岩土工作者必备的地震岩土知识

       地震是地壳快速释放能量过程中造成的地面震动，是一种危害和影响巨大的自然灾害，我国是世界上地震灾害比较严重的国家之一。

砂土液化

     饱水砂土在地震、动力荷载或其它外力作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象称为砂土液化(sand liquefaetion)或振动液化。地震导致砂土液化往往是区域性的，可使广大地域内的建筑物遭受毁坏。

    砂土液化引起的破坏主要有四种：
    ①涌砂：涌出的砂掩盖农田，压死作物，使沃土盐碱化、砂质化，同时造成河床、渠道、径井筒等淤塞，使农业灌溉设施受到严重损害。
    ②地基失效：随粒间有效正应力的降低，地基土层的承载能力也迅速下降，甚至砂体呈悬浮状态时地基的承载能力完全丧失。建于这类地基上的建筑物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌。日本新潟1964年的地震引起的砂土液化，由于地基失效使建筑物倒塌2130所，严重破坏6200所，轻微破坏31000所。1976年唐山地震时，天津市新港望河楼建筑群，因地基失效突然下沉38cm，倾斜度达30％。
    ③滑塌：由于下伏砂层或敏感粘土层震动液化和流动，可引起大规模滑坡。如1964年阿拉斯加地震，安科雷奇市就因敏感粘土层中的砂层透镜体液化而产生大滑坡。这类滑坡可以产生在极缓、甚至水平场地。
     ④地面沉降及地面塌陷：饱水疏松砂因振动而变密，地面也随之而下沉。低平的滨海湖平原可因下沉而受到海湖及洪水的浸淹，使之不适于作为建筑物地基。地下砂体大量涌出地表，使地下的局部地带被掏空，则往往出现地面局部塌陷。例如1964年阿拉斯加地震时，波特奇市即因震陷量大而受海潮浸淹，迫使该市迁址。还有文章开头因唐山地震宁河县富庄全村变为池塘。

软土震陷

   在工程中，常见的软土通常处于软塑或流塑状态，并具有蠕变性、触变性等特殊工程地质性质，当地震发生时，软土地基在地震荷载作用下瞬间内出现突发性超量沉陷，以及不均匀沉降，即软土震陷。强烈地震时软土发生震陷，不仅被科学实验和理论研究证实，而且在宏观震害调查中，也证明它的存在，但研究成果尚不够充分，较难进行预测和可靠的计算。

      显而易见，软土震陷的判别可认为是软土的判别和其震陷性判别两部分，即软土是否具有震陷可能性。同时，对于震陷性的软土给出震陷量或震陷危害性大小。

滑坡和坍塌与堰塞湖

      我国关于地震诱发滑坡灾害的记载可以追溯到周朝。据《国语·周语》和《史记·周本纪》记载：“幽王二年，西周三川皆震，……是岁也，三川竭，岐山崩。幽王乃灭，周乃东迁。”描述了公元前780年岐山6~7级地震诱发大量滑坡，堵塞泾河、渭河以及洛河流域形成堰塞湖，导致“三川”竭流的史实。

       正如周朝大夫伯阳父所说“夫国必依山川，山崩川竭，亡之徵也”，可见一次地震滑坡灾害甚至可以影响一个王朝的兴衰。       

      地震对滑坡的作用在于，触发滑坡的滑动，促进滑坡的形成。其表现在以下2个方面：

     1.地震力的作用，使斜坡体承受的惯性力发生改变，触发了滑动。

     2.地震力的作用，造成地表变形和裂缝的增加，减低了土石的力学强度指标，引起了地下水位的上升和径流条件的改变;进一步创造了滑坡的形成条件。

     地震触发和促进的作用，造成了两种类型的滑坡。一方面，由于地震的触发作用，震时出现大量的滑坡;另—方面，地震使斜坡产生新的破坏，促使滑坡的形成，继地震后陆续发生，称为后发性滑坡。

       地震滑坡活动与地震震级与烈度具有明显的关系。根据以往几次强震调查和近年多次强震调查统计。滑坡多发生在七度及其以上地区。仅在特殊情况下，六度区发生滑坡和崩塌。一般地说，5级左右的地震可以诱发滑坡;5级的地震其诱发滑坡的区域可达l00多平方公里。8级以上的地震，诱发的滑坡的区域可达几万平方公里。在相同条件下，地震震级越大，诱发滑坡的面积也越大。

       在河流附近，山体滑坡堵塞河道引发堰塞湖。

岩土结构失效与破坏

   地震在土体和岩土结构中传播时，是岩土结构产生不规则的往复振动和激烈的变形，结构在地震时发生位移、速度、加速度等方面的响应，机构内部发生很大的内力/应力和变形，当它们超过了材料和构件的各项极限值后，结构将出现各种不同程度的破坏现象。比如挡土墙断裂、锚杆失效，基坑围护结构倾斜破坏、地下室或者地铁车站混凝土破损、钢筋屈服等。