地震會使飽和砂土液化,使得地面的建筑設(shè)施損毀,那么飽和砂土液化機(jī)理是什么呢?
一般飽和砂層在外力作用下,不存在超孔隙水壓力,砂結(jié)構(gòu)已經(jīng)穩(wěn)定,全部外力均由砂骨架承擔(dān)。就是說,超孔隙水壓力為零,而有效應(yīng)力等于總應(yīng)力。在地震作用下,砂粒產(chǎn)生滑移,把一部分原來由砂骨架承擔(dān)的力轉(zhuǎn)移給孔隙水,引起超孔隙水壓力增加和有效應(yīng)力減少。有效應(yīng)力減少便引起砂骨架的回彈。由于地震作用歷時短以及其它原因,孔隙水來不及消散,實際上可看作是不排水情況。又由于水的體積可以看作是不可壓縮的,對砂骨架來說,它恰好起了剛性支座的作用。水的體積實際上不可壓縮,因而砂骨架體積不變,水實際上不能承受剪力,全部剪力勢必由砂骨架承擔(dān)。這樣,便導(dǎo)致在地震作用下,砂?;啤紫端畨毫υ黾印行?yīng)力減少——砂骨架回彈這一現(xiàn)象的發(fā)生。
地震動力是一種循環(huán)作用,在每一次循環(huán)中,由砂粒滑移引起的體積減少,在數(shù)量上都等于由回彈引起的體積增加,這一過程持續(xù)到可恢復(fù)的彈性應(yīng)變能完全釋放為止。一旦可恢復(fù)的彈性應(yīng)變能完全釋放,即產(chǎn)生液化。在這一過程中,雖然由于砂結(jié)構(gòu)的總體積保持不變,砂骨架孔隙的體積也沒有改變,但卻造成了砂骨架的松馳,結(jié)果使有效應(yīng)力歸于零,而孔隙水壓力等于總壓力,這就意味著飽和砂土抗剪強(qiáng)度的喪失。
地震過后,由于噴水冒砂和其它途徑的排水,超孔隙水壓力總是要消散的,于是砂層在原來的壓力下又重新固結(jié),逐漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這時,砂層中超孔隙水壓力又恢復(fù)到零,整個外力又重新由砂骨架承擔(dān),即有效應(yīng)力等于總應(yīng)力。這些都和地震前的穩(wěn)定狀態(tài)一樣,不同的是砂骨架經(jīng)過地震動力的擾動,固結(jié)后砂層要較前趨于密實,表現(xiàn)為地面下沉。
今天小編對飽和砂土液化機(jī)理進(jìn)行了簡單的介紹,對于地質(zhì)災(zāi)害的類型有哪些以及其他地質(zhì)災(zāi)害小知識,還請了解更多佰佰安全網(wǎng)上的自然災(zāi)害小知識,希望對您有所幫助。
責(zé)任編輯:孫殿偉
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