汶川地震液化特征及砂礫土液化預(yù)測方法研究.pdf

1、地震液化震害調(diào)查是獲取液化震害經(jīng)驗最直接的手段,是抗震理論和分析方法發(fā)展的重要基礎(chǔ),而地震液化場地的現(xiàn)場測試與分析,是建立液化預(yù)測方法最可靠的途徑。以往國內(nèi)幾次大地震液化現(xiàn)場深入的考察和分析研究,對我國乃至世界工程抗震技術(shù)的發(fā)展都起到了很大的推動作用。
　　 2008年5月12日我國四川汶川縣發(fā)生的8.0級大地震是新中國成立以來破壞性最強、波及范圍最大的一次地震,其強度、烈度都超過了1976年的唐山大地震。關(guān)于此次地震液化問題尚

2、少報道,目前占主導(dǎo)的認識是認為此次地震液化現(xiàn)象不多,甚至有觀點認為此次地震中沒有液化現(xiàn)象。我們的考察結(jié)果表明,此次汶川地震的液化范圍為建國以來大地震中液化分布范圍最廣的一次,已經(jīng)調(diào)查到以村為單位的118個液化點(帶),涉及長約500公里、寬約200公里的區(qū)域,據(jù)不完全統(tǒng)計,共有20余個村莊的水并、近千畝農(nóng)田、120多個村莊(自然村)房屋、8所學校、5個工廠不同程度地受到了液化震害的影響,一些房屋建筑、學校教學樓、廠房和水井等廢棄。本文分

3、析結(jié)果表明,Ⅵ度區(qū)內(nèi)液化、深層土液化以及砂礫土液化是本次地震液化的三個主要特征,液化加重震害以及液化伴隨地裂縫現(xiàn)象也較為普遍。但以往關(guān)于這些問題的經(jīng)驗尚少,獲取系統(tǒng)知識、掌握規(guī)律、解釋成因、剖析機理和提煉出反映此次地震液化特點的科學和工程問題,是提高關(guān)于汶川地震液化問題認識、開展相關(guān)深入研究工作的前提和基礎(chǔ)。
　　 此次地震砂礫土液化分布范圍廣,造成的危害突出。我國四川省境內(nèi)特別是成都平原砂礫層分布十分普遍,由于以往工程建設(shè)中直

4、接認定砂礫土為非液化土,而忽視了砂礫土的液化可能性,導(dǎo)致砂礫土液化震害十分明顯。而目前國內(nèi)外砂礫土液化場地資料十分有限,對砂礫土液化的認識也存在誤區(qū),積累實測資料對于豐富國際液化數(shù)據(jù)庫以及推動砂礫土液化預(yù)測方法發(fā)展十分重要。同時,目前工程上能夠使用的砂礫土液化判別方法均是由砂土液化判別方法間接轉(zhuǎn)換而來,基于實際資料直接建立的砂礫土液化判別方法尚屬空白。應(yīng)指出的是,我們一直認為,砂礫土與砂土分屬不同土類,像判別液化這樣的力學性能方面的分析

5、,用砂土的公式來計算砂礫土理論上不成立,實際的結(jié)果也證明了這一點。我國部分地區(qū)砂礫土分布廣泛,土石壩很多采用礫石作為墊層,人工填海、高速公路、鐵路等工程建設(shè)中人工砂礫料應(yīng)用日益廣泛,砂礫土的液化判別方法問題亟待解決。因此,借助汶川地震出現(xiàn)大量砂礫土液化的契機,獲取實測數(shù)據(jù).檢驗現(xiàn)有方法.發(fā)展合理可靠、符合國際發(fā)展趨勢、便于工程應(yīng)用的砂礫土液化判別方法,是勢在必行的工作。
　　 本文主要工作和成果包括:
　　 1.通過大量

6、現(xiàn)場調(diào)查,取得了汶川地震液化問題系統(tǒng)和深入的認識,揭示了液化及其震害分布規(guī)律,闡明了此次地震液化的宏觀特征和震害特征,并從中提煉出了反映此次地震液化特點的科學和工程問題。
　　 2.采用實地考察,資料分析以及現(xiàn)場測試的方法,確認了Ⅵ度區(qū)內(nèi)液化、砂礫土液化、深層土液化是此次地震的三個主要特征,依據(jù)實測結(jié)果合理解釋了此次地震液化區(qū)內(nèi)地裂縫的成因,剖析了液化導(dǎo)致建筑物典型破壞的機理。
　　 3.研究了震區(qū)地質(zhì)環(huán)境和工程地質(zhì)條件

7、,揭示了本次地震砂礫土液化分布規(guī)律,通過試驗及與國內(nèi)、外砂礫土液化實例的對比分析,掌握了此次地震液化砂礫土的土性特點。
　　 4.通過現(xiàn)場勘察獲取了幾十個砂礫土液化場地超重型動力觸探和剪切波速資料,極大豐富了現(xiàn)有液化數(shù)據(jù)庫內(nèi)容,以此檢驗和分析了現(xiàn)有液化判別方法對砂礫土的可行性,指出了其不適用的根源。
　　 5.建立了基于現(xiàn)場測試指標的砂礫土液化判別方法的基本思路,提出了基本指標的選取原則和模型的構(gòu)造思想,給出了初判條件,