砂土液化

砂土颗粒组成的土体在静力或动力作用（包括渗流作用）下，由固体状态转化为液体状态的现象或过程。此时砂土的剪切刚度趋近于零，即抗剪强度趋近于零。

液化一般发生在松散的饱和砂土中，也可发生在黏性颗粒（粒径小于0.005mm）含量不大于15%～20%的饱和少黏性土中和粗粒（粒径大于5mm）含量不大于70%的饱和砂砾土中，它对水利工程危害极大。

液化的主要形式

有砂沸、砂土流滑或“有限度”的往返流动性变形等。

（1）砂沸。常出现在河堤内侧低地、挡水建筑物下游地面、开挖基坑坑底、钻孔孔底以及地震后的地面。它主要是由于砂土中孔隙水压力超过上覆有效压力而引起的喷水冒砂现象。

（2）砂土流滑。常出现在海岸、河岸和土坝的饱和松砂边坡中。它主要是由于饱和松砂在单程或往返剪切作用下，有不可逆的体积剪缩，引起孔隙水压力不断上升和抗剪强度降低，直至出现“无限度”的流动性滑坡。这种破坏可以是渐进性的和大面积的，流滑后的砂面坡度十分平缓。

（3）“有限度”的往返流动性变形。大都出现在地震时中密的饱和砂土中。它是由于在地震往返剪切过程中，在小剪应变时的剪缩趋势和大剪应变时的剪胀趋势的交替作用下，出现的间歇性液化和“有限度”的流动性变形，也称为往返活动性（cyclic mobility）。可使建造在它上面的建筑物和挡土墙等产生“有限度”的下沉和倾斜。

饱和砂土液化的影响因素与判别方法

液化的影响因素有渗流条件、颗粒组成、松密程度、形成地质年代、受力状况等，在评价其液化可能性时必须加以考虑。对于判别水平地面下饱和砂土地震时是否会发生液化的方法，用得较多的是标准贯入试验。中国的抗震设计规范都以此作为主要手段。这个方法可以同时考虑饱和砂土上覆有效压力、地震动剪应力（或地震烈度）、地震震级（或地震历时）以及土中黏粒含量等因素的影响。此外尚有静力触探、往返三轴和往返单剪试验等方法。

标准贯入试验判别法，在地面下15m深度的范围内的液化土应符合二式要求：

式中，N_63.5为饱和土标准贯入锤击数实测值；N_cr为液化判别标准贯入锤击数临界值；d_s为饱和土标准贯入点深度，m；d_w为地下水位深度，m；ρ_c为饱和土的黏粒含量百分率，％，当ρ_c＜3%时，取ρ_c＝3％；N₀为饱和土液化判别标准贯入击数基准值，当地震设防烈度为Ⅶ度、Ⅷ度、Ⅸ度时，近震分别取6、10、16，远震依次取8、12。

根据式（2）判定为可液化土层的地基，应进一步探明各液化土层深度和厚度，并计算液化指数和划分液化等级。

防止砂土液化的工程措施

包括控制渗流条件、疏干、挖除或人工加密（参见土的加固）。加密后的砂土应达到密实状态（相对密度不小于70％～90％）。此外，如合理采用围封、压重、排水设备等，亦可起到减轻液化破坏的效果。