在强烈地震作用下，处于地下水位以下的沙土，其性质可能发生明显的变化，致使它的表现具有类似液体的特征，这种现象，人们称之为沙土液化灾害现象。沙土液化灾害直接影响我国城镇建设的迅速发展，是我们进行地震安全性评价，抗震设防，震害预测等工作的一个重要的环节。从唐山地震，大阪地震，台湾花莲地震，土耳其地震等近几十年来所发生的灾害性地震来看，沙土液化给人类带来极为广泛的灾害。

地震名词解释

城市建筑危害

相关宏观现象(喷砂冒水 岸堤滑塌 地面开裂下沉)

沙土液化实例

相关条件成因(地震液化的条件 地质背景)

地震名词解释

地震时，由于瞬间突然受到巨大地震力的强烈作用，沙土层中的空隙水来不及排出，空隙压突然升高，致使沙土层突然呈现出液态的物理形状，导致地基承载力大大下降，使地面建筑物在形成的流沙中下沉，产生极大的破坏。一般认为，地震时的喷沙冒水现象，也是埋在地下的沙土层产生液化的结果。

城市建筑危害

谈一谈地震后沙土液化对高层建筑的危害。以北京为例，北京地区地处华北板块的东部，紧靠郯庐大断裂，受太平洋板块俯冲的影响，是地震的活跃区。由于北京的建筑大部分建在古老的永定河冲积扇上，具有地震沙土液化的物质条件。地震灾害发生后，对于建筑物的破坏力最大的要素是沙土液化后造成的地基下沉和房屋开裂及倒塌。当前京加快了城市建设并向周边地区发展，建筑群向多元化发展，在局部地区高层建筑越建越多，越建越高，加重了土地的承载负担。在新形势下，从环境保护和防灾减灾角度上看，城建规划中有必要研究地震沙土液化区的分布，为城市建设安全性提供可靠的科学依据。地震系一种地球动力作用的表现，它引起瞬时的灾变事件。现代地震发生时，除表现为房屋倒塌，破坏道路，引起火灾等一系列灾难外，还在沉积物中引起现代沙土液化（即喷沙冒水），地面开裂（地裂缝）等。

当代有三类专家关心地震问题：

1）地震学家注意力集中干地震预报（远期，近期及临震）；

2）地震地质学家把注意力集中在地震发生的构造背景上，为地震预报提供尽可能详细的地质背景资料；

3）建筑学家只注意建筑物内部结构的抗震性能。

只有生态环境地质学家更加关注建筑物下的沙土因液化而产生流动，造成建筑物倒塌的严重问题。由于在地震震中周围一定距离内，沉积物极易产生地震液化，对现代的城市建筑设施破坏极大，沙土液化问题与地震裂度一样直接关系到人民生命和财产安全，应该引起越来越多人的关注。

沙土液化对北京城市建设的影响：古老北京城建在湖泊众多及古永定河冲积扇的湿地上，建筑物极少高大房屋，而大多是木架结构完备为主的四合院，抗震能力极强。但是，随着解放后城市建设的发展，古老北京发生巨大的变化。楼房多了，楼层高了，对地面的静压力增大了数千倍。由于北京地处强震区，一旦具备上述的地震沙土液化条件，地基将发生不均匀下沉，其地面上的高层建筑将可能会发生倾斜甚至倒塌。为此，建议有关部门，加强生态环境地质的研究，加速地震激发沙土液化的科学研究，和可能出现沙土液化现象的区域划定的研究。制定城市建设规划与生态环境地质相关联的有关法规政策。当然也要加快研究高层建筑对沙土液化区的规避原则和防范措施。以确保人民的生命财产之安全。

相关宏观现象

喷砂冒水

这是沙土液化最明显的宏观标志，它和受压的液体一样，液化沙土在上部土层的压力下，会从覆盖薄弱的地方冒出地面，喷砂冒水严重的地方。大片农田和庄稼被淹埋，渠道，水井被淤。

岸堤滑塌

河遭和公路，铁路的边沟覆盖层比较薄弱，这里的砂层更易发生液化，由于有临空面存在，往往造成河崇，堤坎，路床产生沉陷，裂缝和滑塌，并使桥梁或其它设施产生严重破坏。

地面开裂下沉

液化的沙土往往从地裂缝喷到地面上来，另一方面，沙土液化也往往会加剧地面开裂，并且液化的砂层在重新沉积之加剧上部结构破坏。

沙土液化实例

现代强地震引起的沙土液化是很普遍的现象。如：1966年邢台地震；1975年营口一海城地震；1976年唐山地震均引起大范围的地下沙土液化。尤其1976年7月28日于河北省唐山地区发生的两次灾难性强地震，震后数分钟大面积地区沙土液化，开始喷水冒沙达数小时，引起地表开裂与下沉，最终使建筑物成片倒塌。沙土液化机理：饱和松散的沙土是由沙和水组成的复合体系。砂粒靠粒问摩擦力维持其本身的稳定并承受压力。水的突出的力学性质是体积不能压缩，能承受极部附近）松动一下，或扒开一定的小空间，以利呼吸，等待救援。发现有人扒救时，可用呼喊或敲击物体的方法为扒救人指明埋压的位置。

相关条件成因

地震沙土液化表明，沙土在地震震动下是否产生液化，与土壤类型，状态有密切关系。刘颖等总结国内外资料给出了现代液化土的某些特性指标界限值，即可液化土平均粒径在0.02一lmm之间；土的不均匀系数不大于10；土的相对密度不大于75%。土的塑性指标不大于10。将我国1955年以前近900年间历次地震喷水冒沙资料与当时距震中距离以及震级的关系编制成图，得出的结论是：

1）随地震震级的加大，发生液化的范围也越大，如7级地震时液化范围达lOOkm，当震级为8级时液化范围达200km；

2）地震震级小于5级则未发现液化现象。因此沙土液化是强地震的产物。

地震液化的条件

1）距震中的一定距离，震级大干5级；

2）地震区有未固结的具饱和水的沙土层；

3）沙土粒径0.021一lmm之间；

4）最大液化深度可达2Om。

地质背景

沙土液化发生在地下，是和一定的地质条件紧密联系在一起的，在一定的地震作用和地质背景下，能否发生液化，规模大小，震害轻重，都和土的类型，状态有密切关系。大量事例证明，喷砂冒水严重的地区，地下水位一般都比较浅，很少超过3米。根据有关资料，地下水位深度为3一4米时，喷砂冒水现象就很少了，地下水位超过5米时，未见到喷砂冒水事例。所以，似乎不妨把液化最大的地下水位深度定为5米。

当然在同样条件下，饱和，松散，洁净，均匀的粉细砂最容易液化。在考虑液化问题时，先要明确烈度，然后根据场地的勘察资料，明确在可能发生液化的深度范围内是否存在可液化的土型（由粗沙到轻亚粘土）。如果存在这种土型，就要根据试验资料检查这种土的分类指标是否在上述限界值范围之内，最后还要研究这层土和地下水的埋藏条件，如果土层和地下水位的埋深都在上述的范围之内，这就意味着给定的场地存在沙土液化问题。