一般饱和砂层在外力作用下,不存在超孔隙水压力,砂结构已经稳定,全部外力均由砂骨架承担。就是说,超孔隙水压力为零,而有效应力等于总应力。在地震作用下,砂粒产生滑移,把一部分原来由砂骨架承担的力转移给孔隙水,引起超孔隙水压力增加和有效应力减少。有效应力减少便引起砂骨架的回弹。由于地震作用历时短以及其它原因,孔隙水来不及消散,实际上可看作是不排水情况。又由于水的体积可以看作是不可压缩的,对砂骨架来说,它恰好起了刚性支座的作用。水的体积实际上不可压缩,因而砂骨架体积不变,水实际上不能承受剪力,全部剪力势必由砂骨架承担。这样,便导致在地震作用下,砂粒滑移——孔隙水压力增加——有效应力减少——砂骨架回弹这一现象的发生。
地震动力是一种循环作用,在每一次循环中,由砂粒滑移引起的体积减少,在数量上都等于由回弹引起的体积增加,这一过程持续到可恢复的弹性应变能完全释放为止。一旦可恢复的弹性应变能完全释放,即产生液化。在这一过程中,虽然由于砂结构的总体积保持不变,砂骨架孔隙的体积也没有改变,但却造成了砂骨架的松驰,结果使有效应力归于零,而孔隙水压力等于总压力,这就意味着饱和砂土抗剪强度的丧失。
地震过后,由于喷水冒砂和其它途径的排水,超孔隙水压力总是要消散的,于是砂层在原来的压力下又重新固结,逐渐达到稳定状态。这时,砂层中超孔隙水压力又恢复到零,整个外力又重新由砂骨架承担,即有效应力等于总应力。这些都和地震前的稳定状态一样,不同的是砂骨架经过地震动力的扰动,固结后砂层要较前趋于密实,表现为地面下沉。
今天小编对饱和砂土液化机理进行了简单的介绍,对于地质灾害的类型有哪些以及其他地质灾害小知识,还请了解更多本站上的自然灾害小知识,希望对您有所帮助。