場地液化特征研究及液化影響因素評價

王維銘

（中國地震局工程力學(xué)研究所，哈爾濱150080）

場地液化特征研究及液化影響因素評價

王維銘

（中國地震局工程力學(xué)研究所，哈爾濱150080）

震害調(diào)查是獲取工程震害資料和經(jīng)驗最重要的手段，也是工程抗震理論和分析方法發(fā)展的基礎(chǔ)。工程地震學(xué)的發(fā)展離不開歷次地震考察，特別是破壞性地震震害的啟示。在我國抗震設(shè)計技術(shù)演化歷程中，對河源（1962）、邢臺（1966）、通海（1970）、海城（1975）、唐山（1976）和汶川（2008）等大地震深入的震害調(diào)查和現(xiàn)場勘測，為我國工程抗震技術(shù)的發(fā)展及抗震規(guī)范的形成起到了極大地推動作用。

地震液化及震害在以往歷次大地震破壞中占有相當(dāng)?shù)谋戎厥菐r土地震工程學(xué)者及工程師密切關(guān)注的課題。目前液化研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，但從現(xiàn)有的成果看，離客觀需求還有很大距離，特別是，在以實際液化調(diào)查數(shù)據(jù)分析場地液化特征以及從實際資料出發(fā)研究影響液化的因素等方面，近些年成果尚少，一定程度上阻滯了巖土地震工程和土動力學(xué)的發(fā)展，主要表現(xiàn)在：①缺乏地震現(xiàn)場液化宏觀評價的調(diào)查方法和描述標(biāo)準(zhǔn)，使得研究人員對地震中液化程度以及所造成的震害情況不能得到全面的認(rèn)識；②國內(nèi)外歷次大地震中液化資料及數(shù)據(jù)缺乏系統(tǒng)的整理，液化數(shù)據(jù)庫建設(shè)亟待解決；③近期國際上對大地震液化實測數(shù)據(jù)分析整理得不夠，對實測資料中所反映的液化場地特征認(rèn)識不足，對國內(nèi)外液化數(shù)據(jù)的差別和聯(lián)系還缺乏了解，使得我國對液化判別方法現(xiàn)狀和發(fā)展方向認(rèn)識不清；④近期大地震獲取了很多寶貴的液化場地實測新數(shù)據(jù)，可以用來分析影響液化的場地特征量與液化的相關(guān)性，得到實際動荷情況、真實埋藏條件以及現(xiàn)場實測土力學(xué)指標(biāo)與液化相關(guān)程度的真實認(rèn)識，用于檢驗現(xiàn)有的液化判別方法，但以往這方面的研究成果尚少。

本論文完成的主要工作及成果如下：

（1）收集整理了國內(nèi)外48次大地震的液化資料，建立了場地液化資料數(shù)據(jù)庫，分析了包括土層埋藏條件（埋深、水位）、土性（密實度、粒徑）和基本力學(xué)指標(biāo)（標(biāo)貫擊數(shù)）等場地特征，剖析了大陸與其他地區(qū)場地特征的差別和聯(lián)系，對土層液化得到了較為全面和客觀的認(rèn)識，修正了傳統(tǒng)認(rèn)識上的一些錯誤和偏差。

（2）鑒于震害調(diào)查工作的需求和現(xiàn)有規(guī)范的缺欠，通過對汶川地震實際液化考察過程中遇到的問題及思考，提出了宏觀液化指數(shù)和宏觀液化等級的概念及劃分標(biāo)準(zhǔn)，并對比國內(nèi)外震害資料論證了所提出標(biāo)準(zhǔn)的可行性，為震后液化調(diào)查和震害評估提供一套便于參考的指標(biāo)，也為液化研究積累可靠全面的基礎(chǔ)資料提供了必要的手段。

（3）系統(tǒng)整理了我國汶川MS8.0大地震液化震害調(diào)查資料，根據(jù)獲取的汶川地震液化調(diào)查資料及現(xiàn)場勘探數(shù)據(jù)，采用提出的宏觀液化指數(shù)和等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)，深入剖析了汶川地震液化震害，給出了汶川地震及成都、德陽和綿陽3個主要液化區(qū)的宏觀液化等級分布及震害案例分析，同時利用震害調(diào)查資料，分析了液化與非液化場地震害、宏觀液化指數(shù)與地震動等之間的關(guān)系，為全面、深入了解和掌握汶川地震液化特點提供了依據(jù)。

（4）收集了51個國內(nèi)外地震的5 103例數(shù)據(jù)，利用皮氏積距相關(guān)系數(shù)法分析了PGA、水位、埋深、標(biāo)貫以及波速等幾個影響液化的特征參數(shù)與液化的相關(guān)性，對比分析了在不同埋深、水位和烈度范圍內(nèi)各參數(shù)相關(guān)性及各參數(shù)間的相互關(guān)系，得到了實際動荷情況、真實埋藏條件以及現(xiàn)場實測土力學(xué)指標(biāo)與液化關(guān)聯(lián)性的真實結(jié)果，給出了大陸、臺灣地區(qū)、歐美和日本地震中影響液化的特征參數(shù)與液化相關(guān)性的對比結(jié)果，為深化土層與地震動特征量與液化關(guān)系的認(rèn)識、檢驗現(xiàn)有液化判別方法提供了支持。

（5）利用建立的液化數(shù)據(jù)庫，采用液化數(shù)據(jù)實際相關(guān)性與公式推演數(shù)據(jù)相關(guān)性對比方法，對我國規(guī)范中SPT、CPT和vs液化判別公式進(jìn)行了檢驗，給出了3種液化判別方法的可靠性評價，指出我國規(guī)范CPT液化判別公式中砂層埋深符號定性的錯誤以及我國規(guī)范vs液化判別公式中砂層埋深對液化判別貢獻(xiàn)過小問題。

（6）收集整理了2011年2月22日新西蘭Christchurch地震中液化數(shù)據(jù)，分析了液化場地特征，并利用相關(guān)性理論研究了砂層埋深和水位、標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)和地震強(qiáng)度等特征參數(shù)與液化的相關(guān)性，得到新西蘭地震液化較為全面和客觀的認(rèn)識，同時分析了新西蘭地震與國內(nèi)外其他地震場地特征與液化相關(guān)性的差異和聯(lián)系

液化；相關(guān)性；場地特征參數(shù)；液化影響因素；宏觀液化等級；規(guī)范液化判別方法；汶川地震

（作者電子信箱，王維銘：wswwm1983＠163.com）

TU435；

A；

10.3969／j.issn.0235-4975.2014.05.013