四川省地矿局404地质队 四川西昌 615000
摘要：地震液化可能性判别分析是对场地稳定性评价重要组成部分，饱和砂土地震液化有可能诱发极为严重的破坏，目前是土动力学领域的重要研究课题之一。影响砂土液化的因素有较多，土性参数及地震荷载等复杂多变，如何有效的预测地震液化已经成为学者们备受关注的问题，目前地震液化的判别方法有多种，不同的判别方法有时会得到不同的结论，本文对几种主要的地震液化判别方法进行了比较，分析各种方法的结论，希望能够对有关人士提供帮助。
关键词：地震液化；判别方法；比较
0 引言
近些年，随着现代城市建设的迅速发展，建筑范围的不断扩大以及地下工程的快速发展，对于河谷冲积平原、海湖相冲积盆地等一些地区，在地质环境发展过程中由于沉积环境条件的不同形成砂土、粉土等地层，给我们的工程建筑就造成了不利影响，这样就带来一个我们不得不关注的问题——地震液化。地震液化是饱和砂、粉土地基面临的主要工程地质问题，其危害是多方面的，后果非常严重，轻的可能影响建筑物的正常使用，重的会导致群众生命和财产的损失。因此，地震液化判断方法的研究、准确可靠的预测砂土液化形势是减轻地震灾害，对保护人民的生命财产安全具有重要的现实意义。
1 地震液化存在的危害
地震发生时，砂土液化会对工程建筑及人民生命财产造成很大危害，主要表现在以下四个方面。
第一，地表下陷。地震发生时，砂土中的有效应力会减小，从而导致空隙中的水压升高，当上覆土层较薄或者砂土出露地面时，会出现喷水冒砂现象发生，这就使得地下的砂层形成空洞，由于上层的覆土具有一定压力，从而使地表下陷。
第二，地面沉降。饱和砂土在受到地震后，使得原来松散的状态变得密实，地面也随之而下沉，低平的滨海湖平原可因为下沉而受到洪水的浸淹，给当地人民的生活带来很大影响。
第三，地基土丧失承载力。砂土有效应力的大小将决定其承载力的大小，砂土中孔隙水压力上升会导致内部有效应力下降，当有效应力降到零时，砂土呈悬浮状态，地基的承载力完全丧失。
第四，地面流滑。地震可引起斜坡的土体发生液化，由于液化发生使得斜坡失去稳定性，这种现象称为流滑。流滑现象不仅发生在斜坡地段，在场地的平缓处也有该现象发生。
2 几种地震液化判别方法介绍及比较探究
关于地震液化的判别方法有很多，由于砂土液化受到多种因素的影响，所以每种判别方法都有其特定的适应范围。实际上由于地层土质的非均质特性，无论采用哪种判别方法都不可能有百分百的成功率。近些年随着科研的不断研究，出现了很多种地震液化的判别方法，下面是几种常见的判别方法，除此之外，还有动三轴法、临界孔隙笔法、概率判别法等，这里就不一一进行介绍了。
2.1标贯法
该地震液化判别方法，是在我国学者在Seed等人的确定性方法上，又结合了多次地震液化区的调查数据统计分析建立起来的，该方法考虑了地震动要素、初始应力和土质特征的影响因素，是目前《建筑抗震设计规范》推荐的液化判别方法。该方法中液化的判别方法分为初判和细判两个阶段。初判需要对年代、黏粒含量、平均颗粒直径、及上覆的非液化土厚度等因素进行分析判断，根据其初判的情况之后进行细判，细判采用的是临界标准贯入击数作为判别的标准，如果实际测量的标贯击数小于临界的标贯锤击数时，就可以判定为液化土。
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其中Ncr表示临界标准锤击数；N0表示标准贯入基准锤击数；ds表示标准贯入点深度，单位为m；dw表示地下水位深度，单位为m；ρc表示黏粒百分比含量，在含量＜3或者砂土情况下取值为3。此种方法充分考量了关键因素（包括初始应力、地震动要素、土质特征等）的影响，是综合了国内外长期工程实践经验建立起来的，具有非常广泛的应用。《建筑抗震设计规范》规定:当饱和砂土、粉土的初步判别认为需进一步进行液化判别时，应采用标准贯入试验判别法判别地面下 20 m 范围内土的液化。
2.2NCEER法
该种方法是基于循环应力比和循环助力比的基础上进行的，是目前美国相关规范推荐的砂土液化的判别方法。可以采用如下公式进行计算：
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其中Fs表示为安全系数，在Fs＞1的情况下说明该点不液化，在Fs≤1的情况下说明该点液化；CRR7.5表示震级为7.5的情况下循环阻力比；CSR表示循环应力比；MSF表示震级比例系数，一般情况下按照表1取值。
表1 震级比例系数MSF取值
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NCEER方法的实用性比较强，对于粉土以及细粒含量较低的砂土，与标准贯入法、剪切波速法的判别结论相同。但是对于粉砂、细砂来说，由于细粒含量较高，常常会得到与标贯法不同的结论。
2.3剪切波速法
此种方法在具体应用时更多是用于判定地面之下15m范围内砂土以及粉土地震液化的概率，一般情况下按照如下公式进行计算，具体为：
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其中vscr表示饱和砂土或者饱和粉土液化剪切波速临界值，单位为m/s；vs0表示和烈度以及土类相关的经验系数，具体参照表2所示值设定。
表2 和烈度以及土类相关的经验系数vs0
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此种方法主要是利用土层剪切波速和液化临界剪切波速的对比来判别饱和砂土以及粉土液化的概率情况，若是通过测量得到的波速＜波速临界值，那么就可以判定此土层属于液化土层。剪切波速法液化判别存在明显的偏差，对于浅层的粉土过于冒进，对于深层砂土过于保守，会将密实的砂土层误判为液化土层，需要谨慎应用。
2.4 方法的选用
(1) 地震液化是由多种内因(土的颗粒组成、密度、埋藏条件、地下水位、沉积环境和地质历史等)和外因(地震动强度、频谱特征和持续时间等)综合作用的结果;例如，位于河曲凸岸新近沉积的粉细砂特别容易发生液化，历史上曾经发生过液化的场地容易再次发生液化等。
(2) 我国规范的液化判别方法是根据国内数据统计，结合地震液化的影响因素建立的经验公式，实用性和针对性较强，且具体规定计算及选取防震抗液化措施较简单易行，但缺乏理论基础。并且各种判定方法考虑的范围和侧重点各不相同，对不同场地的适用程度也不同，都有一定的局限性和模糊性，所以在进行饱和土液化评判时不能单纯地用单一判别公式来简单评判，有必要采用多种判别方法进行综合评价，以提高评价结果的可靠性。
3 结束语
随着我国对地震灾害的日趋重视及经济实力、技术水平的不断提高，与地震液化的相关规程规范也在不断的进行修订更新，内容正在逐渐完善，对于地震液化的各种判别方法，在实践经验中发现，剪切波速法的液化判别方法存在偏差较大，对于深层和浅层的砂土分析均不够准确，往往会将密实的砂土层误判成液化土层，应该时应该慎重，NCEER法液化判别适用性就较强，但对于粉砂、细砂等细粒含量较高的砂土研究过程中与标贯法的结论不同，还有待进一步的研究。在实际地震液化判别过程中，应该结合历史地震地质灾害调查数据进行分析，利用不同的方法准则进行判别，然后对各种结果进行综合性的分析，从而得出最终的结论。
参考文献
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