土木工程地質學

GeologyinCivilEngineering6.1斜坡變形6.2崩塌6.3滑坡6.4泥石流6.5地面塌陷6.6地震與沙土液化不良地質現象及防治

6.1斜坡變形

拉裂斜坡巖土體在局部拉應力集中部位和張力帶內行程張裂隙的變形形式成為拉裂。拉裂形成機制有三種類型：1、在坡面和坡頂張力帶中拉應力集中形成拉裂；2.卸荷回彈或巖體初始應力（地應力）釋放產生拉裂；3.因蠕滑形成局部應力集中產生拉裂。斜坡變形:由于應力狀態的變化,當局部應力超過該部位巖土體的容許強度時,引起局部剪切錯動、拉裂并出現小位移，但還未造成整體性的破壞。蠕滑斜坡巖土體迎軟弱面局部向臨空方向的緩慢剪切變形稱為蠕滑。蠕滑一般有三種形式：1.受最大剪應力面控制的蠕滑，在均質土坡中較為常見；2.受軟弱結構面控制的蠕滑，在含有近水平或傾向坡外各種軟弱結構面的巖坡常見；3.受軟弱基座控制的蠕滑和塑流。彎曲傾倒由陡傾或直立板（片）狀巖體組成的斜坡，當巖層與坡面平行時，在重力作用下發生向臨空方向彎曲、折裂并逐漸向內發展，此重變形稱為彎曲傾倒。

碎落——斜坡的表層巖石由于強烈風化，沿斜坡表面發生經常性的巖屑順坡滾落現象。

6.2崩塌

落石——陡峻斜坡上個別、少量巖塊、碎石脫離坡體向下墜落的現象。

山崩——規模巨大的山區崩塌。鹽池河崩塌崩塌的形成條件及影響因素二、崩塌產生的條件1.巖性條件：一般發生于厚層堅硬巖體中，這類巖體常能形成高陡斜坡。2.地形地貌條件：一般發生于陡峻的斜坡地段，一般坡角大于45度，高度大于30米，坡面不平整，上陡下緩。3.構造條件：在巖體中各種軟弱結構面（節理、裂隙、巖層層面、斷層等）組合處易發生崩塌。4.氣候條件：晝夜溫差、季節變化促使巖石風化。5.水文地質條件：水的沖刷、溶解和軟化裂隙充填物軟弱面，水的滲透力。6.其它：地震及人類活動中的爆破、開挖高邊坡破壞山體平衡。地形地貌條件地形是引起崩塌的基本因素。斜坡坡度大于45°、高度超過30m的地段有利于發生崩塌。軟、硬巖相間發生的崩塌巖性條件巖性對崩塌有明顯的控制作用。堅硬脆性的巖石組成的高陡邊坡以及硬、軟巖相間構成的邊坡較易發生崩塌。層理、節理組合發生的崩塌地質構造條件巖體中各種不連續面的存在是產生崩塌的基本條件。當各種不連續面的產狀和組合有利于崩塌時，就成為發生崩塌的決定性因素。水的條件水是誘發崩塌的必要條件。氣候條件

高寒地區冰劈作用廣泛發育，干旱、半干旱氣候區日溫差及年溫差較大，這些地區物理風化強烈，巖石易破碎成碎塊，崩落極為盛行。其它條件

主要是人為因素和振動影響。如果在工程設計和施工中處理不當，會促使崩塌的發生；地震、列車、爆破施工引起的振動，也是誘發崩塌的因素。崩塌的防治1.繞避為主對有可能發生大、中型崩塌的地段，有條件繞避時，有限繞避。2.防治結合對有可能發生小型崩塌或者落石的地段，應視地形條件進行經濟比較。3.科學施工避免使用不合理的高陡邊坡，避免大挖大切，維持山體平衡對于落石和小型崩塌

(1)清除危巖；(2)支護加固；(3)攔擋工程。攔石網崩塌支護加固措施對于大型崩塌，可采用棚洞或明洞等防護工程。

若各種方法均不能解決問題時，只能采取繞避方案：或將線路內移作隧；或將線路改移到河對岸。防崩塌明洞6.3.1滑坡及其形態特征6.3.2滑坡的形成條件及影響因素6.3.3滑坡分類6.3.4滑坡防治

6.3滑坡滑坡及其形態特征滑坡——斜坡上的巖土體，在重力的作用下，沿著斜坡內部一定的滑動面（或滑動帶）整體下滑，且水平位移大于垂直位移的坡體變形。

2004年6月23日，湖南懷化沅陵的五強溪庫區重點移民區的北溶鄉花園、侯家灣、朱紅溪3個村發生山體滑坡。毀損的公路27棟房屋被沖毀20三03年5月11日貴三州省三三穗三縣平溪三特大三橋滑三坡致使35人死三亡，三毀壞三橋墩三。滑坡三的形三態特三征滑坡三體——沿滑三動面三向下三滑動三的那三部分三巖土三體。滑動三面——滑坡三體沿三其下三滑的三面。滑坡三的形三態特三征滑動三面的三形態滑坡三床——滑動三面下三穩定三不動三的巖三土體三。滑坡三周界——平面三上滑三坡體三與周三圍穩三定不三動的三巖土三體的三分界三線。滑坡三的形三態特三征滑坡三壁——滑體三后緣三與母三體脫三開的三分界三面。平面三上多三呈圍三椅狀三。滑坡三的形三態特三征滑坡三臺階——由于三滑坡三體上三、下三各段三運動三速度三的差三異，三滑坡三體斷三開或三沿不三同滑三面多三次滑三動，三在滑三坡上三構成三多級三臺階三。每三一臺三階由三滑坡三平臺三及陡三壁組三成。滑坡三的形三態特三征滑坡三舌——滑坡三體前三緣形三如舌三狀伸三入溝三塹或三河道三中的三部分三。滑坡三鼓丘——滑坡三體前三緣受三阻，三被擠三壓鼓三起成三丘狀三的部三分。滑坡三的形三態特三征滑坡三裂隙——滑坡三體內三出現三的裂三隙。滑坡三的形三態特三征20三03年7月13日三三峽三庫區三沙溪三鎮發三生千三將坪三滑坡三，致三使24人失三蹤。新沙溪鎮滑坡壁滑坡周界滑坡三常見三的各三種地貌三、地三物特三征：滑坡三體上三房屋三開裂三甚至三倒塌三；滑坡三周界三處雙三溝同三源現三象；滑坡三體表三面坡三度比三周圍三未滑三動斜三坡坡三度變三緩；滑坡三體上三的“三醉林三”三、“三馬刀三樹”三等現三象。5.三1.三2滑坡三的形三成條三件及三影響三因素滑坡三的形三成條三件影響三滑坡三形成三和發三展的三因素滑坡三的形三成條三件必備三條件滑動面切割面臨空面令k為穩三定系三數顯然三，k＞1時，三斜坡三穩定三；k=三1時，三斜坡三處于三極限三平衡三狀態三；k＜1時，三滑體三下滑三。力學三條件抗滑力矩=滑動三力矩=Ｗ·a影響三滑坡三形成三和發三展的三因素地形地貌地層巖性地質構造地下水人為因素等由此三，我三們可三以得三出滑三坡產三生的力學三條件是：在貫三通的三滑動三面上三，總下三滑力三＞抗三滑力。地形三地貌斜坡三的高三度、三坡度三和形三態影三響著三斜坡三的穩三定性三。高而三陡峻三的斜三坡較三不穩三定，三因為三地形三上的三有效三臨空三面提三供了三滑動三的空三間，三是滑三坡形三成的三重要三條件三。地層三巖性沉積三物和三巖石三是產三生滑三坡的三物質三基礎三。地質三構造滑坡三的產三生與三地質三構造三關系三極為三密切三。滑動三面常三常是三構造三軟弱三面，三如層三面、三斷層三面、三斷層三破碎三帶、三節理三面、三不整三合面三等。三另外三，巖三層的三產狀三也影三響滑三坡的三發育三。如三果巖三層向三斜坡三內部三傾斜三，斜三坡比三較穩三定；三如果三巖層三的傾三向和三斜坡三坡向三相同三，就三有利三于滑三坡發三育，三特別三是當三傾斜三巖層三中有三含水三層存三在時三，滑三坡最三易形三成。地下三水絕大三多數三滑坡三的發三生發三育都三有地三下水三的參三與。因為三地下三水進三入滑三動體三，到三達滑三動面三，會三使滑三動體三自重三增大三，使三滑動三面抗三剪強三度降三低，三再加三上對三滑動三體的三靜、三動水三壓力三，都三成為三誘發三滑坡三形成三和發三展的三重要三因素三。人為三因素三及其三它因三素人工三切坡三，開三挖渠三道，三露采三礦坑三等人三類的三工程三活動三。如三設計三施工三不當三，也三可破三壞斜三坡平三衡，三引起三滑坡三。此外三，地三震、三大爆三破和三各種三機械三震動三常誘三發滑三坡，三因為三地面三震動三不僅三增加三了土三體下三滑力三，而三且破三壞了三土體三的內三部結三構。當上三述條三件同三時具三備時三，滑三坡幾三乎是三難以三避免三的。三一個三突出三的例三子是三：，三在甘三肅省三東鄉三縣灑三勒山三南坡三第四三紀黃三土與三下覆三第三三紀紅三土層三中發三生了三大型三災害三性滑三坡，三使公三路摧三毀，三河道三堵塞三，水三庫淤三積，三附近4個生三產隊三的71戶被三掩埋三，22三0人死三亡，三三千三多畝三農田三被毀三。5.三1.三3滑坡三分類按滑三坡力三學特三征分三類按滑三動面三與地三質構三造特三征分三類牽引式滑坡：滑體下部先失去平衡發生滑動，逐漸向上發展，上部滑體受到牽引而跟隨滑動。推動式滑坡：滑體上部局部破壞，上部滑動面局部貫通，擠壓下部滑體，最后整個滑體滑動。按滑三坡力三學特三征分三類均質滑坡順層滑坡切層滑坡按滑三動面三與地三質構三造特三征分三類5.三1.三4滑坡三防治應當三是以三防為三主、三整治三為輔三；查明三影響三因素三，采三取綜三合整三治方三案；一次三性根三治，三不留三后患三。防治三原則防治三方法排水刷方減載修建支擋工程改善滑動面或滑動帶的巖土性質滑坡地表排水系統示意圖截水溝斷面構造圖排除三地表三水:對滑三坡體三地表三水要三截流三旁引三，不三使它三流入三滑坡三內。排水支撐盲溝截水盲溝排除三地下三水其中三水平三排水三設施三有盲三溝、三盲洞三、水三平鉆三孔。三垂直三排水三設施三有井三、鉆三孔等三。刷方三減載對于三頭重三腳輕三的滑三坡、三高而三陡的三斜坡三，可三將滑三坡上三部或三斜坡三上部三的巖三土體三削去三一部三分，三并將三其堆三放在三坡腳三處。抗滑樁修建三支擋三工程錨固滑體擋土墻支擋三工程三的作三用主三要是三增加三抗滑三力，三直到三不再三滑坡三。抗滑樁改善三滑動三面或三滑動三帶的三巖土三性質土質三改良三的目三的在三于提三高巖三土體三的抗三滑能三力，三主要三用于三土體三性質三的改三善。三一般三有電三化學三加固三法、三硅化三法水三泥膠三結法三、凍三結法三、焙三燒法三、石三灰灌三漿法三及電三滲排三水法三等。6.三4.三1泥石三流及三其分三布6.三4.三2泥石三流形三成條三件6.三4.三3泥石三流分三類6.三4.三4泥石三流地三區道三路位三置選三擇6.三4.三5泥石三流的三防治三措施6.三4泥石三流泥石三流及三其分三布泥石三流——含有三大量三泥砂三、石三塊等三固體三物質三，突三然爆三發的三，具三有很三大破三壞力三的特三殊洪三流。泥石流的危害20三04年7月，云南三省德三宏州三盈江三縣先后三發生三了兩三次特三大洪三澇泥三石流三災害三，造成三了巨三大的三經濟三損失三和人三員傷三亡。5.三3.三2泥石三流形三成條三件必備條件豐富的松散固體物質陡峻的地形足夠的突發性水源松散三固體三物質三（地三質條三件）在形三成區三內有三大量三易于三被水三流侵三蝕沖三刷的三疏松三土石三堆積三物，三是泥三石流三形成三的最重三要的三條件。地形三條件典型三的泥三石流三流域三可劃三分為形成三區、流通三區和沉積三區三個三區段三。該區三多為三三面三環山三、一三面出三口的三半圓三形寬三闊地三段，三周圍三山坡三陡峻三，溝三谷縱三坡降三可達30三°以上三。斜三坡常三被沖三溝切三割，三且崩三塌、三滑坡三發育三；坡三體光三禿，三無植三被覆三蓋，三這樣三的地三形，三有利三于匯三集周三圍山三坡上三的水三流的三固體三物質三。形成三區又三可分三為匯水三動力三區和物質三供給三區。形成三區該區三多為三狹窄三而深三切的三峽谷三或沖三溝，三谷壁三陡峻三而縱三坡降三較大三，常三出現三陡坎三和跌三水，三泥石三流進三入本三區后三極具三沖刷三能力三。流三通區三形似頸狀三或喇三叭狀。非三典型三的泥三石流三溝，三可能三沒有三明顯三的流三通區三。流通三區一般三位于三山口三外或三山間三盆地三的邊三緣，三地形三較平三緩。三泥石三流至三此速三度急三劇變三小，三最終三堆積三下來三，形三成扇三形、三錐狀三堆積三體，三有的三堆積三區還三直接三為河三漫灘三或階三地。沉積三區水源三條件泥石三流形三成必三須有三強烈三的地三表徑三流，三地表三徑流三是暴三發泥三石流三的動三力條三件。人為三因素人類三工程三活動三的不三當可三促進三泥石三流的三發生三、發三展、三復活三或加三重其三危害三程度三。泥

流泥石流按所三含固體三物質三成分水石流泥石三流分三類——溝谷三型按地貌三特征——山坡三型按地貌三特征粘性泥流粘性泥石流稀性泥流稀性泥石流水石流小型中型大型特大型按泥石流規模大小分類發育初期旺盛期間歇期

按泥石流發育階段分期按流三體性三質分三類泥石三流地三區道三路位三置選三擇掌握三泥石三流的三獨有三特征三和發三生發三展規三律，三選擇三好線三路的三位置三是防三治泥三石流三的最三有效三措施三。一般三來說三，道路三工程三通過三泥石三流區三，應三遵循三以下三原則：繞避三處于三發育三旺盛三期的三特大三型、三大型三泥石三流或三泥石三流群三，以三及淤三積嚴三重的三泥石三流溝三；遠離三泥石三流堵三河嚴三重地三段的三河岸三；線路三高程三應考三慮泥三石流三發展三趨勢三；峽谷三河段三以高三橋大三跨通三過；寬谷三河段三，線三路位三置及三高程三應根三據主三河床三與泥三石流三溝淤三積率三、主三河擺三動趨三勢確三定；線路三跨越三泥石三流溝三時，三應避三開河三床縱三坡由三陡變三緩和三平面三上急三彎部三位；三不宜三壓縮三溝床三斷面三，改三溝并三橋或三溝中三設墩三；橋三下應三留足三凈空三；嚴禁三在泥三石流三扇上三挖溝三設橋三或作三路塹三。道路三通過三泥石三流地三區的三具體三位置三，通三常有三五種三方案三可供三比選道路通過泥石流區的方案泥石三流的三防治三措施對于三大型三的嚴三重發三育的三泥石三流地三段，三一般繞避為好三。萬三一無三法繞三避的三，在三調查三泥石三流活三動規三律后三，選三擇有三利位三置，三采用三適宜三的結三構物三通過三。攔擋工程排導工程水土保持攔擋三工程主要三用于三上游三形成三區的三后緣三，主三要結三構物三是各三種形三式的三壩。三其主要三作用三是攔三泥滯三流和三護床三固坡三。谷坊群格柵壩排導三工程主要三用于三下游三的洪三積扇三上，三目的三是防止三泥石三流漫三流改三道。減三小沖三刷和三淤積三的破三壞以三保護三附近三的居三民點三、工三礦點三和交三通線三路。排導三工程三主要三包括三排導三溝、三渡槽三、急三流槽三、導三流堤三、排三洪道三等。水土三保持水土三保持三是泥三石流三的治三本措三施。其措三施包三括平三整山三坡、三植樹三造林三，保三護植三被等三，維三持較三優化三的生三態平三衡。6.三5地面三塌陷地面三塌陷三是指三地表三巖、三土體三在自三然或三認為三因素三作用三下，三向下三陷落三，并三在地三面行三程塌三陷坑三洞的三一種三地質三現象三。巖溶三塌陷三是指三在可三溶性三巖石三分布三的淺三覆蓋三區，三由于三淺部三巖溶三發育三，當三水文三地質三條件三改變三時，三在地三下水三的作三用下三，松三散圖三層的三土顆三粒發三生運三移，三而逐三步形三成隱三伏土三洞，三并向三地面三發展三，最三終導三致地三面塌三陷。巖溶三及其三形態三特征巖溶——指可三溶性三巖石三受地三表水三和地三下水三以化三學溶三蝕為三主，三機械三侵蝕三和崩三塌為三輔的三地質三營力三的綜三合作三用產三生的三各種三現象三的統三稱，三又稱三喀斯三特(k三ar三st三)。巖溶發育在巖鹽類巖石硫酸鹽類巖石碳酸鹽類巖石漓江兩岸如詩如畫的風景巖溶的形態特征——溶溝巖溶的形態特征——石芽巖溶的形態特征——石林巖溶的形態特征——漏斗巖溶的形態特征——落水洞巖溶的形態特征——溶蝕洼地巖溶的形態特征——峰叢巖溶的形態特征——峰林巖溶的形態特征——孤峰巖溶的形態特征——溶洞地三下三溶三洞三的三形三成三過三程該溶三洞有上、三中、三下三三層，每三層相互三連通。上三洞、三中洞三屬同三一水三平溶三洞系三統，三都很三開闊三，可三容數三百人三；下三洞中三發育三有近10三0m的地三下河三，沿三地下三河行三舟可三以直三通地三面。巖溶的形態特征——暗河巖溶的形態特征——天生橋巖溶的形態特征——石林瀑布巖溶三的形三成條三件及三發育三規律巖溶三形成三條件可溶性巖石巖石的裂隙性水的溶蝕能力巖溶水的運動與循環垂直循環帶季節循環帶水平循環帶深部循環帶巖溶三發育三規律巖層產狀的影響地質構造的影響地殼運動的影響土洞三與潛三蝕土洞三是因三地下三水或三者地三表水三流入三地下三土地三內，三將顆三粒間三可溶三成分三溶濾三，帶三走細三小顆三粒，三使土三體被三掏空三成洞三穴而三形成三。這種三地質三作用三的過三程稱三為潛三蝕。土洞三的形三成發三育條三件地區三的地三貌、土層、地質三構造、水的三活動三、巖三溶發三育、地表三排水三等。最主三要的三是要三有可三溶成三分土洞三的類三型1.由地三表水三下滲三發生三機械三潛蝕三作用三形成三的土三洞2.由巖三溶水三流潛三蝕作三用形三成土三洞土洞三的形三成過三程巖溶三與土三洞的三工程三地質三問題溶蝕巖石的強度大為降低造成基巖面不均勻起伏漏斗對地面穩定性的影響主要三有挖填回填溶洞隧道拱頂溶洞回填隧道邊墻下溶洞處理跨蓋采用三梁式三基礎三或拱三形結三構跨三越溶三洞、三溝槽三等，三或用三剛性三大的三平板三基礎三覆蓋三溝槽三、溶三洞。灌注對于三埋深三大，三體積三也大三的溶三洞，三可通三過鉆三孔向三洞內三灌入三水泥三砂漿三或混三凝土三以堵三塞洞三穴。排導在查三明水三的來三源情三況、三實地三的地三形、三生產三條件三和場三地情三況的三條件三下，三采用三不同三的排三導方三法，三使水三流改三道疏三干建三筑地三段；三對洞三穴或三裂隙三涌水三可用三粘土三、漿三砌片三石或三其它三止水三材料三堵塞三等。6.三6地震三與沙三土液三化地震三的危三害性三歸納三起來三有以三下四三個方三面：（1）地三面下三沉（2）地三表塌三陷（3）地三基土三承載三力喪三失（4）地三面流三滑飽水三砂土三在地三震，三動力三荷載三或其三它外三力作三用下三，受三到強三烈振三動而三喪失三抗剪三強度三，使三砂粒三處于三懸浮三狀態三，致三使地三基失三效的三作用三或現三象稱三為砂三土液三化(s三an三d三li三qu三ef三ae三ti三on三)或振三動液三化。地震三導致三砂土三液化三往往三是區三域性三的，三可使三廣大三地域三內的三建筑三物遭三受毀三壞92三1集集三大地三震，三員林三、南三投、三大肚三溪以三及臺三中港三等地三區，三都有三土壤三液化三的現三象，三導致三地層三下陷三、噴三砂，三房屋三倒塌三、傾三斜、三破壞三的情三形。三陷落三的情三形。日本三新瀉19三64年地三震時三砂土三液化三影響三。這三些設三計為三抗震三的建三筑物三傾斜三而未三受損三壞。加州三沃森三維爾三附近三的野三外涌三沙唐山三地造三成的三噴水三冒砂三區分三布圖三震地震三導致三的砂三土液三化現三象在三飽水三疏松三砂層三廣泛三：分三布的三海濱三，湖三岸，三沖積三平原三，以三及河三漫灘三、低三階地三等地三區尤三為發三育，三使位三于這三些地三區的三城鎮三，農三村、三道路三，橋三梁、三港口三、農三田、三水渠三、房三屋等三工程三經濟三設施三深受三其害三。(1三)地面三下沉飽水三疏松三砂土三因振三動而三趨于三密實三，地三面隨三之下三沉，三結果三可使三低平三的濱三海(湖)地帶三居民三生活三受到三影響三，甚三至無三法生三活。19三64年阿三拉斯三加地三震時三，波三特奇三市因三砂土三液化三地面三下沉三很多三，每三當海三水漲三潮即三受浸三淹。三迫使三該市三不得三不遷三址。唐山三地震三時，三烈度三為Ⅸ度的三天津三漢沽三區富三莊大三范圍三下沉三，原三來平三坦的三地面三整體三下沉三達1.三6-三2.三9m三.(2三)地表三塌陷地震三時砂三土中三孔隙三水壓三力劇三增，三當砂三土出三露地三表或三其上三覆土三層較三薄時三，即三發生三噴砂三冒水三，造三成地三下淘三空，三地表三塌陷三。如海三城地三震時三，在三震中三以西三的下三遼河三，盤三錦地三區大三量噴三砂冒三水，三一般三開始三于主三震過三后數三分鐘三，持三續時三間5—6小時三甚至三數日三。噴三出的三砂水三混合三物高三速3-三5m，形三成許三多圓三形、三橢圓三形陷三坑，三坑口三直徑3—4m至7—8m，深三數十三厘米三至數三米。三給交三通和三水利三設施三、農三田、三房屋三、地三下管三道和三油井三等造三成嚴三重損三害。唐山三地震三時，三自灤三河口三以西三直至三寧河三一帶三，數三千平三方公三里范三圍內三到處三噴砂三冒水三，使三十幾三萬畝三農田三被噴三砂掩三覆，三十幾三萬口三機井三淤塞三，不三少房三屋和三公路三，鐵三路橋三墩毀三壞。(3三)地基三土承三載力三喪失持續三的地三震動三使砂三土中三孔涼三水壓三力上三升，三而導三致土三粒間三有效三應力三下降三．當三有效三應力三趨于三零時三，砂三粒即三處于三懸浮三狀態三，喪三失承三載能三力，三引起三地基三整體三失效三。如10三64年日三本新三瀉地三震，三由于三地基三失效三使建三筑物三倒塌21三30座，三嚴重三破壞62三00座，三輕微三破壞三達31三00三0座。唐山三地震三時，三唐山三和天三津地三區的三許多三房屋三、橋三梁和三鐵路三路段三也因三地基三失效三而破三壞。(4三)地面三流滑斜坡三上若三有液三化土三層分三布時三，地三震會三導致三液化三流滑三而使三斜坡三失穩三．19三60年智三利8.三9級大三震時三，內三華湖三附近三圣佩三德羅三河上三最大三一個三滑坡三體的三發生三，是三由于三粘土三層中三含有三大量三粉砂三土透三鏡體三的液三化所三致(圖3-三2)．有時三場地三地面三極緩三甚至三近于三水平三也發三生滑三移．三如19三71年美三國圣三費爾三南德三地震三滑移三地段三，地三面坡三度僅2度。唐山三地震三時，三天津三市河三東區三柳林三一帶三的嚴三重滑三移，三則為三水平三場地三。砂土三液化三在宏三觀震三害中三的雙三重作三用，三即產三生液三化的三場地三往往三比同三一震三中距三范圍三內未三發生三液化三場地三的宏三觀烈三度要三低些三。這是三因地三震剪三切波三在此三層中三受阻(流體三不能三傳遞三剪力)，使三傳至三地面三上的三地震三波相三應地三衰減三。砂土三地震三液化三問題三，作三為一三種自三然災三害現三象進三行深三入研三究，三從20世紀60年代三才開三始。18三64年阿三拉斯三加和三新瀉三兩次三地震三所造三成的三嚴重三破壞三，均三為砂三土液三化的三緣故三，故三在美三國，三日本三和其三它一三些國三家的三工程三地質三界引三起了三很大三的關三注。砂土三地震三液化三的機三理飽和三砂土三是砂三和水三的復三合體三系。砂土三是一三種散三體物三質，三它主三要依三靠顆三粒間三的摩三擦力三承受三外力三和維三持本三身的三穩定三，而三這種三摩擦三力主三要取三決于三粒間三的法三向壓三力。水是三一種三液體三，它三的突三出力三學特三性是三體積三難于三壓縮三，能三承受三極大三的法三向壓三力，三他不三能承三受剪三力。泡和三砂土三由于三孔隙三水壓三力Pw0作用三，度三將小三于干三砂的三抗剪三強度三：σ0即為三有效三法向三壓力三。顯三然σ0＞σ。在地三震過三程中三，疏三松的三飽和三砂土三在地三震動三引起三約剪三應力三反復三作用三下，三砂粒三問相三互置三必然三產生三調整三，而三使砂三土趨三于密三實，三以期三最終三達到三最穩三定的三緊密三排列三狀態三。砂三土要三變密三實就三勢必三排水三。在急三劇變三化的三周期三性荷三載作三下，三所伴三隨的三孔隙三度減三小都三要求三排擠三出一三些水三，且三透水三性變三差。三如果三砂土三透水三性不三良而三排水三不通三暢的三話，三則前三一周三期的三排水三尚末三完成三，下三一周三期的三孔隙三度再三減少三又產三生了三，應三排除三的水三來不三及排三走，三而水三又是三不可三壓縮三的，三于是三就產三生了剩余三孔隙三水壓三力或三超孔三隙水三壓力(e三xc三es三s三po三re三p三re三ss三ur三e)。隨振三動持三續時三間的三增長三，剩三余孔三隙水三壓力三不斷三疊加三而積三累增三大，三而使三砂土三的抗三剪強三度不三斷降三低，三甚至三完全三喪失三。砂土三的抗三剪強三度τ與作三用于三該土三體上三的往三復剪三應力τd的比三值來三判定三砂土三是否三會發三生液三化。當τ／τd>1時，三不會三產生三液化當τ／τd=1，處三臨界三狀態三，砂三土開三始發三生剪三切破三壞；三此時三稱為三砂土三的初三始液三化狀三態砂三土的三抗剪三強度三隨振三動歷三時增三大而三降低三。當τ／τd＜1時，三則沿三剪切三面的三塑性三平衡E迅速三擴大三，導三致剪三切破三壞加三劇。三而當三孔隙三水壓三力繼三續上三升，三直至三與總三法向三壓力三相等三，有三效法三向壓三力及三抗剪三強度三均下三降為三零，三即當τ/三τd三=0時，三砂土三顆粒三間將三脫離三接觸三而處三于懸三浮狀三態．三此時三即為三完全三液化三狀態三．可將三砂土三液化三的發三展過三程劃三分為三三個三階段三：①穩三定狀三態(τ／τd>1三)；②臨三界狀三態或三初始三液化三狀態(τ／τd=1三)；③完三全液三化狀三態(τ三/τd=0三)．從初三始液三化狀三態至三完全三液化三狀態三往往三發展三很快三，二三者界三線不三易判三斷，三為了三保證三安全三，可三把初三始液三化視三作液三化。液化三的形三成過三程和三機理西德(H．B．Se三ed三)等人三自19三66年就三進行三室內三動力三剪切三試驗三，發三現變三向循三環荷三裁(振動)，作三用下三飽和三砂土三最易三液化三。循環三荷載三三軸三壓縮三試驗(動三三軸剪)，試三樣首三先在三各向三均等三的靜三壓力σa下固三結，三然后三在不三排水三條件三下同三時在三豎向三上施三加±1三/2三σd（壓三、拉三），三側向三施加±1三/2三σd（壓三、拉三）的三循環三荷載三。循環三荷載三的頻三率近三乎地三震頻三率，三即l-三2r三/s。（τd）ma三x=（σ1-σ3）/2三=σd/2為最三大循三環剪三應力三。取松三砂和三密砂三試樣三分別三進行三試驗三，發三現試三驗結三果明三顯不三同。當隨三著動三荷載三循環三周期三數的三增加三，孔三隙水三壓力三不斷三增大三，直三至Pw=σa時，三砂的三剪切三變形三開始三增大三。繼續三反復三加荷三，松三砂變三形迅三速加三大，三不久三即全三液化三；而三密砂三變形三則緩三慢增三大，三難于三全液三化。當飽三和砂三土完三全液三化時三，在三一定三深度z處的三總孔三隙水三壓力Pw=pw0+σ。(假設三地下三水面三位于三地表三面)，其三中σ=三ρm·g·z;則Δpw=ρm·g·z-三ρw·g·z=三(ρm-ρw)·g·z=三ρ′·g·z。式中ρmρ′分別三為砂三土的三飽和三密度三和浮三密度三，ρw為水三的密三度。砂土三的深三度愈三大，三完全三液化三時的三超孔三隙水三壓力三就愈三大。震前三孔隙三水壓三力呈三靜水三壓力三分布三，不三同深三處測三壓水三位相三同，三無水三頭差三。當振三動液三化形三成超三孔隙三水壓三力以三后，三不同三深處三的測三壓水三位就三不再三相等三，隨三深度三增加三則測三壓水三位增三高。顯然三當飽三和砂三土出三露于三地面三時，三該水三頭將三高出三地面三；且三砂土三愈厚三則水三頭愈三高。任意三深度三兩點z1和z2之間三的水三頭差h可以三從下三式求三出h=（ρm-ρw）（z2-z1）/ρw這兩三點之三間的三水力三梯度三為，I=三h/（z2-z1）=（ρm-ρw）/ρw=ρ三′/三ρw(3—5)此水三力梯三度即三為完全三液化三的臨三界水三力梯三度。在這三個梯三度作三用下三，砂三粒就三在自三下而三上的三滲流三中發三生液三化，三地面三噴砂三冒水三，隨三之超三孔隙三水壓三力得三到消三散。當地三表有三不透三水的三粘土三蓋層三時，三只有三超孔三隙水三壓力三超過三蓋層三強度三或蓋三層有三裂縫三時，三才能三沿裂三縫產三生噴三砂冒三水，影響三砂土三液化三的因三素飽和三砂土三和地三震是三發生三振動三液化三的必三備條三件。土的三類型三及性三質飽和三砂土三的埋三藏分三布條三件地震三動的三強度三及歷三時。土的三類型三及性三質土的三類型三及性三質是三砂土三液化三的內三因。宏觀三考察三資料三表明三，極易三液化三土的三特征三是：mm三，?=2三-8三，粘三粒含三量<三10三%粉細三砂土三最易三液化三，避三隨著三地震三烈度三的增三高，三亞砂三土，三輕亞三粘土三、中三砂土三等也三會發三生液三化。國內三外對三地震三液化三噴出三物作三了大三量的三粒度三分析三和統三計工三作。我國三對邢三臺、三通海三和海三城地三震砂三土液三化的78件噴三砂樣三品粒三度分三析表三明，三粉、三細砂三土占57三.7％，三亞砂三土(I三p<三7)占34三.6三%，中三粗砂三土及三輕亞三粘土(I三p=三7-三10三)占7.三7％，三而且三全部三發生三在烈三度為Ⅸ度區三內。唐山三地震三時天三津市三區為Ⅶ度區三，出三現許三多亞三砂土三和輕三亞粘三土液三化現三象。其界三限是三：粉三粒含三量大三于40三%，極三易液三化；三粘牲三含量三大于12三.5三%，則三極難三液化三．粉三粒含三量大三有助三于液三化，三粘粒三含量三大則三不易三液化三。★密三實度松砂三極易三液化三，密三砂不三易液三化。三相對三密度Dr三<5三0%時，三很易三液化三，Dr三>8三0%時，三不易三液化三。★成三因及三年代多為三沖積三成因三的粉三細砂三土，三如濱三海平三原、三河口三三角三洲等三。沉積三年代三較新三：結三構松三散、三含水三量豐三富、三地下三水位三淺根據三我國三一些三地區三液化三土層三的統三計資三料；三最易三發生三液化的粒三度組三成特三征值三是：三平均三粒徑(d50)為0.三02—0.三10三mm，不三均粒三系數(η三)為2-三8，粘三粒含三量小三于10三%。相對三密度Dr，作三為判三別砂三土掖三化可三能性三的指三標。式中三：e為天三然孔三隙比三：ema三x和emi三n分別三為最三大、三最小三孔隙三比。一般三的情三況是三，Dr三<5三0%時砂三土在三振動三作用三下很三快液三化；Dr三>8三0%時不三易液三化。三據海三城地三震的三統計三資料三，砂三土的Dr三>5三5%，Ⅶ度區三不發三生液三化；Dr＞70三%，Ⅷ度區三也不三液化三；飽水三砂土三的成三因和三堆積三年代三對液三化的三影響近20多年三來報三道的三大范三圍砂三土地三震液三化的三地點三，多三位于三濱海三平原三、河三口三三角洲三和近三期河三床堆三積物三區。這些三地區三的沉三積物三一般三是在三歷史三時期三內形三成構三，主三要為三沖積三成因三的粉三、細三砂土三，結三構疏三松，三且地三下水三埋深三很淺三。唐山三地震三引起三的大三范圍三砂土三液化三區，三位于三冀東三沿海三平原三，絕三大部三分是三新石三器時三代(距今40三00三-5三00三0年)以來三形成三的，三其中三又以三灤河三河口三三角三洲為三主。飽和三砂土三的埋三藏分三布條三件飽和三砂層三埋藏三條件三主要三包括三飽水三砂層三的厚三度，三砂層三上非三液化三粘性三土層三厚度三以及三地下三水埋三深這三三方三面，三它們三決定三了超三孔隙三水壓三力和三有效三覆蓋三壓力三的大三小。飽水三砂層三愈厚三，地三震變三密時三所產三生的三超孔三隙水三壓力三愈大三。當液三化砂三層埋三藏較三深，三上覆三以較三厚的三非液三化粘三性土三層時三抑制三了液三化，三而直三接出三露地三表的三飽水三砂層三最易三于液三化。一般三飽水三砂層三埋深三大于20三m時難三于液三化，三可以三把液三化最三大地三下水三埋深三定為5m，因三為當三地下三水埋三深為3-三4m時，三液化三現象三很少三。地震三動的三強度三及歷三時地震三動的三強度三和歷三時是三砂土三液化三的動三力．三顯然三，地三震愈三強，三歷時三愈長三，則三愈易三引起三砂土三液化三；且三波及三范圍三愈廣三，破三壞愈三嚴重三。評價三地震三動強三度的三方法三有兩三種：三統計三的方三法及三理論三計算三的方三法。1)統計三方法統計三方法三是一三種簡三單評三價的三方法三。可三液化三砂土三的平三均粒三徑(d50)范圍三愈大三，其三相對三密度(Dr)也愈三大，三在Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度烈三度區三可能三液化三砂土三的d50分別三為0.三05—0.三15、0.三03—0.三25、0.三01三5—0.三5m三m。可按三下列三經驗三公式三表示三其關三系，lg三R=三0.三77三M-三3.三6三(三3-三7)式中三，M為震三級(一般M>三6)；R為液三化最三遠點三的震三中距(K三m)。理論三計算三方法這種三計算三方法三一般三是根三據實三測的三地震三最大三地面三加速三度，三計算三在地三下某三深度三處由三于地三震產三生的三實際三剪應三力；三再用三以判三定該三深度三處的三砂土三層是三否會三發生三液化三。希德三等人三提出三的計三算公三式為(τd)ma三x=ρ·H·g·αma三x/g三=ρ·H·αma三x式中(τd)ma三x為單三元土三體的三最大三剪應三力；ρ·H為砂三土的三密度三及埋三深Αma三x為最三大地三面加三速度砂土三地震三液化三的判三別工程三設計三需要三的判三別內三容應三該包三括：①估三計液三化的三可能三性；②估三計掖三化的三范圍三；③估三計液三化的三后果三。判別三砂土三地震三液化三可能三性的三方法三較多三，下三面將三介紹三近年三來國三內外三最常三用的三三種三方法三：標準三貫入三擊數三法、剪應三力對三比法綜合三指標三法。1)標準三貫入三擊數三法我國三已將三此法三列入《建筑三抗震三設計三規范》(三GB三-5三00三11三-2三00三1)。在砂三土液三化現三場以三砂層三埋深3m、地三下水三埋深2m作為三基本三健況三，通三過標三貫試三驗找三出不三同地三震烈三度下三的臨三界貫三入擊三數。三當烈三度為Ⅶ度時N0=6，Ⅷ度時N0=1三0，Ⅸ度時N0=1三6。則三采用三下述三經驗三公式三修正三：N=三N0[1三+0三.1三25三(H三-3三)-三0.三05三(h三-2三)]式中三：H為砂三土埋三深(m三)；h為地三下水三埋深(m三).如果三實際三貫入三擊數三大于三臨界三貫入三擊數,則不三液化三；反三之即三液化三。此法三適用三于飽三水砂三土埋三深在15三m范圍三之內.試驗三操作三方法三應標三準化三，以三用泥三漿回三轉鉆三進、三自動三脫鉤三控制三吊錘三為宜三。對于三重要三的工三程，三每層三土不三應少三于5個鉆三孔，三試驗三次數三不應三少于15次。三分層三求取三平均三值以三消除三偶然三誤差三。臨界三貫入三擊數三隨深三度的三變化三，在三近地三表處三為垂三直線三，向三下轉三折成三斜線三，總三體應三為一三條折三線。2)剪應三力對三比法此法三是希三德在三日本三新瀉三地震三后提三出的三，是三目前三國內三外比三較流三行的三判別三方法三，其原三理是三：引三起砂三土液三化的三地震三剪切三波大三致以三垂直三方向三自基三巖向三覆蓋三層傳三播，三并在三不同三深處三產生三隨時三間而三變化三的不三均勻三的反三復剪三切應三力。當地三震剪三切波三在砂三土中三引起三的剪三應力三超過三該砂三土的三抗剪三強度三時，τ/三Pz=σ1/三2·Cr/σαPZ為某三深度z處的三有效三上覆三壓力σ1/三2/σα為動三三軸三壓縮三試驗三所求三得的三應力三比Pz有三三種情三況：①z處于三地下三水位三以上三，則Pz三=三ρ·g·z②z處于三地下三水位三以下三，則Pz三=三ρ·g·h三+三ρ′·g·(z三-h三)③若地三下水三出露三地表三，則Pz三=三ρ′·g·zτ/三Pz=σ1/三2·Cr/σα·Dr三/0三