一、砂土液化机理
砂土液化 (liquefaction of sand) 是指饱水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象, 由于孔隙水压力上升, 有效应力减小所导致的砂土从固态到液态的变化现象。其机制是饱和的疏松粉、细砂土体在振动作用下有颗粒移动和变密的趋势, 对应力的承受从砂土骨架转向水, 由于粉和细砂土的渗透力不良, 孔隙水压力会急剧增大, 当孔隙水压力大到总应力值时, 有效应力就降到0, 颗粒悬浮在水中, 砂土体即发生液化。
二、中外计算方法
国内:以《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010 (2016年版) 计算方法为主;
国际:以《Liquefaction Resistance Of Soil:Summary Report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshops on Wvaluation of liquefaction Resistance of Soil》所列计算方法为主, 以下简称SEED法。
三、工程概况
巴基斯坦默蒂亚里-拉合尔±660k V直流输电线路, 双极单回架设, 起点为位于默蒂亚里 (Matiari) 东北约10km处的默蒂亚里换流站, 终点为位于拉合尔 (Lahore) 西南约40km处的拉合尔换流站, 线路航空距离810km。本文以默蒂亚里换流站至Sindh与Punjab省界段的±660k V直流输电线路勘测数据为北京, 进行对比分析。
四、场地工程地质条件
根据野外钻探描述及现场调查, 本段线路沿线地基土以第四系风积Q4eol粉土、粉细砂为主, 自上而下叙述如下:
粉土:黄褐色, 松散, 稍湿~很湿, 含云母, 表层见少量植物根系。该层厚度一般2.00~4.00m;
粉土:黄褐色, 中密, 稍湿~很湿状态, 含云母。该层厚度一般约4.00m;
粉土:黄褐色, 密实、稍湿~很湿状态, 含云母。该层未揭穿;
粉质粘土:黄褐色, 可塑, 含云母。该层分布不连续, 以透镜体状分布于粉土层内及地表;
粉细砂:黄褐色, 非常松散, 稍湿-饱和状态, 主要矿物成分为石英、长石。该层厚度一般0.00~2.00m, 主要分布于砂丘表层;
粉细砂:黄褐色, 松散, 稍湿-饱和状态, 主要矿物成分为石英、长石。该层厚度一般2.00~4.00m;
粉细砂:黄褐色, 中密, 稍湿~饱和状态, 主要矿物成分为石英、长石。该层厚度一般大于2.00m;
粉细砂:黄褐色, 密实, 稍湿~饱和状态, 主要矿物成分为石英、长石。该层揭露较少, 主要部分于10.00m以下深度。
沿线地下水类型主要为第四系孔隙潜水, 以河流侧向渗透补给及农田灌溉下渗为主要补给来源, 以侧向补给及人工抽取地下水等方式进行排泄, 地表蒸发也是一种排泄方式。勘测期间地下水水位埋深0.10~8.70m。由于该地区地形局部起伏较大, 季节性雨水过后或洪水季节可能形成临时性积水, 并引起周围地下水位急剧上升。场地地下水位一般年变化幅度约2.00m。
五、场地地震动参数
美标:根据《Building Codeof Pakistan》 (Seismic Provisions-2007) , 拟建线路属于Zone 2A区, 相应50年超过概率10%地震动峰值加速度值为0.10g~0.12g之间。
中标:根据有关研究文件, 本项目所在地区, 对应《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010 (2016年版) 参数如下:液化判别标准贯入锤击数基准值N0=10, 设计地震分组为第一组, β=0.8。
六、计算结果对比分析
6.1计算结果对比
美标SEED法计算结果见表6.1-1, 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 (2016年版) 计算结果见表6.1-2。
6.2计算结果分析
1、国标与美标计算结果液化情况基本一致;
2、美标安全系数基本为2.0-3.0 (平均值接近2.7) , 国标安全系数1.4-2.8 (平均值接近2.1) , 与美标相比偏小。
七、思考
二者均可判定地层液化性质, 为地基基础设计提供依据, 但国标安全系数明显小于国标计算结果, 说明国内采用的计算方法比较保守, 不利于实现工程经济。 (鉴于本次实验数据较少, 希望大家一起研究, 进行大量数据研究分析, 总结经验)
摘要：砂土或粉土的地震液化, 会对地基稳定性及建构筑物安全产生巨大影响, 因此, 地基土的液化性判定、液化等级计算对于工程建设的安全、经济性判定具有决定性影响。由于中美计算方法差异较大, 本文就具体工程项目进行计算对比。
关键词：液化判别,SEED法
参考文献
[1] GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》 (2016年版) S, 2016
[2] 丰占海.SEED简化法在中东某项目砂土液化判别中的应用[J].西部探矿工程, 2013 (2) :153-155
[3] 李亚阁, 邱明喜.基于修正Seed判别法的吹填饱和砂土液化判别分析[J].山西建筑, 2015 (41) :99-100