汶川地震液化特征及砂礫土液化預(yù)測(cè)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(yàn)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(chǎng)地的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與分析,是建立液化預(yù)測(cè)方法最可靠的途徑。以往國(guó)內(nèi)幾次大地震液化現(xiàn)場(chǎng)深入的考察和分析研究,對(duì)我國(guó)乃至世界工程抗震技術(shù)的發(fā)展都起到了很大的推動(dòng)作用。
　　 2008年5月12日我國(guó)四川汶川縣發(fā)生的8.0級(jí)大地震是新中國(guó)成立以來(lái)破壞性最強(qiáng)、波及范圍最大的一次地震,其強(qiáng)度、烈度都超過(guò)了1976年的唐山大地震。關(guān)于此次地震液化問(wèn)題尚

2、少報(bào)道,目前占主導(dǎo)的認(rèn)識(shí)是認(rèn)為此次地震液化現(xiàn)象不多,甚至有觀點(diǎn)認(rèn)為此次地震中沒(méi)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(guó)以來(lái)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(gè)液化點(diǎn)(帶),涉及長(zhǎng)約500公里、寬約200公里的區(qū)域,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),共有20余個(gè)村莊的水并、近千畝農(nóng)田、120多個(gè)村莊(自然村)房屋、8所學(xué)校、5個(gè)工廠不同程度地受到了液化震害的影響,一些房屋建筑、學(xué)校教學(xué)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(gè)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(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)尚少,獲取系統(tǒng)知識(shí)、掌握規(guī)律、解釋成因、剖析機(jī)理和提煉出反映此次地震液化特點(diǎn)的科學(xué)和工程問(wèn)題,是提高關(guān)于汶川地震液化問(wèn)題認(rèn)識(shí)、開(kāi)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(guó)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(rèn)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(guó)內(nèi)外砂礫土液化場(chǎng)地資料十分有限,對(duì)砂礫土液化的認(rèn)識(shí)也存在誤區(qū),積累實(shí)測(cè)資料對(duì)于豐富國(guó)際液化數(shù)據(jù)庫(kù)以及推動(dòng)砂礫土液化預(yù)測(cè)方法發(fā)展十分重要。同時(shí),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(lái),基于實(shí)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(rèn)為,砂礫土與砂土分屬不同土類,像判別液化這樣的力學(xué)性能方面的分析

5、,用砂土的公式來(lái)計(jì)算砂礫土理論上不成立,實(shí)際的結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。我國(guó)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(wèn)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(jī),獲取實(shí)測(cè)數(shù)據(jù).檢驗(yàn)現(xiàn)有方法.發(fā)展合理可靠、符合國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)、便于工程應(yīng)用的砂礫土液化判別方法,是勢(shì)在必行的工作。
　　 本文主要工作和成果包括:
　　 1.通過(guò)大量

6、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,取得了汶川地震液化問(wèn)題系統(tǒng)和深入的認(rèn)識(shí),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(diǎn)的科學(xué)和工程問(wèn)題。
　　 2.采用實(shí)地考察,資料分析以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的方法,確認(rèn)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(gè)主要特征,依據(jù)實(shí)測(cè)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(jī)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(guò)試驗(yàn)及與國(guó)內(nèi)、外砂礫土液化實(shí)例的對(duì)比分析,掌握了此次地震液化砂礫土的土性特點(diǎn)。
　　 4.通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察獲取了幾十個(gè)砂礫土液化場(chǎng)地超重型動(dòng)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(kù)內(nèi)容,以此檢驗(yàn)和分析了現(xiàn)有液化判別方法對(duì)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(chǎng)測(cè)試指標(biāo)的砂礫土液化判別方法的基本思路,提出了基本指標(biāo)的選取原則和模型的構(gòu)造思想,給出了初判條件,