地基砂土液化判别方法探讨.pdf

水 利 学 报 2010 年9 月 SHUILI XUEBAO 第41 卷 第9 期 文章编号：0559-9350（2010 ）09-1061-08 地基砂土液化判别方法探讨 杨玉生，刘小生，刘启旺，陈 宁 （中国水利水电科学研究院 岩土工程研究所，北京 100048） 摘要：本文以我国《水利水电工程地质勘察规范》（GB 50287-2008 ）中的标准贯入锤击数液化判别法为基础，以该 法进行应力修正的方法为依据，提出了采用附加应力等效埋深来考虑有限面积基础建筑物附加应力随深度扩散影 响的液化判别新思路，以工程设计中参数取值常用平均值和小值平均值来考虑标贯击数和黏粒含量的离散性，同 时借用有限元网格离散求解思路确定砂层可能液化的区域。以宁朗水电站闸坝工程为例进行了案例分析，结果表 明：在地震设防烈度VII 度时，闸基下中细砂层近震时不发生液化，远震时在闸基4 个角点下的局部小区域内发 生液化。 关键词：液化判别；标准贯入锤击数法；附加应力影响；离散性 中图分类号：TU441 文献标识码：A 1 研究背景 1964年日本新泻地震和美国阿拉斯加地震发生了大量砂土液化而导致的严重震害，引起了工程 界的普遍重视。1971年Seed ［1］提出判别砂土液化的简化方法，随后国外众多研究者围绕该法开展了 大量研究，使该法得到不断改进和完善，成为北美和世界上许多地区进行砂性土液化判别的标准方 ［2-3 ］ 法。美国国家地震工程研究中心（NCEER）曾组织专家组全面总结了砂土液化判别的研究进展 ，R. ［4-5 ］ B.Seed 等 在土的地震液化的必威体育精装版研究进展报告中，全面总结了砂土液化评价的研究进展。K.O. ［6 ］ Cetin 等 对国内外应用广泛的基于标准贯入试验的液化判别方法（包括确定性方法和基于可靠度理 论的概率方法）进行了全面的总结，反映了该领域的技术水平。我国对液化可能性判别的研究几乎和 国外同步进行，特别是根据历次震害调查获得的经验判别方法为我国多部抗震规范所采用。该方法 主要以标贯击数N 、剪切波速V 和锥尖阻力q 等作为基本判据，建立了多个形式不一的液化判别式。 S c ［7 ］ 涉及经验法、概率法等多种方法，但这些方法的可靠性评价问题没有很好地解决 。 ［8］ 建筑物基础对地基砂土液化的影响，很早就引起了人们的注意。一些研究者采用宏观研究 、 模型试验（包括振动台模型试验和离心模型试验）和数值分析［9-18］等研究方法，对建筑物基础影响下 地基孔隙水压力分布和液化势分区进行了研究。相关的研究大都给出了较为一致的结论，即建筑物 基础对基础下方孔隙水压力的发展起约束作用，基础边缘附近孔隙水压力最大；基础下方地基较难 液化，基础边缘附近（尤其是基础角点附近）区域为液化的敏感区。这些研究成果是评价考虑建筑物 基础影响的砂土液化判别方法合理性的重要参考资料。在考虑建筑物基础影响的地基液化判别方法 ［19-20 ］ 方面，门福录等 利用Seed 简化分析法和锥体模型理论，提出了一种简化总应力分析方法，陈文 ［21-22 ］ ［23-24 ］ 化、景立平等 进一步发展了这种方法；王健和陈文化 通过将基础下方和基础边缘的地震剪应 收稿日期：2009-02-20