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1、唐山开滦吕家坨等矿区液化砂基再调查煤炭工业太原设计研究院 王步云 太原 030001内容摘要 唐山开滦吕家坨等矿区的砂基液化规模大,颇具代表性。本文是依据三十年后的再访调查，结合1976年完成的抗震勘察设计工作，简述液化砂土性质的历时变化，震陷与基础等问题，以期对今后可液化土的勘察设计有所裨益。饱和砂基液化是地震引起的重大灾害之一，唐山1976年7月28日地震是世界上液化规模最大的地震，液化面积达到24000km2，其中严重液化面积有3000km2之多。而位于唐山市东北、地震烈度为九度的吕家坨矿区、范各庄矿区的砂基液化，以及1976年11月宁河6.2和6.9级地震引起，开滦钱家营矿区砂土液化都
2、具有代表性（钱家营矿位于吕、范两矿东南810km，亦属九度区），相关位置参阅图1唐山地震烈度分布图。其主要表现就是喷水冒砂，因为土在液化后，该深度的有效应力转化为液压，此时总液压等于有效应力与原静水压力之和，故总水头将超出地表高程，一旦形成通道就喷出地面构成喷水冒砂现象，简称“喷冒”。吕家坨矿区的液化是东、西各长约200m以上的地段液化严重，中部的750m左右地段相对较轻。喷冒点亦反应有别，重液化区多呈片状分布，震时喷出水柱高度达到40cm，可持续320分或更长时间。冒出的砂粒均匀，略有分选，大都是黄白、黄灰色细砂，经过冒出砂的颗粒组成与原状砂粒组的对比，表明冒出砂与地表下5.4m以上的砂土的
3、成分、颜色与颗粒组成相近，而与7.1m以下砂（粉）土的成分不同，表明液化喷冒主要发生在该深度范围（因吕家坨矿场地土5.4m至7.1m为非液化土层粉质粘土）。需指出，刘惠珊教授等根据振动台试验中的喷冒后的土体变形情况，提出了喷冒深度通常小于液化深度的重要论点，这点对一般液化场地分析时应予注意1。因为喷水冒砂标志着液化区已发展到地表下浅层一定深度的饱和砂（粉）土，这时浅层土的承载力丧失很多，浅基础的建筑物往往产生较大沉降或失稳。如吕家坨矿煤泥沉淀池，由宽度为40m，长度分别为143.45m的1#、4#两个主池和1陈克景、刘惠珊 基础下地基液化破坏特性，全国土工建筑物和地基抗震学术会议论文汇编198
4、6146.0m的2#、3#两个主池组成，池上设有起重能力为10t、跨度为40m的龙门吊车，728地震时池底多处开裂，缝宽有540mm，同时有1040mm错位。南北两侧的钢筋砼扶壁吊车轨道墙产生严重不均匀沉降达93139mm和水平位移150268mm。震前池内贮存的10.8万立方米煤泥水，强震后池内的煤泥水经过5个多小时已全部漏光。埋深在3m以下的回水管道、检漏井等均受砂土液化土层震陷而断裂错位。另外四号池东南角、东北角各形成了面积150m2左右的塌陷坑。位于池南侧的幼儿园锅炉房，由于周围喷冒不一，使其整体倾斜20之多（见照片），场地西部的主井绞车房沿沉降缝喷冒砂量约1m3，满铺在绞车房地下室内
5、。同时造成该建筑物在沉降缝处不均匀沉降达90mm，缝宽扩至60mm。（参阅照片组1.11.4）同时，液化的轻重也反映在喷冒的程度及地面震陷变形。吕家坨矿区工业场地的喷冒情况，前已述及，液化喷冒严重的是场地东、西部，冒砂堆直径达到24m，且呈片状分布，场地地面下沉一般达到30cm以上，局部碟形洼地中心沉陷达到1.0m。而液化较轻的中区，喷冒点多呈串珠状分布，砂堆直径只有12m，地面变形只有20cm左右。地震引起场地浅层土液化，必然使地表下喷冒深度的土体密度等土性指标发生变化，用标准贯入锤击数的变化来表征，因为标准贯入锤击数是表征饱和砂层液化特征的有效指标（H.B.seed）。现摘引吕家坨工业场地
6、728地震前后标贯击数值的变化与对比（见表1）。表明5.4m以上的饱和细、中砂层的标贯锤击数，震后低于震前15击。其中深度4.05.4m处的砂层击数降低最为显著。关于吕家坨矿工业场地的浅部地层参见地层剖面图及综合柱状图（见图2.1和图2.2）表明浅部地层土在水平方向上变化不大。地震前后标贯锤击数N值对比 表1深度（m）N（一般/平均）击数差值*N降低率（N/N）震前震 前震 后1.5-2.5(8.09.5)/9.0(7.28.7)/8.0-111.52.53.5(9.512.7)/11.1(8.711.5)/10.1-193.54.0(12.715.5)/14.1(11.512.7)/12.1
7、-214.24.04.5(14.515.5)/15.0(7.512.7)/10.1-4.932.7*负号表示震后击数平均值低于震前注：本表及以下震前、震后资料均引王步云吕家坨矿工业场地砂土液化唐山地震之害（一），1985，地震出版社。图2.1 吕家坨矿第四系浅部地质剖面（单位：米）经过近30年的历史地震地质营力作用，这类砂土的密实度等性状的变化如何是人们关心的问题，我们于2006年6月进行了回访调查。先简述76年728强震后的地震活动情况。7.8级地震后的30年来，唐山老震区发生了5级以上地震17次（含66.9级2次）；44.9级地震309次；3.03.9级地震2106次。这些地震活动的特征是
8、一个持续时间长，衰减有起伏的序列（见图3：19802004年Ms4级地震序列图）。即30年来老震区经历了2400余次3级以上的有感地震动，有记录的1级以上的地震次数更多，有两万余次。虽然地震强度远低于728强度，但如此高频度的地震作用会使地壳中积聚的应变能不断地择时释放；而不会过度集聚并酿成强度很高的强震灾害。这对人类的生存和生活安全是非常有利的。同时由于高频度、中低强度的振动营力产生的剪应力，必然使已液化的饱和砂（粉）土再固结而趋向密实。为此调查了范各庄矿、吕家坨矿的震后场地情况，查阅了范各庄矿的部分新建工程勘察报告，收集了位于吕家坨矿场区内选煤厂的新建介质库、末煤系统改造（末煤重介车间）；
9、吕家坨矿用电楼工程及吕家坨社区服务中心锅炉房改造工程等七项岩土工程勘察资料，均是震后分别于1999年至2004年完成的。现将介质库及末煤重介车间岩土地基资料摘引简述如下：图2.2第四系浅部地层综合柱状图3 Ms4.0级地震序列图吕家坨矿选煤厂新建介质库工程位于工业场地西区，该建筑场地勘察是2002年8月完成的。地基条件：（1）层杂填土：厚度0.91.6m，由煤泥矸石组成。（2）层粉砂层：灰黄色，饱和、松散，厚度0.51.2m。N=7.3/7.3击（修正值），qc=0.540.63MPa，fs=18.322.4kPa。（3）层细砂层：浅灰色，饱和、密实。厚度1.93.2m，N=32.3/30.3
10、击，qc=20.323.0MPa，fs=150172kPa。（3-1）层细砂：灰黄色，饱和、中密。厚度1.12.4m，N=19.6/19.2击，qc=9.713.9MPa，fs=63.894.6kPa。（4）层粉土：灰色，饱和、稍密。粘粒含量c10%。厚度1.92.5m，N=5/4.4击，qc=1.341.70MPa，fs=22.024.0kPa。（5）层粉砂：浅灰色，饱和、密实。N=33.7/27.7击，qc=19.5MPa，fs=178.7215.7kPa，未穿透，终孔于此层。地下潜水位于0.60.9m，建议计算取0.8m。吕家坨矿末煤系统改造（末煤重介车间）勘察时间1999年9月30日至
11、10月3日，为八层框架结构，建筑面积3000m2，高度28m。地层条件：（1）层杂填土：灰黑色，成分不均匀，松散、湿、含块石。厚度0.70.9m。qc=4.9MPa，fs=22.24kPa。（2）层细砂：灰色，成分不均匀，松散稍密，很湿饱和。厚度0.91.5m，N=5.3击，qc=1.15Mpa，fs=22.35kPa，f*k=80kPa，E*s=3.7MPa。注：指标参数带有“*”者，均表示地区经验值。（3）层细砂：浅灰色，土质均匀，密实、饱和，层厚3.53.9m。N=22.8击，qc=15.6MPa，fs=65.02kPa，f*k=130kPa，E*s=21.3MPa。（4）层粉土：灰色、
12、土质不均匀、松散、饱和，厚度1.82.8m。N=4.3击，qc=0.75MPa，fs=15.02kPa。fk=70kPa，E*s=4.0MPa。此层在地震烈度度条件下轻微液化。（5）层粉砂：浅灰色，土质不均，密实、饱和，层厚2.46.1m。N=29.8击，qc=15.61MPa，fs=104.30kPa，fk=180kPa，E*s=22.7MPa。（6）层粉质粘土：黄色，土质均匀，很湿，可塑，层厚24m，局部缺失。N=8.5击，qc=1.89MPa，fs=36.95kPa，fk=160kPa，E*s=7MPa。（7）层粉砂：黄色，土质均匀，密实，饱和，层厚0.44.4m。N=52.5击，qc=
13、14.82MPa，fs=124.55KPa，fk=240KPa，E*s=20MPa。潜水位0.91.05m。吕家坨矿场地浅层土颗粒组成据表2所列粒组分布资料，场地土的有效粒径d10为0.110.13mm，平均粒径d50为0.170.28mm，不均匀系数Cu=2.193.00。与1976年强震前后对场地土的勘察资料基本一致。颗粒级配对砂土液化有较大影响，在其它条件相同时，细而均匀的砂更易液化。统计资料表明，当砂土的有效粒径范围为0.050.25mm，平均粒径小于0.5mm，不均匀系数为25左右属易液化土。上列吕家坨矿的颗粒分布数据表明，该场地砂土属于易液化土。吕家坨矿场地土颗粒组成 表2工名名称
14、取样深度（m）层序、定名（层厚m）颗粒组成（%）20.5（mm）0.50.25(mm)0.250.075(mm)0.0750.05(mm)用电楼工程2.05细砂（1.42.5）28.466.84.83.95细砂（2.63.0）3.840.054.5175.85层粉土（1.01.8）2.59.421.63.50.050.01（mm）0.010.005(mm)0.005(mm)WL=23.5%WP=14.6%IP=8.940.67.614.87.85层中砂（2.03.35）19.849.527.43.3未煤系统改造工程（重介车间）1.6细砂（0.91.5m）20.060.014.00.5nm64.
15、5细砂（2.53.9m）10.053.035.02.07.7层粉土（1.82.8）WL=18.3%，wp=14.1% Ip=4.07.9粉砂（2.46.1）10.016.057.017.0介质库工程粉砂（0.51.2）4.023.357.018.3细砂（3.05.6）8.534.049.510.8粉土（1.92.5）(0.005mm)c10%细砂（3.0）6.020.450.117.8标准贯入试验728地震动对液化砂基的作用，及其后历经20至30年地质营力作用对其密度的影响，用标贯锤击数值的变化表征，见表3。标贯锤击数变化 表3深度（m）标准贯入锤击数 范围值/均值2030年后（1）728震后
16、（2）728震前（3）（1）/（2）（1）/（3）2.5细砂（5.310.5）/8.0（7.28.7）/8.0（8.09.5）/9.01.00.92.53.5细砂（13.520.5）/14.6(8.711.5)/10.1(9.512.7/11.1)1.41.33.54.0粉土（细砂*）(5.08.5)/6.2(15.2*)(11.512.7)/12.1(12.715.9)/14.1(1.2*)1.1*4.06.0细、中砂（14.425.7）/16.7(7.512.7)/10.1(14.515.9)/15.51.61.1注：震前后土样为细砂，本次收集样多是粉土，仅两个土样为细砂，以“*”表示，因
17、之代表性差。静力触探成果表 表4深度（m）比贯入阻力Ps（MPa）范围值/均值2030年后（1）728震后（2）728震前（3）（1）/（2）（1）/（3）2.0（1.271.8*）/1.5(4.97.6)/6.3(6.48.7)/7.42.53.5(7.410.8)/10.0(7.69.0)/8.3(8.39.7)/9.01.21.13.56.0(16.322.3)/17.0(5.79.0)/(7.28.8)(9.711.3)/10.91.91.6注：*本次收集到的2.0m段的qc值，该段粉砂疑似震后平场填筑的，代表性不明，不便比较。静力触探试验静力触探试验是综合反应土性指标的有效原位测试手
18、段之一。本场地在78地震前、后均采用了静探作为一项重要勘察手段。当时使用的是单桥探头，以比贯入阻力值Ps表示，而本次收集到的数据均是采用双桥探头取得的。为便于对比，按照静力触探技术规划（TBJ37-93）第6.3.1条规定，应用下列公式将双桥探头测得的锥尖阻力qc值转换成为单桥探头的比贯入阻力ps值。ps=1.1qc。相应于各时段的ps值见表4。综合吕矿的七项工程勘察成果及上列数据，结合多项已液化场地的调查访问可以获得如下的初浅认识：位于场地地表层5.4m以上的可液化砂土层，在地震动力作用下而产生液化并喷水冒砂，地面出现震陷。这层土的密度震后变松，震后的标贯锤击数降低了15击。现与历经728强
19、震2030年的地震地质营力作用该层土的标贯指标变化对比，2.5m以上的细砂层基本与震后测试值相近，密度基本无变化，而其下的砂层密度出现了明显的加密趋向。标贯锤击数比震前原始密度可能提高1030%左右，静探贯入阻力值也有相似增长的变化，而且是愈靠近下段变化愈大。728强震时的标贯资料表明，深度在4.05.4m的砂层，地震引起的标贯击数降低较大，这次收集到的资料，也反应出该段的标贯击数增大也最多。静探结果也有相似的变化。反应了砂性土在一定的有效覆盖压力作用下，土质密度由于再固结而出现一定程度的加密。1）强震时液化发生的重复性根据调查，在吕家坨矿728强震余震时，能观测到原始喷冒点多处重现原位喷冒现
20、象。而且记录到二次液化喷冒的还有河北宁晋、丰南等。历史资料中显现四至五次重现喷冒的有天津、河北乐亭、滦县等。由于历史记载的简略和古今地名的变动，很难推断第二次以后的液化是否严格地发生在同一地点，但是已发生液化喷冒的场地，试验证明喷孔附近的土极松，低于震前的密度，因此容易再次液化的趋向是存在的。例如天津市毛条厂，从1788年至1977年间的六次地震（包括1788年渤海湾地震，1966年邢台地震，1967年河间地震，1976年唐山地震，同年宁河地震，1977年宁河地震和同年丰南地震），该厂均有液化喷冒发生2。由此看来，历史地震液化发生在同一地点的可能性是较大的。在分析液化问题时，这点应该引起我们的
21、重视。但是其重现规模大小取决于前后两次地震在同一场地上动力反应的大小以及液化土层的密度变化情况。日本岩崎敏男（lwasaki），通过分析日本历次地震砂土液化现象也明确指出，在过去地震中曾发生过液化的地区未来地震中发生液化的可能性比没有发生液化的地区要大些3。2）历史地震营力对砂土液化特征的影响H.B.席德（seed）教授等人早在1975年就提出了搞清历史地震对饱和砂液化影响的问题。试验研究表明，曾遭到不至于产生液化的小地震作用的砂层在随后的大地图4 液化所需循环次数2刘惠珊，我国历史上的地震液化。1990全国第三届地震工作会议文集。3王钟琦等，建筑场地与地基评价。1990建工出版社震中将会提高
22、其抗液化能力，尽管其密度并无多大变化。抗液化能力的这种增加是由于沙粒结构的变化或侧压力系数Ko值的增加。也即提高了砂土的结构稳定性所致。有关抗液化能力试验以应力比和产生液化所需循环数间之关系在预先遭到和未遭到小地震作用这两种情况下之比较（图4）可以看出，砂受到历史地震作用是显著增大其抗液化能力。因此，相对密度为54%遭到历史地震作用试件的抗液化能力提高到相当于相对密度为80%未遭到历史地震作用的试件情况。换言之，在给定循环数下事先遭到小地震作用的砂层产生液化所需之应力值约比具有同样密度但未遭到历史地震作用的试件高45%4。唐山地区728地震后的30年，砂基经历了高频度的中、低强度历史地震作用，
23、勘查表明液化砂土的密度明显地趋于加密，按八度设防烈度进行的液化势判定结果，吕家坨矿、范各压矿工业场地的饱和砂基，均是轻微液化至不液化场地。历史地震营力作用即有加密饱和砂基密度效应，又可使砂土土粒间的结构稳定性提高双重有效作用，使其抗液化能力得到明显的提高。为唐山地区建造于饱和砂土地基上的建筑工程提供有利的岩土地基条件。3）认识上覆非液化层对抑止喷冒的作用以范各庄矿场地为例，728地震时，主、付井井口以西喷冒较严重，以东至开滦四中带较轻，东工房东南及东北角又出现较重喷冒，并出现东北西南向地震缝。参见范各庄矿工业场地喷水喷砂示意图（图5及照片组2.12.4）喷冒重者喷砂点密集，点距不足10m，液化
24、层上覆非液化的粉质粘土层厚为0.81.5m，地下水位为2m左右。许多建筑物基础均直接置于可液化土上，可液化砂层厚度57.5m（九度地震条件），如推土机房、雨衣房等单层房屋，它们由液化震害产生的不均匀沉降达到300mm500mm余，最大下沉量达到700mm多，推土机房冒砂堆积厚度达到1.0m多，单层雨衣房墙体裂缝很多，宽者达到120mm。而轻液化带的粘性覆盖层及矸石堆填层厚度为1.52.5m，地下水位为3m左右，场地上只有零星喷冒点出现，建造于此地带的建筑物包括俱乐部、金工车间，多层单身宿舍楼及家属住宅楼等，它们的基础是埋置在非液化的粘性土层上，由地基液化引起的建筑物不均匀沉降相对比上述情况要轻
25、很多，甚至观测不到不均匀沉降5。4H.B席德等 历史地震对砂土液化特征的影响。 美国岩土工程学杂志1977 103卷 4期5邯郸煤矿设计院 开滦范各庄矿可液化砂基的基础设计。煤矿设计参考资料勘察067.1978年06期文献6根据唐山地震时54个不喷冒场地事例进行了分析，提出液化层的上覆非液化层厚度H13.0m，液化层厚度H22.0m时，这种工程场地事例占全部不喷冒事例的83%，亦即此时不喷冒的可能性很大。根据对106个液化场地的资料得出：对7度区，当H1 H2时，无喷冒（图6）。对8度区，当H13H2时，无喷冒日本1964年新泻地震的经验是当H13.0m，或H22.0m但H1H2则不会产生喷冒
26、（图7）。石原研而（lshihara）教授在综合日本、罗马尼亚布加拉斯特及我国唐山地震的基础上，建议了（图8）所示的区分液化喷冒与不产生液化喷冒的分界线。图中曲线所对应的地面峰值加速度分别为200gal（伽）、300gal及400500gal。如果场地的H1与H2值落在分界的左侧则有喷冒，落在右侧就不大可能喷冒。上述经验对分析估计液化危险性时是有意义的，对具有较薄液化层的场地或不止一层液化层的场地的液化危害可能是有帮助的。唐山范各庄、吕家坨等多个场地的经验还指出，设计时应对选择持力层、基础埋深及基础型式等要仔细慎重考虑，有条件时尽量避免选液化层为持力层或选薄液化层作持力层；当液化层为下卧层时要
27、距基底足够厚度以避免持力层在液化下卧层液化时被剪损破裂。以天津医院与营口饭店工程为例，两者均采用了刚度大整体性好的筏基，天津医院筏基下持力层为3.5m的非液化粘性土，下卧可液化粉土层厚仅2.3m，震后室外喷冒但房屋完好，仅有轻微倾斜（见图9a）。而营口饭店基础的持力层为4.2m厚的可液化砂层，但厚度只有筏基宽度1/3左右，震后基础外侧砂层有液化，建筑物仅沉降缝处出现有小错位，但房屋整体完好（见图9b）。这些经验都是值得重视，对设计工作十分有益的。6乔太平、刘惠珊，可液化场地危害性分析。1983工业建筑No3图6 唐山地震时液化场地的H、-H2关系图8 建议的液化与不液化分界线（I shihar
28、a ，1985）图7 新泻地震实际观测的H1-H2关系（b）营口饭店 (a)天津医院图9 筏基示例4）液化震陷与基础上述示例同时提出了液化震陷与基础之间的关系问题。唐山728地震时，吕家坨矿饱和砂土液化引起地面震陷有1030cm之差，范各庄达到2070cm，而且建筑震害有明显的差异。除前述的持力层抗液化性状，还与基础特征，包括型式、宽度、埋置深度等有关。如范各庄选矸楼，采用钢筋砼筏形基础，基底下液化砂层有5.0m，但基础宽度达到液化层厚的2倍有余，建筑周围场地地面喷水冒砂虽很严重，但其不均匀沉降小，上部结构的震害也较轻。储煤场走廊及返煤地道联合建筑，长达129m，分为17m、40m2及32m的
29、四个独立单元采用刚度大的钢筋砼箱形基础，在基础邻旁出现了严重的喷冒，同时由液化震陷引起基础较大的不均匀沉降，液化层厚67.5m，上部楼板最大沉降为447mm，最小为30mm，基础虽未破坏，但条形基础窄（轴线距仅4m）及上部结构高（钢筋混凝土支架上混凝土走廊，重心偏上，高度近14m），由此产生不均匀沉降导致了栈桥的大错位（最大为269mm，最小为10mm），因而损坏严重。这说明液化震陷引起的震害还与建筑宽度或基础宽度有关，建筑宽度或基础宽度与液化层厚度之比越大，其震陷比（震陷量与液化层之比）越小。现借鉴日本学者吉见吉昭（1980）7与安田进（1988）8教授的调查资料量化地说明，参见（图10a）
30、及（图10b）。由图示可以看出，当结构物宽度与液化深度之比达到2以上时，房屋震陷比的平均值在0.025左右，宽深比超过2时，震陷比还要进一步减少。所以重视持力层选择，处理好基础选型、埋深确定是应对液化震陷的重要问题是设计者的责任。 （a）建筑物的（根据吉见吉昭） （b）油罐的（根据安田进）图10 震陷与液化程度的关系5）重视喷冒时间滞后效应根据我们在吕家坨矿观测到唐山余震及宁河地震时场地的喷冒情况，喷冒绝大数是发生的地震停止以后35分钟。再如宁河县闫庄桥，桥梁是在728强震之后梁才落下。滦县医院，是在唐山强余震后10分钟左右开始喷冒，持续有20多分钟。1975年海城7.3级地震时的辽宁盘锦唐家
31、农场，大震后23分钟地面喷水，水头约34m，持续67分钟。国外也有类似的记录。如1978年日本宫城7吉见吉昭 砂基的液化19808安田进 液化调查与对策1988地震时宫城渔港，震后10分钟左右开始喷冒，水头高达1.0m。其工程意义在于：喷水冒砂标志着液化区已发展到地表下的浅层一定深度范围，这时浅层土的承载力丧失很多，浅基础的建筑物往往此时产生较大的沉降或失稳，但是结构的失稳或破坏往往发生在强震之后。这点对工程抗震与救灾是有意义的。当前，以砂基液化时间滞后及相关的震害延时的综合宏观现象为基础，有学者已建立起抗液化两阶段设计方法，把最大地震力作用的时间与地基土层液化的时间分开考虑的设计原则，对地基
32、基础与上部结构协同工作的动力分析时采用设计地震烈度值，而评价场地的液化指数、确定桩基的侧阻液化折减系数值时采用较大余震，即比设计烈度降低一度条件为安全计，同时还需按风荷载组合进行桩基计算。上述设计概念已在山西太原市职工教育中心高层建筑的结构模型试验与试验基础上的设计中试用9。6）液化土层的减震728震后的震害调查时，听到当地民间广为流传“湿震（指液化）不重干震重”的抗震经验，这说明广大群众已对液化减震有了宏观认识。我们在对林西矿工房与范各庄矿同类型工房（图4中的东工房区）的调查中观察到液化减震效应。两矿都是按相同的开滦煤矿定型平房住宅图修建的，基础埋深均为0.7m左右，均属九度地震区。林西矿为
33、非液化的类场地，该类建筑受震后倒塌很多。而建在范各庄矿液化砂基上的同类房屋则破坏较轻，并有几十栋基本完好。两矿遭受相同地震袭击，但震害相差很大。正如当地老乡所讲：幸得有液化，否则人和房子都保不住了。另外，唐山728强震时天津附近处于十度地震区的稻地公社为非液化区，其房屋倒塌远较相邻液化区的宣庄严重。稻地500多间房屋包括质量很好的原军阀住宅在内全部倒塌，而宣庄的房屋只倒塌50%左右。街道两侧房屋虽严重倾斜，下沉有1.0m，但斜而未倒。调查中得到的经验是：液化是地基震害的重要表现，但同时液化有条件地又能起到减震作用，它能减轻其上的刚性建筑物的惯性力引起的震害。我国（GB50011-2001）抗震
34、规范对此做出了反应。认为89抗震规范中不允9滕 俊 某高层建筑地基坑震的研究 第二届全国地震工程学术会议论文集第一卷 1987 10李学宁、刘惠珊等 液化层减震机理研究 地震工程与工程振动 1992 12卷3期 许液化地基作持力层的规定有些偏严。在液化层深厚的情况下，采取消除部分液化沉陷层的措施，而残留部分未经处理的液化层，从我国目前的技术、经济发展水平看是较合理的。天津震害经验表明：对23m厚的液化层，其固结沉降约为层厚的12%，这是结构可以承受的。我院李学宁同志等在刘惠珊教授的指导下专门用多层剪切砂箱在水平震动台上研究了液化减震机理。提出以下认识10：（1）对饱和砂土，地表加速度峰值出现在
35、液化前，土中最大孔压比在0.50.6时，而这时地表加速度远比输入加速度小约为输入加速度的0.410.65倍。对于相同初始密度条件下的干砂，受相近强度的震动外此时地表加速度放大率为1.632.03。即液化土与干砂子相比，地表振动减少了。（2）土液化后减震效果更好，此时地表加速度只有输入值的左右。（3）在全饱和可液化土层中首先是浅层孔压比达到0.50.6，开始减震。随后孔压比的峰值向深处发展。在某个深度达到液化后，在该深度以上部分土中加速度趋于减小，减震明显。（4）实验证明，可液化土的最大剪应变达到10-110-2量级，而不液化土的剪应变为10-4量级，相差数百倍。（5）不论液化层厚度如何均有减震
36、效果。液化场地的地震加速度为非液化场地的0.840.61之间。液化层厚时，减震效果好，但超过6m时，减震效果不再增加。从实用观点，保留23m厚，深度在5m以下的液化层对一般房屋是可行的。当前，对液化减震的研究是远远不够的。多限于宏观现象的描素，这里提出一点初步认识。但也启示人们，液化减震可带来很有意义的效果。应引起设计者的重视。综上所述可认为，作好抗震背景资料的了解掌握，规范化地进行场地土可液化条件勘察，认真全面对地基基础与上部结构协同工作进行分析，并作好抗震概念设计，才能较好地全面完成抗震勘察设计。工程抗震学科的发展依赖于各类震害经验的积累和从不同方面对地震现象的认识与探索。由于地震具有偶然
37、性和持续时间短暂，不是任何人在日常生活中都可以遇到的，因此震害经验与工程实录对认识地震与发展这门学科尤为重要。我们就是基于这些认识，对于在1976年7月28日唐山地震后做过一点抗震工作，进行三十年后的再访调查，回顾小结。本文是对地震引起的砂土液化现象在回访中了解认识到的一些问题的初步概括，以期能对今后的抗震工作尽一点力。致谢：本次回访得到唐山地震局，开滦集团，开滦煤矿设计院等许多单位的指导与大力帮助，深致谢意。22照片3 1976年7月28日 唐山大地震照片1.2 吕家坨矿托儿所的锅炉房整体向西倾斜达20照片1.1 吕家坨矿煤泥沉淀池池底的纵向断裂通缝照片1.4 吕家坨矿主井绞车房沉降缝处的差异沉降达90毫米照片1.3 吕家坨矿主井绞车房基础冒砂照片组1 1976年7月28日唐山大地震记录吕家土矿照片2.2 范各庄矿储煤场喷水冒砂照片2.1 范各庄矿储煤场的地裂缝照片2.4 范各桩矿油脂库的砖墙倾斜、变形照片2.3 范各桩矿煤泥沉泻池冒砂照片组2 1976年7月28日唐山大地震记录 范各庄矿