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，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：在公路工程建設施工中，地質勘察是重要的一個環節，一般需對路線范圍內的飽和砂土層進行地震液化判斷，以防止因地震液化公路工程出現質量問題，影響結構安全和行車安全。在我國現行的規范中有多種液化判斷的方法，在實際工程勘察設計中，由于公式不同，關于地基液化等級的估計有時會產生矛盾的結果。為此，有必要對公路行業砂土液化判斷及地基液化等級劃分進行分析討論。文章結合公路工程實際數據，對公路勘察中常采用標準貫入錘擊數進行液化判斷的方法和靜力觸探原位測試來判斷的方法進行論述，可為工程實踐提供參考。

關鍵字：公路工程；勘察；飽和砂土；液化判斷；結果分析 

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，國內外判斷粉土、飽和砂土液化的發生概率有多種不同的試驗方法，比如比較熟悉的經驗分析法、Seed簡化分析法、室內試驗法和概率統計法等[1-7]。國內的抗震設計規范普遍采用的方法是地震液化判斷方法，其具體試驗方法有剪切波速法、標準貫入試驗法、靜力觸探法等。在公路工程項目勘察過程中，如果認為該項目有可能出現液化病害，施工現場通常將采用標準貫入試驗法來進行判斷。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消散，使得原來由砂粒間作用力的傳遞效果減弱，當這種砂粒間的有效壓力完全消失時，其中的飽和砂土和粉土就會變得像液體一樣，這種現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目抗震措施，甚至直接關系到公路工程的造價問題。公路工程中的砂土液化一般有兩個判斷公式，這兩個公式都是由地震調查統計結果總結出來的經驗公式。在實際的公路工程勘察設計過程中，由于使用公式的不同，對于地基液化等級的估算有時會產生相互矛盾的結果[12-15]。為此，有必要對公路行業砂土液化判斷和地基液化等級劃分等技術問題進行分析討論。飽和砂土液化判別比較常用規范有《公路工程地質勘察規范》（JTGC20-2011）、《公路橋梁抗震設計細則》（JTG/TB02-01-2008）、《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）。當采用靜力觸探方法來進行砂土液化判斷的時候，工程實踐中一般采用《鐵路工程地質原位測試規程》（TB10018-2003）作為依據。

2地震液化判斷與液化指數計算

公路工程中的地震液化判斷主要依據《公路工程地質勘察規范》（JTGC20-2011）、《公路工程抗震設計規范》（JTJ044-89）和《公路橋梁抗震設計細則》（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《公路工程地質勘察規范》（JTGC20~2011）和《公路工程抗震設計規范》（JTJ044-89）的判斷方法。這兩個規范的具體判斷計算方法不完全一樣，判斷計算公式分別為：該計算公式是根據為幾次大的地震產生的原始資料，通過采用地震剪應力比，再通過施工現場測得的標準貫入錘擊數經過修正后，將修正后的數值作為液化的判斷具體指標而建立起來的理論計算方法。當修正標準貫入錘擊數小于修正液化臨界標準貫入錘擊數時，可以將此場地判定為液化土層。②依據《公路橋梁抗震設計細則》（JTG/TB02-01-2008）中的具體計算方法。該方法計算公式如下：當測試點在距離地表15m深度范圍內時，計算公式為：當測試點在距離地表15m~20m深度范圍內時，計算公式為：這種計算方法為線性計算方法，當出現未經桿長修正的飽和土標準貫入錘擊數值，且錘擊數值小于液化判斷標準貫入錘擊數的臨界值時，即可判定此土層為液化土層。在液化指數的計算過程中，工程實踐中使用了相同的公式：

3實例計算

3.1液化判斷

本文選取廣西省某公路工程項目現場實測數據進行粉土地震液化判斷及液化指數分析，如圖1（a）和（b）所示為公路工程現場勘察照片，施工現場實測數據如表1所示。根據實測數據，首先要進行數據初判。初判的原則：①如果所處土層的地質年代為第四紀晚更新世（Q3）及其以前、在地震加速度為7°和8°的地區時，可以初步判定此地區為不液化地區；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°地區時分別大于等于10、13和16時，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，當采用其他方法進行判定時應按有關規定進行換算；③天然地基的建筑，當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，可不考慮液化影響，如三項條件均不符合，需進行第二步詳判。工程實踐中，一般采用標準貫入試驗判斷法進行詳判。詳判也分為三種基本情況：①埋深小于5m，應對地面下15m范圍內土液化情況進行判斷；②當采用樁基或埋深大于5m的深基礎時，應判斷15m～20m范圍內土的液化情況。當飽和土標準貫入錘擊數，一般指未經桿長修正的值，小于液化判斷標準貫入錘擊數臨界值Ncr時，應判為液化土。當有成熟經驗時，尚可采用其他判斷方法。

3.2液化指數

根據對廣西省某公路工程項目現場鉆孔進行液化計算，求得的液化指數IlE=9.4，地基的液化等級屬于中等；根據經驗方法計算得液化指數IlE=18.2，地基液化等級屬于嚴重。由此可以得出，兩種計算方法所得到的液化判斷結果存在著較大差別的結論。

4結語

①為了統一液化判斷標準貫入錘擊數臨界值的意義，本文結合工程實際和經驗公式，對公路工程液化判斷的公式進行了修改，修改后的公式為：NCR=[11.8×(1+13.06σ0/σeKhCV)(1/2)-8.09]ε/Cn（6）當飽和土標準貫入錘擊數（這里指未經過桿長修正的）小于液化判斷標準貫入錘擊數臨界值時，判定為液化。②在利用規范公式進行液化判斷的過程中，發現同樣的飽和粉上層，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

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

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

[3]林錦滔.基于新版《中國地震動參數區劃圖》的幾點思考[J].福建建筑，2016，（10）：12-13.

[4]林功丁.新一代《中國地震動參數區劃圖》解讀及貫標要點[J].福建建筑，2016，（09）：3-5.

[5]羅開海,劉培.新一代地震區劃圖調整統計及抗震規范局部修訂簡介[J].城市與減災，2016，（03）：10-17.

[6]陳國興，胡慶興，劉雪珠.關于砂土液化判別的若干意見[J].地震工程與工程振動，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的地震液化確定性及概率判別法[J].巖土力學，2015，（05）：12-15.

[8]李兆焱，汪云龍，曹振中，等.我國規范液化判別方法在新疆地區適用性檢驗[J].巖土工程學報，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象的回顧與土體液化可能性的評價準則[J].巖土力學，2013，（10）：6-9.

[10]朱國祥，金淮，周玉鳳，等.現行不同規范中標貫法液化判別結果的對比分析[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方法淺析[J].科學技術與工程，2012，（25）：11-15.

[12]袁曉銘，孫銳.我國規范液化分析方法的發展設想[J].巖土力學，2011，（S2）：11-15.

[13]符圣聰，江靜貝.關于改進中國規范中土液化判別準則的建議[J].巖土工程學報，2011，（01）：2-8.

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

[15]JTGC20-2011，公路工程地質勘察規范[S].[16]JTGArB02-01-2008，公路橋梁抗震設計細則[S].

[17]JTJ044-89，公路工程抗震設計規范[S].[18]GB50011-2010，建筑抗震設計規范[S].

[19]TB10018-2003，鐵路工程地質原位測試規程[S].

作者：羅勇 單位：廣西荔玉高速公路有限公司