关于地震液化判别公式的探讨

赵　伟,张晓炜

(河南省交通规划勘察设计院　郑州市　450052)

　　岩土工程地质勘察中,场地土的地震液化评价是一项重要内容。《岩土工程勘察规范》(GB 50021—94)中对地震液化评价有三种方法:(1)标贯试验;(2)静力触探试验;(3)剪切波波速。三种方法皆为据场地条件算出临界值,当实测值大于临界值时,判定为液化。在工作中发现这些临界值的计算公式中存在与实际不符的情况,现与大家一起来讨论。

1　地震液化概念及其影响因素

地基土液化的原因在于饱和砂土或粉土受振动后趋于密实,导致土体中孔隙水压力骤然上升,相应地减小了土粒间的有效应力,从而降低了土体的抗剪强度。在周期性的地震作用下,孔隙水压力逐渐累积,当抵消有效应力时使土粒处于悬浮状态,此时土体完全失去抗剪强度而显出近于液体的特性,土体发生了液化。

影响地基土液化的因素主要有以下几点:(1)区域地震地质条件;(2)场地条件;(3)地基土质条件(地下水位、粒径、粘粒含量、相对密度、上覆有效压力等)。理论上讲,地基土上覆有效压力越大,即埋藏深度越大,其越不易液化。宏观液化势的综合判定之一的“上覆非液化土层厚度大于8m不考虑液化”及规范中“7度时最大液化深度约为18～19m,8度时最大液化深度约为24～25m”中,都证明了这一观点。

2　问题的提出

从标贯试验临界值计算公式:N cr=N0[0.9+

0.1(d s-d w)](3 P c)1 2中可得出,临界值N cr与深度

d s成正比,即如果性质相同的地基土,因其埋深越大,N cr值也越大,也就是说其越易液化。这与地基土液化的原理不符。剪切波波速临界值计算公式:V scri =K v{[1+0.125(d s-3)d-0.25

s-0.05(d w-2)]×(3 P c)1 2}0.2对地震液化评价也存在同样的问题。

静力触探试验临界值计算公式中与埋深有关的参数上覆非液化土层影响系数(a u)的计算公式:a u =1-0.05(d u-2),上覆非液化土层d u越大(埋深越大),a u值越小(临界值越小),这与地基土液化的原理相符。

3　工程实例

京珠高速公路新乡～郑州段K30～K44有软弱的亚砂土存在,为了查清软弱土的分布情况,我们进行了面波地震勘察,并对场地土进行了地震液化评价。

据国家地震局工程力学所推荐公式:

V scri=K v{[1+0.125(d s-3)d-0.25

s-0.05(d w-

2)]×(3 P c)1 2}0.2

计算出临界值V scri,当实测V S表1

层　号深度 m V scri V S结　果12139110液　化

22.6914560

液　化

35148151不液化

47.2156200不液化

516163250不液化

　　假设一层层速度为150的层,其在5m以上不液

化,而在5m以下液化,这与地基土液化的原理不符。

4　结语

场地土的地震液化评价是工程勘察中经常遇到

的问题,我们应十分了解它的原理及判别方法,我们

对规范中的有些临界值计算公式存有疑问,希望专

家与同行给予指教。

收稿日期:2001-08-06

　公路　2001年9月　第9期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　H IGHW A Y　Sep12001　N o19　© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net