农村、道路、桥梁、港口、农田、水渠、房屋等工程经济设施深受其害。其危害性归纳起来有以下四个方面：
(1)地面下沉 饱水疏松砂土因振动而趋于密实，地面随之下沉，结果可使低平的滨海(湖)地带居民生计受到影响，甚至无法生活。1964年阿拉斯加地震时，波特奇市因砂土液化地面下沉很多，每当海水涨潮即受浸淹，迫使该市不得不迁址。唐山地震时，烈度为Ⅸ度的天津汉沽区富庄大范围下沉，原来平坦的地面整体下沉达1.6－2.9m。
(2)地表塌陷 地震时砂土中孔隙水压力剧增，当砂土出露地表或其上覆土层较薄时，即发生喷砂冒水，造成地下淘空，地表塌陷。我国海城和唐山两次大地震，均导致了附近滨海冲积平原上大范围的喷砂冒水现象。如海城地震时，在震中以西的下辽河、盘锦地区大量喷砂冒水，一般开始于主震过后数分钟，持续时间5－6小时甚至数日。喷出的砂水混合物高达3－5m，形成许多圆形、椭圆形陷坑，坑口直径3－4m至7－8m，深数十厘米至数米。给交通和水利设施、农田、房屋、地下管道和油井等造成严重损害。唐山地震时，自滦河口以西直至宁河一带，数千平方公里范围内到处喷砂冒水，使十几万亩农田被喷砂掩覆，十几万口机井淤塞，不少房屋和公路、铁路桥墩毁环。
(3)地基土承载力丧失 持续的地震动使砂土中孔隙水压力上升，而导致土粒间有效应力下降。当有效应力趋于零时，砂粒即处于悬浮状态，丧失承载能力，引起地基整体失效。如1964年日本新渴地震，由于地基失效使建筑物倒塌21—30座，严重破坏6200座，轻微破环达31000座。唐山地震时，唐山和天津地区的许多房屋、桥梁和铁路路段也因地基失效而破坏。 (4)地面流滑 斜坡上若有液化土层分布时，地震会导致液化流滑而使斜坡失稳。1960年智利8.9级大震时，内华湖附近圣佩德罗河上最大一个滑坡体的发生，是由于粘土层中含有大量粉砂土透镜体的液化所致。阿拉斯加地震时，安科雷季市大滑坡发生的主要原因也是厚层灵敏粘土层中透镜砂层的振动液化。有时场地地面极缓甚至近于水平也发生滑移。如1971年美国圣费尔南德地震滑移地段，地面坡度仅2度。而唐山地震时，天津市河东区柳林一带的严重滑移，则为水平场地。
但是，还应该看到砂土液化在宏观震害中的双重作用，即产生液化的场地往往比同一震中距范围内未发生液化场地的宏观烈度要低些。这是因地震剪切波在此层中受阻(流体不能传递剪力)，使传至地面上的地震渡相应地衰减。此外，地震运动传给结构物的能量由于大部分已消耗在液化方面而相对减弱。结果使地面运动在较短时间内停止。振动历时减少对建筑物的稳定是有利的。
砂土地震液化问题，早就被人们所注意，我国的史书记载就不乏其例。但作为一种自然灾害现象进行深入研究，却是从本世纪年代才开始。1964年阿拉斯加和新漏两次地震所造成的严重破坏。均为砂土液化的缘故，故在美国，日本和其它一些国家的工程地质界引起了很大的关注。他们进行宏观震害调查与分析的同时，又在实验室内利用各种振动试验研究饱和砂土液化的机理和条件，探讨饱和砂层的地震反应分析方法和孔隙水压力的发展过程，给出了预测砂土液化的方法。我国自50年代起，有关科研部门就开始了砂土液化问题的研究，尤其是在1966华邢台地震、1975年海城地震和1976年唐山地震后，开展了更为广泛而深入的研究，取得了不少有价值的成果。我国是最先将液化判定方法列入工业与民用建筑抗震设计规范中的。
第二节 砂土地震液化的机理
饱和砂土是砂和水的复合体系。在振动作用下，饱和砂土发生液化，取决于砂和水的特性，是二者矛盾斗争发展的结果。
砂土是一种散体物质，它主要依靠颗粒间的摩擦力承受外力和维持本身的稳定；而这种摩擦力主要取决于粒间的法向压力：
(4－1)
水是一种液体，它的突出力学特性是体积难于压缩，能承受极大的法向压力，但不能承受剪力。
饱和砂土由于孔隙水压力的作用，其抗剪强度将小于干砂的抗剪强度：
(4－2)
即为有效法向压力，显然
< σ。
在地震过程中，疏松的饱和砂土在地震动引起的剪应力反复作用下，砂粒间相互位置必然产生调整，而使砂土趋于密实，以期最终达到最稳定的紧密排列状态。砂土要变密实就势必排水。在急剧变化的周期性荷载作用下，所伴随的孔隙度减小都要求排挤出一些水，且透水性变差。如果砂土透水性不良而排水不通畅的话，则前一周期的排水尚未完成，下一周期的孔隙度再减小又产生了，应排除的水来不及排走，而水又是不可压缩的，于是就产生了剩余孔隙水压力或超孔隙水压力(excess pore Pressure)。此时砂土的抗剪强度为：
(4－3)
式中：即为因振动而产生的剩余孔隙水压力；而则为总孔隙水压力。显然，此时
砂土的抗剪强度将更低了。随振动持续时间的增长，剩余孔隙水压力不断地叠加而累积增大，而使砂土的抗剪强度不断降低，甚至完全丧失。
在工程实践中，一般都采用砂土的抗剪强度τ与作用于该土体上的往复剪应力判定砂土是否会发生液化。图4－3所示。
的比值来
的大小和方向是随时间不断变化的，其对单元土体的作用方式如
图4－3 水平土层中土单元的应力状态
a－地震发生前；b－地震发生时
当>，即／>1时，不会产生液化。
当=，即／=1时，处于临界状态，砂土开始发生剪切破坏，此时称为砂土的初始
液化状态。砂土的抗剪强度随振动历时增大而降低。
当<，虽／<1时，则沿剪切面的塑性平衡区迅速扩大，导致剪切破坏加剧。而当
／
孔隙水压力继续上升，直至与总法向压力相等，有效法向压力及抗剪强度均下降为零，即当=0时，砂土颗粒间将脱离接触而处于悬浮状态。此时即为完全液化状态。
由此可将砂土液化的发展过程划分为三个阶段：①稳定状态(／始液化状态(／
=1)；③完全液化状态(／
>1)；②临界状态或初
=0)。从初始液化状态至完全液化状态往往发
展很快，二者界线不易判断。为了保证安全，可把初始液化视作液化。
为了探索液化的形成过程和机理，西德(H·B·Seed)等人自1966年就进行室内动力剪切试验，发现变向循环荷载(振动)作用下饱和砂土最易液化。他们进行的是循环荷载三轴压缩试验(动三轴剪)，试样首先在各向均等的静压力
(压、拉)，侧向施加
下固结，然后在不排水条件下同时在竖向上施加
(拉、压)的循环荷载。循环荷载的频率近乎地震频率，即
，侧向荷载为，
o
。此时试样的应力状态如图4－4所示。上图的竖向荷载为
的竖向荷载为
，侧向荷载为
、
。且
，
；下图。
、
的方向交替变化(即竖向、侧向周期性变化)。在倾角为45的面上法向应力保持不变；
，但其方向有周期性变化，故称为
最大剪应力也保持不变，即最大循环剪应力。
图4－4 循环荷载三轴压缩试验应力状态图(据H·B·Seed，1966)
取松砂和密砂试样分别进行试验，发现试验结果明显不同。当随着动荷载循环周期数的增加，孔隙水压力不断增大，直至
时，砂的剪切变形开始增大。继续反复加荷时，松砂变形
迅速增大，不久即全液化；而密砂变形则缓漫增大，难于全液化(图4－5)。
当饱和砂土完全液化时，在一定深度z处的总孔隙水压力面位于地表面)，其中
；则
式中的
浮密度，力就愈大。
、
(假设地下水
分别为砂土的饱和密度和
为水的密度，g为重力加速度。显然，砂土的深度愈大，完全液化时的超孔隙水压
图4－5 饱水砂土循环荷载三轴压缩试验
初始相对密度Dr=0.9，初始孔隙比e=0.56，初始相对密度Dr=0.5，初始孔隙比e=0.68 初始围限压力
=5×102kPa n=1周／s 初始围限压力
(据冈本舜三，1971)
地震前和地震液化后的孔隙水压力图形及测压水位如图4－6所示。震前孔隙水压力呈静水压力分布，不同深处测压水位相同，无水头差。当振动液化形成超孔隙水压力以后，不同深处的测压水位就不再相等，随深度增加则测压水位增高。显然，当饱和砂土出露于地面时，该水头将高出地面；且砂土愈厚则水头愈高。
n=1周／s
图4－6 地震前a及地震液化后
b砂土中的水压力图形及测压水位图
(据华北勘察院，1977)
任意深度两点z2和z1之间的水头差h可以从下式求出：
(4－4)
这两点之间的水力梯度I为：
(4－5)
此水力梯度即为完全液化的临界水力梯度。在这个梯度作用下，砂粒就枉自下而上的渗流中发生液化，地面喷砂冒水，随之超孔隙水压力得到消散。
当地表有不透水的粘土盖层时，只有超孔隙水压力超过盖层强度或盖层有裂缝时，才能沿裂缝产生喷砂冒水，但液化现象一般局限于喷冒口附近。盖层愈厚、其隔水性愈强，液化形成的暂时性承压水头就愈高。因此，一旦盖层被突破，喷砂冒水就更加强烈。
第三节 影响砂土液化的因素
本节概述
由上一节讨论可知，饱和砂土和地震动是发生振动液化的必备条件。根据对国内外大量砂土地震液化资料的分析表明，影响砂土液化的因素主要有:土的类型及性质、饱和砂土的埋藏分布条件以及地震动的强度及历时。 一、土的类型及性质
土的类型及性质是砂土液化的内因。宏观考察资料表明，粉、细砂土最易液化；但随着地震烈度的增高，亚砂土、轻亚粘土、中砂土等也会发生液化。
根据我国一些地区液化土层的统计资料，最易发生液化的粒度组成特征值是：平均粒径(d50)为0.02－0.10mm，不均粒系数(η)为2－8，粘粒含量小于10％。对液化与未液化土的颗分表明，二者粉粒和粘粒含量的差别明显，前者粉粒含量高，粘粒含量低，而后者正好相反。其界限是：粉粒含量大于40％，极易液化；粘粒含量大于12.5％，则极难液化。粉粒含量大有助于液化，粘粒含量大则不易液化。
为什么粉、细砂土最容易液化呢?其主要原因是这类土的颗粒细小而均匀，透水性较差，又不具粘聚力或粘聚力很微弱，在振动作用下极易形成较高的超孔隙水压力。其次是这类土的天然孔隙比与最小孔隙比的差值(e－emin)往往比较大，地震变密时有可能排挤出更多的孔隙水。相比之下，粘粒含量较高的粘性土，属水胶连结，较强的粘聚力抑制了液化。而粗粒土，尤其当其级配不均匀，结构较密实时，透水性又较强，也是难以液化的。
砂土的密实程度也是影响液化的主要因素之一。松砂极易液化，而密砂则不易液化。这已为室内动三轴试验所证实。目前多数采用相对密度Dr作为判别砂土液化可能性的指标。
(4－6)
式中：e为天然孔隙比；和分别为最大、最小孔隙比。
图4－7所示为由动三轴试验获得的达到液化状态时砂土的相对密度与震动强度的关系，在相对密度小于90％的范围内；不同振动循环次数的砂土相对密度与液化应力比之间呈通过座标原点的直线关系。砂土的相对密度愈大，需要的动应力(才能使它液化。
)也愈大或更多的应力循环次数(n)，
图4－7 不同液化标准时应力比与相对密度的关系
一般的情况是，震的统计资料，砂土的
<50％时砂土在振动作用下很快液化；>55％，Ⅶ度区不发生液化；
的最大界限值。
>80％时不易液化。据海城地
>70％，Ⅷ度区也不液化。表4－1
列出了不同烈度区内可液化砂土
除了砂土的粒度成份和密实程度外，饱水砂土的成因和堆积年代对液化的影响也不容忽视。
表4－1 不同地震烈度区液化砂土最大相对密度
说明：[ ]内数。≯为建议值；( )内数字为实际液化的最大值
近20多年来报道的大范围砂土地震液化的地点，多位于滨海平原、河口三角洲和近期河床堆积物区。这些地区的沉积物一般是在历史时期内形成的，主要为冲积成因的粉、细砂土，结构疏松，且地下水埋深很浅。 二、饱和砂土的埋藏分布条件
饱和砂层埋藏条件主要包括饱水砂层的厚度、砂层上非液化粘性土层厚度以及地下水埋深这三方面，它们决定了超孔隙水压力和有效复盖压力的大小。
由液化机理一节的讨论可知，饱水砂层愈厚，地震变密时所产生的超孔隙水压力愈大，尤其当砂层较疏松时有可能排挤出更多的孔隙水，则愈易液化。
当液化砂层埋藏较深，上覆以较厚的非液化粘性土层时，由于受到较大的复盖层自重压力和侧压力，孔隙水压力很难上升到足以克服复盖层压力的程度，因而抑制了液化。而直接出露于地表的饱水砂层最易于液化。此外，当饱和砂层以不厚的夹层和粘性土层相结合时，很少发生液化。 由于地下水位以下的土悬浮减重，所以地下水埋深大小直接影响饱水砂土以上的覆盖层压力。显然，地下水埋深愈大，愈不易液化；反之愈易液化。
根据所统计的资料，一般饱水砂层埋深大于20m时难于液化。也有人认为从侧压力考虑，侧压力愈大则愈不易液化，因此考虑到这一因素时，饱水砂层埋深在10－15m以下时就难于液化了。此外，可以把液化最大地下水埋深定为5m，因为当地下水埋深为4－4m时，液化现象很少。
三、地震动的强度及历时
地震动的强度和历时是砂土液化的动力。显然，地震愈强、历时愈长，则愈易引起砂土液化；而且波及范围愈广，破坏愈严重。
地震历时的长短，直接影响超孔隙水压力累积上升。一般的情况是:随振动延续时间加长，将引起超孔隙水压力不断累积上升，发生液化的可能性就愈大。所以，即使地震剪应力大小相同，但振动持续时间不同，对砂土液化也会有不同的影响。随着振动次数的增加，引起液化所需的应力比逐渐下降。
第四节 砂土地震液化的判别
从工程的抗震设计要求考虑，需要解决的问题首先是正确判定砂土能否液化，其次是采用什么措施预防或减轻液化引起的震害。
工程设计需要的判别内容应该包括：①估计液化的可能性；②估计液化的范围；③估计液化的后果。本节主要讨论液化可能性的估计问题。
国内外现有的判别方法较多，有现场原位测试法、理论计算法、模拟试验法等。《规范》规定：判别的指标有单因子和综合指标之分，当抗震设防烈度为7～9度，且场地分布有饱和砂土和饱和粉土时，应判别液化的可能性，并应评价液化危害程度和提出抗液化措施的建议。抗震设防烈度为6度时，一般情况下可不考虑液化的影响，但对液化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。
地震液化是一种宏观震害现象。液化的发生与发展，不仅取决于土层中某深度处地震剪应力与土的抗剪强度之比，更重要的是土层条件、地形地貌特征、地震地质条件等因素。所以对场地地震液化可能性的判别，应先进行宏观判别，或称液化势判定。 按《建筑抗震设计规范》规定，宏观判别的初判条件是：
(1)饱和的砂土或粉土，其堆积年代为晚更新世(Ｑ3)及其以前者为不液化土；
(2)粉土的粘粒(d＜0.005mm的土粒)含量百分率，7度、8度、9度分别小于10、13和16时为液化土，反之为不液化土；
(3) 采用天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位埋深符合下列条件之一时，应考虑液化影响，否则可不考虑液化影响；
du≤d0＋db－2 (4－1)dw≤d0＋db－3
(4－2)
(4－3)
du+dw≤15d0＋2db－4.5
式中：
dw——地下水位埋深，按年最高水位采用；
du——上覆非液化土层厚度，计算时宜将淤泥和淤泥质土扣除； db——基础砌置深度，小于2m时应采用2m； d0——液化土特征深度，可按表4－1采用。
表4－1 液化土特征深度表(m)
烈度 饱和土类别 粉土 砂土 7 6 7 8 7 8 9 8 9 除上述三条规定外，在宏观判别前应了解分析区域地震地质条件和历史地震背景(包括地震液化史、地震震级、震中距等)；在判别时应充分研究场地地层、地形地貌和地下水条件；并应调查了解历史地震液化的遗迹。对倾斜场地及大面积液化层底面倾向河沟或临空时，应评价液化引起地面流滑的可能性。
当宏观判别认为场地有液化可能性时，再作进一步判别。一般判别可在地面以下15m深度内进行；当采用桩基或其他深基础时，其判别深度可根据工程具体条件适当加深。判别时应采用多种方法，经比较分析后，综合判定可能性和液化程度。
《建筑抗震设计规范》规定，采用标准贯入试验判别法，液化土应符合下式要求：
N63.5＜Ｎcr
(4－4)
Ｎcr=No［0.9＋0.1(ds－dw)］ (4－5)
式中：
Ｎ63.5——饱和土标准贯入锤击数实测值(未经杆长修正)； Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值；
No——液化判别标准贯入锤击数基准数，应按表4－2采用； ds——饱和土标准贯入点深度(m)；
——饱和土粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，均应采用3。
表4－2 标准贯入锤击数基准值表
烈度 近、远震 7 近震 远震 6 8 8 10 12 9 16 — 存在液化土层的地基，应进一步探明各液化土层的深度和厚度，并应按下式计算液化指数：
(4－6)
式中：
——液化指数；
n——15m深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数；
、
——分别为i点标准贯入锤击数的实测值和临界值，当实测值大于临界值时应取
临界值的数值；
——i点所代表的土层厚度(m)；
——i土层考虑单位土层厚度的层位影响权函数值(单位为m－１)，当该层中点深度不大
于5m时应采用10，等于15m时应采用零值，5～15m时应按线性内插法取值。 存在液化土层的地基，应根据其液化指数划分液化程度的等级(表4－3)。
表4－3 液化等级表
液 化 指 数 0＜液化等级 ≤5 5＜≤15 中等
＞15 严重 轻微 地面效应及对工程设地面一般无喷水冒砂现象；喷水冒砂可能性较大，多喷水冒砂一般都很严重，地面施的危害程度 危害性小，一般不会引起明数属中等程度；危害性较变形明显；危害性大，一般可显的损害 大，可造成不均匀沉陷和产生较大的不均匀沉陷，高耸开裂 结构物可能产生不允许的倾斜 此外，《规范》还推荐静力触探试验法和剪切波速试验法判别地震液化。它们宜用于判别地面以下15m深度范围内的饱和砂土和粉土。
第五节 砂土地震液化的防护措施
本节概述
防护砂土地震液化的常用措施有:慎重选择建筑场地、地基处理及基础类型选择等。这里先简单讨论一下液化区建筑场地和基础类型选择问题，尔后着重介绍地基处理措施。
在强震区，对于建筑场地应慎重选择，尤其是重大建筑物损坏后后果严重，建筑场地应尽量避开可能液化土层分布的地段。一般应以地形平坦、液化土层及地下水埋藏较深、上覆非液化土层较厚的地段作为建筑场地。
建于液化砂基上的建筑物，若为层数较少的低层或多层建筑，以筏片基础为宜。若为高层建筑，则不能将基础砌置于上部液化砂层中，而应采用支承桩或管柱基础，使桩长穿过液化砂层；浅摩擦桩的震害严重，切不可采用。
液化砂土的地基处理措施较多，主要有:振冲法、排渗法、强夯法、爆炸振密法、板桩围封法、换土和增加盖重等。 一、振冲法
这种方法是本世纪30年代创始于德国，迄今已为许多国家所采用。它对提高饱和粉、细砂土抗液化能力效果较佳，可使砂土的Dr增加到0.80。
此法的主要设备是特制的振冲器，它的前端能进行高压喷水，使喷口附近的砂土急剧液化。振冲器借自重和振动力沉入砂层，在沉入过程中把浮动的砂挤向四周并予以振密。待振冲器沉到设计深度后，关闭下喷口而打开上喷口，同时向孔内回填砾卵碎石料，然后，逐步提升振冲器，将填料和四周砂层振密。其操作过程如图4－8所示。目前处理深度最大达20m。
振冲法的处理效果与很多因素有关，除设备性、能操作技术、施工质量外，孔距与布孔方式、场地土质条件、填料品位等都是重要的影响因素。从加密程度来看，孔距是决定性因素。大体上说，随着孔距的增大，加密程度减小。孔距大小又和土质条件、动力设备的功率有关。布孔方式也影响加密效果，故大面积处理时，通常采用等边三角形，而对单独基础则采用正方形或矩形。土质类型对振冲法的加密效果有很大影响，振冲法最适于加密地下水位以下的松砂，共级配曲线最好全部落入图4－17(B)区范围内。要达到良好的加密效果，必须充分投入填料。填料的级配是至关重要的，一般中粗砂、砾石和废渣都可用作填料。填料最好不含粉粘粒，但粒径太大也不合适。
图4－8 振冲法设备及操作过程示意图
(据水电部五局)
二、排渗法
在可能液化砂层中设置砾渗井，可使砂层振密时很快将水排走，以消散砂层中发展的孔隙水压力，防止液化。砾渗井的平剖面布置如图4－9所示。砾渗井中填料的渗透性对砂层中孔隙水压力消散速率有显著影响。如填料的渗透系数为砂层的200倍，则排渗作用就可充分发挥。这样，对大多数砂层来说，中细砾石都可用作排渗填料。
图4－9 砾渗井排渗系统(图中2a为井径，2b为有效排渗距)
三、强夯法
此法于1970年创始于法国，我国于1979年开始应用于工程实际，获得令人满意的效果。它是使重锤(一般重8－30t)从高处(一般为6－30m)自由落下，利用夯击能(锤重W与落距h的乘积，即W×h)使砂土急剧液化下沉而压密。
强夯法的加同深度可达10m以上。强夯一遍，可使5－12m厚的冲积层沉降15－50cm。 强夯法施工方便，适用范围广而效果好、速度快、费用低，是一种经济有效的地基处理方法。 四、爆炸振密法
在钻孔中放置炸药，群孔起爆使砂层液化后靠自重排水沉实。对均匀、疏松的饱水细砂效果良好。爆炸孔间距和炸药埋深要视砂层的厚度及密实度而定。 此法一般用于处理土坝等底面相当大的建筑物地基。 五、板桩围封法
在建筑物四周可能液化的砂层内用板桩围封，可大大减少地基中砂土液化的可能性。它的作用重要是切断板桩外侧液化砂层对地基的影响。建筑物以下的砂层由于建筑物的压力是不易液化的。 六、换土
换土适用于表层处理，若地表以下4－6m范围内有易液化土层时，可挖除，并回填以压实的非液土。
七、增加盖重
这也是一种经济有效的防止液化方法，已为强震区实例所证实。据经验，填土宽度至少为液化土层厚度的5倍，同时建筑物基础外侧填土宽度不得小于5m(图4－10)。填土厚度应使饱和砂层顶面有效压最大于可能产生液化的临界压重。
图4－10 填土增加盖重示意图
本章小结
本章主要介绍了砂土液化机理及影响因素，砂土液化的判别方法，砂土液化的防护措施。重点是对砂土液化机理的理解，掌握砂土液化的判别方法。 1、砂土液化的定义
砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。 2、影响砂土液化的因素 1)土的类型及性质
★粒度：粉、细砂土最易液化。
★密实度：松砂极易液化，密砂不易液化。 ★成因及年代
多为冲积成因的粉细砂土，如滨海平原、河口三角洲等。 沉积年代较新：结构松散、含水量丰富、地下水位浅 2)饱和砂土的埋藏分布条件
★砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。 ★地下水位埋深愈大，愈不易液化。
3)地震活动的强度及历时
地震愈强，历时愈长，则愈引起砂土液化，而且波及范围愈广。 3、砂土地震液化的判别
按《建筑抗震设计规范》规定，宏观判别的初判条件是：
(1)饱和的砂土或粉土，其堆积年代为晚更新世(Ｑ3)及其以前者为不液化土；
(2)粉土的粘粒(d＜0.005mm的土粒)含量百分率，7度、8度、9度分别小于10、13和16时为液化土，反之为不液化土；
(3) 采用天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位埋深符合下列条件之一时，应考虑液化影响，否则可不考虑液化影响；
du≤d0＋db－2 (4－1)dw≤d0＋db－3 (4－2) du+dw≤15d0＋2db－4.5 (4－3)
式中：dw——地下水位埋深，按年最高水位采用；宜将淤泥和淤泥质土扣除；征深度，可按表4－1采用。
du——上覆非液化土层厚度，计算时
db——基础砌置深度，小于2m时应采用2m；d0——液化土特
除上述三条规定外，在宏观判别前应了解分析区域地震地质条件和历史地震背景(包括地震液化史、地震震级、震中距等)；在判别时应充分研究场地地层、地形地貌和地下水条件；并应调查了解历史地震液化的遗迹。对倾斜场地及大面积液化层底面倾向河沟或临空时，应评价液化引起地面流滑的可能性。
当宏观判别认为场地有液化可能性时，再作进一步判别。一般判别可在地面以下15m深度内进行；当采用桩基或其他深基础时，其判别深度可根据工程具体条件适当加深。判别时应采用多种方法，经比较分析后，综合判定可能性和液化程度。
《建筑抗震设计规范》规定，采用标准贯入试验判别法，液化土应符合下式要求：
式中：
N63.5——饱和土标准贯入锤击数实测值(未经杆长修正)；
Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值；
No——液化判别标准贯入锤击数基准数，应按表4－2采用； ds——饱和土标准贯入点深度(m)；
——饱和土粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，均应采用3。
强化练习
1、砂土液化的定义
2、简述影响砂土液化的因素
3、某地层剖面如图，地面下13.4为饱和细砂，为全新世冲积成因，粘粒含量(c ＝2.2％，下为粘土层，dw ＝0.8，标贯击数N63.5和试验深度ds如图。 判断各深度的液化问题，按8度近震考虑。
参考答案
1、砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。 2、
1)土的类型及性质
★粒度：粉、细砂土最易液化。
★密实度：松砂极易液化，密砂不易液化。 ★成因及年代
多为冲积成因的粉细砂土，如滨海平原、河口三角洲等。 沉积年代较新：结构松散、含水量丰富、地下水位浅 2)饱和砂土的埋藏分布条件
★砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。 ★地下水位埋深愈大，愈不易液化。 3)地震活动的强度及历时
地震愈强，历时愈长，则愈引起砂土液化，而且波及范围愈广。 3、
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