場地液化震害的影響因素探討?

洪海春 劉建達 彭小波 畢雪梅（江蘇省地震局，南京 210014）

場地液化震害的影響因素探討?

洪海春 劉建達 彭小波 畢雪梅
（江蘇省地震局，南京 210014）

研究表明，只有當某個地區發生震級足夠大的地震，這一地區才有可能產生場地液化現象。震級小于或者等于5.5級的地震，即使極震區烈度為Ⅶ度，其場地液化則難以發生或者說場地液化震害的影響有限。但是，對于7.5級左右的（特）大地震，由于地震動持續時間長，震動次數多，需要考慮遠場甚至是Ⅵ~Ⅴ度區內液化的發生及其引起的破壞。因此，要反映地震強度和地震持續時間對液化的確切影響，僅以烈度概括是不夠的，應以震級定量化，這樣可以為地震現場工作人員評估場地液化震害奠定基礎。結合地震震級和地震烈度兩個方面研究液化現象，有利于場地液化震害程度等的判定。

場地液化與工程地質條件特別是圍海造陸、低階地、河谷、河曲、坡地等地形地貌特征及場地土地質年代、成因等，具有較強的關聯性。因此，地下水位深的地方，發生液化的可能性較小；地下水位越淺的地方，發生液化的可能性越大。地震引起的地表破裂長度與震級密切相關。然而，高震級液化場地常伴有地裂縫產生，但裂縫長短、深淺和寬窄不同。伴隨著地裂縫的產生，在地裂縫中出現噴水冒砂現象，是斷層造成的地表破裂，還是液化導致地裂縫產生，則需要根據工程地質條件、地形地貌、地質構造等地質環境特征進行分析。云南景谷6.6級地震發生后，在重災區永平鎮芒東村（地震烈度為Ⅶ度）噴砂冒水混合物帶有熱量，把甘蔗葉灼傷、燙熟。總體來說，第四系地層厚度分布、巖土特性、地下水埋深、土體的特征等與場地液化有直接的關系。

場地液化導致建（構）筑物遭到破壞的震害主要表現為地基失效，破壞形式包括倒塌、開裂、沉降、滑移和隆起等，但液化起到加重或者減輕震害的作用，則應由具體的場地條件決定，汶川地震、唐山地震和海城地震中液化場地對房屋結構的震害是不同的。然而，場地液化效應具有雙重性，一方面地基作為建筑結構的支承體，液化使地基失效或建筑物不能承受過大震陷而加重震害，是震害的正效應；另一方面地基是傳播地震波的介質，地震波通過地基傳給上部結構，由于液化而產生隔震作用減輕震害，是震害的負效應。建造在液化地基上的建（構）筑物，其反應如何，取決于這兩種效應的綜合結果。鑒于震害調查工作的需求和現有規范的欠缺，通過對汶川地震實際液化考察過程中所遇到問題的思考，提出宏觀液化指數和宏觀液化等級的概念和劃分標準，為震害液化調查和震害評估提供一套便于參考的指標，也為液化研究積累可靠全面的基礎資料提供了必要的手段。宏觀液化指數是指從宏觀方面來定義液化的程度，表明是地震后現場調查中場地宏觀液化程度的評價指標，而宏觀液化等級是指用于區分液化程度及其造成的破壞程度。借鑒生命線工程和建（構）筑物地震破壞等級劃分和震害指數等，并考慮GB/T 17742—2008《中國地震烈度表》、GB/T 24336—2009《生命線工程地震破壞等級劃分》、GB/T 24335—2009《建（構）筑物地震破壞等級劃分》等不同規范間的銜接以及震害現場宏觀調查的需要，為地震災后快速評估場地液化震害提供依據，參考前人研究成果，筆者建議宏觀液化等級劃分為5個等級：基本完好、輕微液化、中等液化、嚴重液化和毀壞，對應的震害指數范圍分別為[0.01，0.10)、[0.10，0.30)、[0.30，0.55)、[0.55，0.85)、[0.85，1.00]，具體的宏觀液化現象和震害程度等有待于進一步研究。

基金項目：?國家自然科學基金青年科學基金項目（51208234），中國地震局地震科技星火計劃攻關項目（XH15019），江蘇省科技廳項目（BE2014731）資助。