淺析公路工程地震液化判斷問題范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了淺析公路工程地震液化判斷問題參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：在公路工程建設(shè)施工中，地質(zhì)勘察是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，一般需對路線范圍內(nèi)的飽和砂土層進(jìn)行地震液化判斷，以防止因地震液化公路工程出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響結(jié)構(gòu)安全和行車安全。在我國現(xiàn)行的規(guī)范中有多種液化判斷的方法，在實(shí)際工程勘察設(shè)計(jì)中，由于公式不同，關(guān)于地基液化等級的估計(jì)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生矛盾的結(jié)果。為此，有必要對公路行業(yè)砂土液化判斷及地基液化等級劃分進(jìn)行分析討論。文章結(jié)合公路工程實(shí)際數(shù)據(jù)，對公路勘察中常采用標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)進(jìn)行液化判斷的方法和靜力觸探原位測試來判斷的方法進(jìn)行論述，可為工程實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵字：公路工程；勘察；飽和砂土；液化判斷；結(jié)果分析 

1引言

飽和砂土液化是公路工程路基震害的重要起因之一，國內(nèi)外判斷粉土、飽和砂土液化的發(fā)生概率有多種不同的試驗(yàn)方法，比如比較熟悉的經(jīng)驗(yàn)分析法、Seed簡化分析法、室內(nèi)試驗(yàn)法和概率統(tǒng)計(jì)法等[1-7]。國內(nèi)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范普遍采用的方法是地震液化判斷方法，其具體試驗(yàn)方法有剪切波速法、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法、靜力觸探法等。在公路工程項(xiàng)目勘察過程中，如果認(rèn)為該項(xiàng)目有可能出現(xiàn)液化病害，施工現(xiàn)場通常將采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法來進(jìn)行判斷。地震液化的過程是在短暫地震過程中，路基和路床中的飽和砂土、以及粉土中的孔隙水壓力驟然上升，而這部分壓力不能及時(shí)消散，使得原來由砂粒間作用力的傳遞效果減弱，當(dāng)這種砂粒間的有效壓力完全消失時(shí)，其中的飽和砂土和粉土就會(huì)變得像液體一樣，這種現(xiàn)象即被稱為砂土液化[8-11]。地基上層有無液化可能、地基土液化等級的高低，將直接影響到公路工程項(xiàng)目抗震措施，甚至直接關(guān)系到公路工程的造價(jià)問題。公路工程中的砂土液化一般有兩個(gè)判斷公式，這兩個(gè)公式都是由地震調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)公式。在實(shí)際的公路工程勘察設(shè)計(jì)過程中，由于使用公式的不同，對于地基液化等級的估算有時(shí)會(huì)產(chǎn)生相互矛盾的結(jié)果[12-15]。為此，有必要對公路行業(yè)砂土液化判斷和地基液化等級劃分等技術(shù)問題進(jìn)行分析討論。飽和砂土液化判別比較常用規(guī)范有《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTGC20-2011）、《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TB02-01-2008）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）。當(dāng)采用靜力觸探方法來進(jìn)行砂土液化判斷的時(shí)候，工程實(shí)踐中一般采用《鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程》（TB10018-2003）作為依據(jù)。

2地震液化判斷與液化指數(shù)計(jì)算

公路工程中的地震液化判斷主要依據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTGC20-2011）、《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ044-89）和《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TBU2-01-2008）。液化判斷常用的方法主要有以下兩種[16-19]。①依據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTGC20~2011）和《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ044-89）的判斷方法。這兩個(gè)規(guī)范的具體判斷計(jì)算方法不完全一樣，判斷計(jì)算公式分別為：該計(jì)算公式是根據(jù)為幾次大的地震產(chǎn)生的原始資料，通過采用地震剪應(yīng)力比，再通過施工現(xiàn)場測得的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)經(jīng)過修正后，將修正后的數(shù)值作為液化的判斷具體指標(biāo)而建立起來的理論計(jì)算方法。當(dāng)修正標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)小于修正液化臨界標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)時(shí)，可以將此場地判定為液化土層。②依據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TB02-01-2008）中的具體計(jì)算方法。該方法計(jì)算公式如下：當(dāng)測試點(diǎn)在距離地表15m深度范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算公式為：當(dāng)測試點(diǎn)在距離地表15m~20m深度范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算公式為：這種計(jì)算方法為線性計(jì)算方法，當(dāng)出現(xiàn)未經(jīng)桿長修正的飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)值，且錘擊數(shù)值小于液化判斷標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的臨界值時(shí)，即可判定此土層為液化土層。在液化指數(shù)的計(jì)算過程中，工程實(shí)踐中使用了相同的公式：

3實(shí)例計(jì)算

3.1液化判斷

本文選取廣西省某公路工程項(xiàng)目現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行粉土地震液化判斷及液化指數(shù)分析，如圖1（a）和（b）所示為公路工程現(xiàn)場勘察照片，施工現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)如表1所示。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)初判。初判的原則：①如果所處土層的地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世（Q3）及其以前、在地震加速度為7°和8°的地區(qū)時(shí)，可以初步判定此地區(qū)為不液化地區(qū)；②如果粉土的黏粒（一般指粒徑小于0.005mm的顆粒）含量百分率，在7°、8°、和9°地區(qū)時(shí)分別大于等于10、13和16時(shí)，可以判定為不液化土。此種方法中用于液化判斷的黏粒含量系采用六偏磷酸鈉作分散劑測定，當(dāng)采用其他方法進(jìn)行判定時(shí)應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行換算；③天然地基的建筑，當(dāng)上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合上述條件之一時(shí)，可不考慮液化影響，如三項(xiàng)條件均不符合，需進(jìn)行第二步詳判。工程實(shí)踐中，一般采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判斷法進(jìn)行詳判。詳判也分為三種基本情況：①埋深小于5m，應(yīng)對地面下15m范圍內(nèi)土液化情況進(jìn)行判斷；②當(dāng)采用樁基或埋深大于5m的深基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)判斷15m～20m范圍內(nèi)土的液化情況。當(dāng)飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)，一般指未經(jīng)桿長修正的值，小于液化判斷標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值Ncr時(shí)，應(yīng)判為液化土。當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時(shí)，尚可采用其他判斷方法。

3.2液化指數(shù)

根據(jù)對廣西省某公路工程項(xiàng)目現(xiàn)場鉆孔進(jìn)行液化計(jì)算，求得的液化指數(shù)IlE=9.4，地基的液化等級屬于中等；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)方法計(jì)算得液化指數(shù)IlE=18.2，地基液化等級屬于嚴(yán)重。由此可以得出，兩種計(jì)算方法所得到的液化判斷結(jié)果存在著較大差別的結(jié)論。

4結(jié)語

①為了統(tǒng)一液化判斷標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值的意義，本文結(jié)合工程實(shí)際和經(jīng)驗(yàn)公式，對公路工程液化判斷的公式進(jìn)行了修改，修改后的公式為：NCR=[11.8×(1+13.06σ0/σeKhCV)(1/2)-8.09]ε/Cn（6）當(dāng)飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)（這里指未經(jīng)過桿長修正的）小于液化判斷標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值時(shí)，判定為液化。②在利用規(guī)范公式進(jìn)行液化判斷的過程中，發(fā)現(xiàn)同樣的飽和粉上層，5.5m位置處土層判定為不液化，而5.5m以下土層判定為液化，這里與地基土液化的原理不相符合。

參考文獻(xiàn)

[1]程建龍,何亞斌，等.公路工程地震液化判斷及液化指數(shù)相關(guān)問題探討[J].道路工程，2013，（02）：5-9.

[2]陶金良.2015版區(qū)劃圖主要調(diào)整及對公路工程液化計(jì)算的影響[J].工程與建設(shè)，2017，（05）:1

[3]林錦滔.基于新版《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》的幾點(diǎn)思考[J].福建建筑，2016，（10）：12-13.

[4]林功丁.新一代《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》解讀及貫標(biāo)要點(diǎn)[J].福建建筑，2016，（09）：3-5.

[5]羅開海,劉培.新一代地震區(qū)劃圖調(diào)整統(tǒng)計(jì)及抗震規(guī)范局部修訂簡介[J].城市與減災(zāi)，2016，（03）：10-17.

[6]陳國興，胡慶興，劉雪珠.關(guān)于砂土液化判別的若干意見[J].地震工程與工程振動(dòng)，2002，（01）：10-15.

[7]孔夢云，陳國興，李小軍，等.以剪切波速與地表峰值加速度為依據(jù)的地震液化確定性及概率判別法[J].巖土力學(xué)，2015，（05）：12-15.

[8]李兆焱，汪云龍，曹振中，等.我國規(guī)范液化判別方法在新疆地區(qū)適用性檢驗(yàn)[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2013，（S2）：11-18.

[9]陳國興，金丹丹，常向東，等.最近20年地震中場地液化現(xiàn)象的回顧與土體液化可能性的評價(jià)準(zhǔn)則[J].巖土力學(xué)，2013，（10）：6-9.

[10]朱國祥，金淮，周玉鳳，等.現(xiàn)行不同規(guī)范中標(biāo)貫法液化判別結(jié)果的對比分析[J].工程勘察，2012，（10）：10-15.

[11]謝蘭敏，黃志宏，陶家長.液化判別的原位試驗(yàn)方法淺析[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2012，（25）：11-15.

[12]袁曉銘，孫銳.我國規(guī)范液化分析方法的發(fā)展設(shè)想[J].巖土力學(xué)，2011，（S2）：11-15.

[13]符圣聰，江靜貝.關(guān)于改進(jìn)中國規(guī)范中土液化判別準(zhǔn)則的建議[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2011，（01）：2-8.

[14]袁啟旺，佘躍心.地基液化評價(jià)的模糊不確定性分析[J].四川建筑科學(xué)研究，2010，（04）：12-15.

[15]JTGC20-2011，公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].[16]JTGArB02-01-2008，公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則[S].

[17]JTJ044-89，公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].[18]GB50011-2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[19]TB10018-2003，鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程[S].

作者：羅勇 單位：廣西荔玉高速公路有限公司