沙土液化分析
摘要:浅析砂土液化1.砂土液化的概念砂土受到振动时，砂土空隙中的水会被排出。如果砂土体的透水性不好，孔隙水不能及时排出，必然引起孔隙水压力上升，则砂土的有效应力会随之降低，直至为零，于是砂土就会悬浮于水中，此时砂土的抗剪强度τf与抗剪刚度G几乎都等于零,土体处于流动状态,这就是砂土液化现象。2.砂土液化机理2.1砂土液化形成机制砂土液化形成机制包括两个过程：振动液化和渗透液化2.1.1振动液化砂土是一种散体物质,它主要依靠颗粒之间的摩擦力承受外力和维持本身的稳定,而这种摩擦力主要取决于颗粒之间的法向应力:τ=σtanφ。在振动作用下,饱和砂土发生液化,土颗粒间有效应力减小而孔隙水压力增大,则τ=(σ−u0)tanφ=σ¿tanφ¿¿¿式中σ表示有效应力;φ表示有效内摩擦角。水是一种液体,它的突出力学特性是体积难于压缩,能承受极大的法向应力,但不能承受剪应力。饱和砂土由于孔隙水压力u0作用,其抗剪强度将小于干砂的抗剪强度。如果砂土透水性不良而排水不通畅的话,则前一周期的排水尚未完成,下一周期的孔隙度减小又产生了,因排除的水来不及排走,而水又是不可压缩的,于是就产生了剩余孔隙水压力或超孔隙水压力。Δu为因振动而产生的剩余孔隙水压力,u为总孔隙水压力,此时砂土的抗剪强度为:τ=(σ−u0−∆u)tanφ显然,此时砂土的抗剪强度将更低了。随着振动持续时间的增长,剩余孔隙水压力不断地叠加而累积增大,使砂土的抗剪强度不断降低,甚至完全丧失。2.1.2渗透液化砂土经振动液化之后,某点的孔隙水压力包括振动前的静水压力Pw0,和因砂 粒不相接触悬浮于水中以至全部骨架压力转化而成
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