摘要：在进行地基基础工程的建筑的过程中，土质液化是影响基础工程质量的主要问题之一，因此，预防、消除土质液化对于工程建设有着重要的意义。基于此，本文首先对于土质液化的机理及土质液化危害进行了分析，探究了影响土质液化的主要因素，同时分析了土质的有效应变力，提出了相应的预防和治理对策，希望为我国的基建工程行业有所裨益。
关键词：土质液化；危害；预防
引言
土质液化指的是处于饱和状态的粉土或者是沙土在经过地震的作用下，结构发生压缩，土质内部的孔隙水压迅速增加，导致了土质的有效应力降低。[1] [2]在此状态下，当有效应力彻底消失后，土质的状态会转化为近似于液体的状态，使土质完全丧失了原有的结构强度。[3]土质液化表现在建筑物上主要有滑坡、震陷、冒水等现象，从而导致建筑物产生崩塌，毁坏。例如日本在1995年的阪神地震所造成的房屋、堤坝、桥梁等垮塌的主要成因就是由于土质液化造成结构体侧向位移。中国也是地震频发的国家，例如在1976年的唐山大地震、2008年的汶川大地震等等，都是由于地震引发土质液化，造成建筑物、山体等大规模崩塌，引起大量的经济损失和人员伤亡。[4]因此本文对于土质液化的机理分析和相关的预防措施研究具有深刻的意义。
1.土质液化机理探究
粉土以及沙土等粘性较低的土质的结构强度主要是来自于土体内部的小颗粒之间的摩擦阻力。[5]从力学性质上来看，小颗粒之间存在的摩擦阻力较大时，土质会呈现出固体的状态；而当摩擦阻力降低甚至消失时，土质则会呈现出液体的状态，完全丧失结构强度，而地震是导致土质中摩擦阻力丧失的主要原因。[6] [7]在地震的过程中，土质由于受到了惯性以及持续性的作用力的共同影响，土质中的小颗粒会产生多种排列方式，在力的作用方式、力的作用大小等存在差异，粘结强度，结构状态会被破坏最终造成土质的持续崩坏。[8]
沙土和粉土等无粘性土质由于受到了重力的影响，颗粒之间作用力的变化会导致颗粒产生密度变化，颗粒之间会沿着颗粒的空隙中施加作用力，孔隙中的水压增加，将土地颗粒转变为一种结构松散的，悬浮的状态。[9]
饱和状态下的粉土或砂土及没有粘性的土体结构由于受到重力等影响，会产生颗粒移动和变密的趋势。[10]因此在地震动的影响下，砂土原先的颗粒会向孔隙间水分持续传递作用力，从而增加孔隙间的水压，由此加上砂土或粉土的渗透性不良，会使孔隙水压急剧上升。[11]因此当颗粒在水压力向上排出的作用力和重力共同作用下，饱和的土体颗粒此时处于一种完全悬浮或部分悬浮的状态，因此，从宏观上来看，土体完全丧失强度和承载能力，发生了振动液化。其产生的主要原因是抗剪强度完全丧失，土体颗粒受到孔隙间源源不断的压力，同时重力作用，会重新堆积与排列，最终使土体结构达到一种比较稳定的状态。
2.土质液化的主要因素
造成土质液化的因素有很多，其中土质液化的主要因素有：
1.地质形成时间。一般来说，形成时间越久远的地质，由于受到了长期的外力影响和固结作用，土质的密度较大，土质之间的粘结度也越好，形成了一种类似于胶体的结构，紧密相连。因此年代越久远的土层，其发生液化的可能性就越小。
2.土质的密实程度，土体越密实，其发生液化的可能性就越低；土体越蓬松，发生液化的可能性就越高。
3.土质中颗粒物的含量。土质中颗粒的粒度越小，粘度越低越容易发生土质液化。
4.地下水深度和上层覆盖的液化土层的厚度。地下水位越高，上层覆盖的液化土层的厚度越薄，土质越容易产生液化。
5.土层的掩埋深度。一般沙土的掩埋深度越来越厚，其有效的覆盖压力也越来越大，越不容易产生液化，土地产生液化的厚度一般在10m以内。
3.土质液化的主要危害
根据地基的液化程度，拉丝的危险分为轻度，中度和重度三个等级，土地液化的液化指数为0至5，危害较小对于建筑物，通常不会引起强烈地震。
灾难，而土壤不产生沙粒，喷水等，并且平均液化度对应于5至15的液化率，这可能导致更大的液化损害，而最大沉降高度可以达到200毫米。喷水和喷沙的可能性很大。严重的液化程度大于15的液化率，液化的风险大，高重心的结构可能会倾斜，并伴有强烈的水雾起泡。
4.土质液化的预防措施
分析液化情况和土壤程度的最重要方法是分析有效应力的变化，因此，防止有效应力的显着降低是常见的预防措施，最常用的措施是降低排水压力，加密振动等。如果将具有液化倾向的地面建筑基础类型选择为基础，并且建筑桩末端已深入到足以稳定土层液化深度的深度此时，根据实际情况，有必要穿过液化土壤层。计算桩的基础深度。对于桩的摩擦力，必须根据土层的液化层的特性进行评估，并可以根据实际需要适当降低或推导。对于某些站点，液化率较低，可以选择较浅的底座，但是必须根据实际情况调整底座的面积，以最大程度地减小负载的偏心率和底座的压力，或者选择一个整体更好性别和刚度的基本形式，例如桩体的底座。
因此，为了更好地防止土壤液化，必须做到以下两点。有必要防止未经加固处理的液化土壤层作为天然基础支撑层。还需要结合底座的液化程度，建筑物的具体类型和实际情况，并选择适当的防液化措施，例如完全消除底座的液化的措施，即深层处理。桩的底部引导液化深度的最低深度，否则将所有可液化的土壤层移除。如果除去部分地面的液化地面，则可以除去部分可液化土壤并进行固结，固化等。加密的原因是为了提高沙子的整体密度。常见的方法包括将地质压密，振动加密等。
5.结论
综上所述，本文首先分析了土质液化的形成机理，然后对于土质液化的危害与预防措施进行了讨论，最终得到了以下结论：1.当土质发生液化的过程中，造成了土地在竖向方向上出现了承载力不足的情况；2.土质液化对于建筑物造成的破坏作用，需要结合实际的情况，消除液化所造成的影响，从而提高建筑物自身的稳定性。
*本论文受国家级大学生创新创业训练计划项目“长春市伊通河流域砂土地基地震液化特性分析”资助。
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