相同场地不同规范标贯液化判别结果差异分析

韩胜杰，孟锁兰

相同场地不同规范标贯液化判别结果差异分析

韩胜杰，孟锁兰

(河北省水利水电第二勘测设计研究院，河北石家庄050021)

饱和砂土液化判别是岩土工程勘察非常重要的一项工作，目前国内多采用饱和砂土层标贯击数进行液化判别。不同行业对饱和砂土液化的判别方法不同，其间存在较大差异。经过对相同场地条件下不同规范液化判别的分析比较，总结规范间的主要差别在于:采用经验公式不同，对粘粒含量的影响考虑不同，对地下水位变化、场地挖填影响的考虑不同。

岩土勘察；液化判别；差异分析

对饱和无粘性土(砂土)和少粘性土(粉土)(以下简称砂性土)震动液化进行判别是岩土工程勘察非常重要的一项工作，Seed“简化法”和文献［7］的液化判别方法，是2个最有代表性的方法，我国其它规范的液化判别方法的基本思想大多来源于此［1］。Seed“简化法”综合考虑了判别点应力状态、地震震级、标贯击数等，能较好运用于各种工程场地；国内规范法多属于经验法，简单实用，易于掌握，影响判别的相关参数有地震烈度、地下水位、砂土密实度和粘粒含量［2］。目前国内多采用饱和砂性土层的标贯击数进行液化复判，代表性的规范见文献［6-8］。在相同烈度下，国内规范与国外改进seed法相比总体偏于安全［3-4］。文献［6］在工程正常运行时地下水位埋深减小或场地挖方条件下，液化判别偏于安全［5］。

水利工程中涉及水闸、堤坝、跨渠桥梁、楼房等建筑物，不同建筑物场地的地质勘察评价需要采用不同行业的规范。工作中发现同一场地或邻近场地不同建筑物，采用不同行业规范进行地震液化判别，结果有的相近、有的差别较大。本文选择2个水利工程场地(为了简化各场地选用1个钻孔)，分别采用上述3规范进行地震液化判别，由判别结果入手，分析规范间差别的大小及造成差别的原因。

1 液化判别

1.1 基本情况

(1)场地1位于衡水市西部的东安庄村石津灌区支渠上。场区为冲洪积平原地貌，地面高程约25.4m。渠道挖深2m，底宽3m，拟建跨渠桥梁。

场区地震动峰值加速度0.10g，地震烈度Ⅶ度，属设计地震第一组。

根据文献［6］，深度15m范围内初判可能液化土层标贯试验数据情况见表1，试验点号K1-1～K1-10。

(2)场地2位于邢台市巨鹿县杨武乡村东老漳河上。场区为冲洪积平原地貌，老漳河宽约90m，河底高程约21m，两岸地面高程约27.6m，拟建跨渠桥梁。

表1 标贯试验数据及代表土层情况汇总

场区地震动峰值加速度0.10g，地震烈度Ⅶ度，属设计地震第二组。

根据文献［6］，深度15m范围内初判可能液化土层标贯试验数据情况见表1，试验点号K2-1～K2-3。

1.2 液化判别

饱和砂性土地震液化判别的条件，文献［7］是实测标贯击数小于按公式计算的液化临界标贯击数时，应判为液化土。文献［6］、文献［8］是修正后的标贯击数小于按公式计算的液化临界标贯击数时，应判为液化土。

根据上述场地条件，采用文献［6］对地面下15m以内砂性土，采用标准贯入锤击数法进行地震液化复判，结果见表2，场地1、场地2土层均为可能发生液化的土层。

表2 采用不同规范进行液化判别汇总

采用文献［7，8］分别进行复判，地下水位埋深按抬升后水位埋深，判别结果见表2。场地1土层均为不液化，与文献［6］判别结果相反。场地2土层K2-1试验点不液化、其它点均为液化，与文献［6］判别结果相近。

1.3 液化判别结果差异分析

1.3.1 液化临界标贯击数的计算

文献［6］基本采用文献［7］2001版在地面下15m范围内液化判别公式，虽然文献［7］2010版对2001版公式进行了合并调整，但总体变化不大，可以认为2规范计算公式大致相同。然而，计算结果仍存在明显差别。

K1-5～K1-8、K2-2试验点，文献［6］比文献［7］临界标贯击数低2.5～5.7击。对照公式及使用注解分析，原因在于粘粒含量的影响。文献［6］当土层粘粒含量小于3%时取3%，其它取实测值；文献［7］当土层粘粒含量小于3%或为砂土时应采用3%，其它取实测值。K1-5～K1-8、K2-2试验点土层为粉砂，实际粘粒含量5.1%～9.8%，“水规”按实测值计算，文献［7］按3%计算，结果文献［6］比文献［7］计算临界标贯击数明显偏低。

K1-1试验点文献［6］比文献［7］计算临界标贯击数高0.7击，原因是标贯点深度的影响，文献［6］当标贯点在地面以下5m以内的深度时应采用5m计算，文献［7］没有这个要求。

其它试验点文献［6］与文献［7］计算临界标贯击数相近。

文献［8］液化临界标贯击数的计算，采用的公式与文献［6，7］完全不同，粘粒含量取实测值，计算结果与文献［6，7］相比，均存在较大差别，浅层略高深层偏低。

1.3.2 对实测标贯击数的修正

文献［6，8］液化判别，对实测标贯击数均进行了修正。

文献［6］考虑标贯试验时与工程正常运用时，标准贯入点的埋深和地下水位埋深变化的影响，对实测标贯击数进行修正。场地1计算修正系数0.12～0.4，场地2计算修正系数0.83～0.89，修正系数随深度增加而增大。场地1修正系数明显小于场地2，原因在于：工程正常运行时与标贯试验时相比，场地1地下水位埋深抬高21m，上覆土层减薄2m；场地2地下水位埋深抬高2m，上覆土层厚度未变。

文献［8］考虑标准贯入点处土的总上覆压力，对实测标贯击数进行修正，场地1计算并查表得修正系数1.21～0.55，场地2修正系数1.05～0.72，修正系数随深度增加而减小，浅层修正系数大于1，对实测标贯击数进行放大，深度越浅，放大越多；深层修正系数小于1，对实测标贯击数进行折减，深度越大，折减幅度越大。

文献［7］采用实测标贯击数，未进行修正。

2 结语

文献［6-8］均为国内现行有效常用规范，标贯液化判别公式都是在多年地震资料的基础上总结得出的，且经过长期的实践验证，具有合理性、实用性。但相同场地采用3规范进行液化判别，场地1出现截然相反的结果，场地2基本相近，分析原因主要有：采用经验公式不同，对粘粒含量的影响考虑不同，对地下水位变化、场地挖填影响的考虑不同。这些原因中，又以地下水位埋深在工程正常运行时与标贯试验时变化之影响为最。

规范间地震液化判别方法的不协调性，需要相关部门及业内专家沟通解决，并对文献［6］修正实测标贯击数的公式进行适当调整，以利生产人员的应用。

［1］陈国兴，胡庆兴，刘雪珠.关于砂土液化判别的若干意见［J］.地震工程与工程振动，2002，22(01).

［2］李涛涛，陶凯.基于标贯的国内外砂土液化判别方法［J］.工程建设与设计，2015(05).

［3］刘启旺，杨玉生，刘小生，等.标贯击数液化判别方法的比较［J］.地震工程学报，2015(03).

［4］林华国，贾兆宏，张立丽.砂土液化判别方法研究［J］.岩土工程技术，2007(02).

［5］杨玉生，刘小生，赵剑明，等.标准贯入击数的挖填方校正方法研究［J］.水力发电学报，2014(01).

［6］GB50487-2008.水利水电工程地质勘察规范［S］.

［7］GBJ5001-2010.建筑抗震设计规范［S］.

［8］JTG C20-2011.公路工程地质勘察规范［S］.

TU441

B

1672-2469(2017)03-0048-03

DO I：10.3969/j.issn.1672-2469.2017.03.019

2017-01-17

韩胜杰(1965年—)，男，高级工程师。