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user: 4. 不同液化判别方法结果对比分析 4.1. 曹妃甸地区人工吹填土性质 滦南工业园位于河北唐山曹妃甸地区，区域内人工吹填土形成时间较短，一般小于5年，人工吹填土层揭示厚度一般在10.0 m以内。 人工吹填土层的成分主要为粉土、砂土、黏性土和淤泥，其中，以粉土和砂土为主。颗分试验结果显示，人工吹填土的粒径主要集中在0.075~0.25 mm的砂粒和0.05~0.075的粉料区间，黏粒含量较少。以粉砂为主要成分的人工吹填土的不均匀系数为7.35，曲率系数为2.33，以粉土为主要成分的人工吹填土的不均匀系数为10.31，曲率系数为1.78，级配良好。 杨爱武等(2014)和宿晓萍等(2014)通过黏土矿物X射线衍射分析测试，得到人工吹填土的矿物成分中原生矿物以石英为主，次生矿物中黏土矿物以伊料石为主，而伊利石亲水性强、压缩性高，透水性差、抗剪强度低，影响人工吹填土的力学性质。 在标准贯入试验锤击数方面，以粉砂为主要成分的人工吹填土最小值为2击，最大值为9击，标准值为5击；以粉土为主要成分的人工吹填土最小值为3击，最大值为8击，标准值为5击。 不同主要成分的人工吹填土层的静力触探原位测试结果参见表1，可以看出，锥尖阻力和侧阻力结果基本一致，且低于人工吹填土层下部的沉积土层。 4.2. 液化判别分析 本地区自然地面下20 m米，主要地层为人工吹填土①层，粉土–粉质黏土②层、粉砂③层、粉砂④层、粉质黏土–粉土⑤层。 为保证测试结果的相关性，静力触探测试孔均布置在液化判别用标准贯入孔周边2 m范围内。根据上述三种液化判别方法计算得到，除了国标勘察规范法在个别深度的静探测试数据有异常外，对于同一区域、相同深度的土体的液化判别结果基本一致。 4.3. 液化指数分析 由于场地占地面积较大，且建筑物类型不一，因此，液化判别将工程场地分为8个区域。表2为同一场地，不同区域采用上述三种液化判别方法，在20 m深度内计算得到液化指数I le 。从中可以看出，对于自然地面下20 m内土体液化指数I le ，采用静力触探测试数据为主要判别依据的国标勘察规范法和上海勘察规范法的计算结果基本一致，与国标抗震规范法的计算结果有差别，分析原因主要是国标抗震规范法采用的黏粒含量的影响。由于人工吹填土成分复杂，大间距取样(取样间距为1 m)无法完全代表该厚度地层的成分构成，如遇到黏粒含量较大的粉土层，则液化指数将明显减小。上海勘察规范法虽也采用黏粒含量参数，但其对计算结果影响较小，还是以静力触探测试数据为主。 表2中后半部分是自然地面下20 m内去除人工吹填土①层的土体液化指数I le ，从中可以看出，在去除人工吹填土①层后，整体液化指数明显减少，也验证了人工吹填土①层是主要的液化土层，而第四系海相沉积土层也表现出一定的液化特性。 表3为不同区域的各地层根据三种液化判别方法计算得到的液化指数占整体液化指数比例。从中可以看出，采用静力触探测试数据为主要判别依据的国标勘察规范法和上海勘察规范法计算得到的各土层液化指数基本一致，与国标抗震规范法的计算结果对比，人工吹填土部分基本一致，第四系海相沉积土有差异。人工吹填土部分液化指数占比达到一般为0.41~0.96，平均为0.62~0.66，但场地内不同区域也存在一定差异。 综合上析，可以得出：1) 人工吹填土层的主要成分为粉土和细砂；2) 人工吹填土①层是主要液化土层，粉土–粉质黏土②层和粉砂③层的液化程度较高。如针对人工吹填土①层、粉土–粉质黏土②层和粉砂③层进行地基处理，可消除地基土近90%的液化，还可在场地表层形成硬壳层，便于后续建筑和道路管线施工。 Table 1 Test result statistics of manual dredger fill CP 地层 以粉砂为主的人工吹填土 以粉土为主的人工吹填土 项目 锥尖阻力q c (MPa) 侧阻力f s (kPa) 摩阻比R f 锥尖阻力q c (MPa) 侧阻力f s (kPa) 摩阻比R f 最大值 4.75 36.93 1.88 3.93 36.93 3.89 最小值 0.69 10.09 0.29 0.83 10.77 0.44 平均值 2.85 19.95 0.75 2.27 20.57 1.01 变异系数 0.35 0.35 0.34 0.32 0.33 0.56 标准差 1.00 6.97 0.26 0.74 6.88 0.57 标准值 2.70 18.94 0.71 2.10 18.91 0.88 统计个数 138 138 138 51 51 51 表1. 人工吹填土层的静力触探测试成果统计表 Table 2 Liquefaction index Ile calculated by different method 分区 自然地面下20 m内土体液化指数I le 自然地面下20 m内去除人工吹填土①层的土体液化指数I le 国标勘察规范法 上海勘察规范法 国标抗震规范法 国标勘察规范法 上海勘察规范法 国标抗震规范法 1 39.89 43.83 5.70 30.24 31.19 4.10 2 42.29 35.49 24.66 25.14 18.38 13.91 3 30.39 37.30 26.62 7.02 11.09 3.03 4 41.87 37.80 55.79 5.70 5.91 2.25 5 26.32 25.09 2.14 1.35 3.09 1.06 6 27.35 25.64 7.58 10.85 9.52 3.18 7 25.21 26.85 59.90 8.89 7.90 19.32 8 15.87 17.34 6.95 13.96 16.81 6.95 9 10.30 1.71 7.15 3.38 0.44 2.69 表2. 采用不同方法计算得到的液化指数I le 注：0 < I le ≤ 6轻微液化，6 < I le ≤ 18为中等液化，I le > 18为严重液化。 Table 3 Proportion of different formation liquefaction indices (The full value is 1 地层编号 人工吹填土①层 液化指数I le 粉土–粉质黏土②层 液化指数I le 粉砂③层 液化指数I le 粉砂④层 液化指数I le 粉质黏土–粉土⑤层 液化指数I le 地基液 化判别 方法 国标 勘察 规范法 上海 勘察 规范法 国标 抗震 规范法 国标 勘察 规范法 上海 勘察 规范法 国标 抗震 规范法 国标 勘察 规范法 上海 勘察 规范法 国标 抗震 规范法 国标 勘察 规范法 上海 勘察 规范法 国标 抗震 规范法 国标 勘察 规范法 上海 勘察 规范法 国标 抗震 规范法 分区1 0.24 0.29 0.28 0.09 0.04 0.58 0.57 0.69 0.09 0.10 0.02 分区2 0.41 0.48 0.44 0.55 0.45 0.32 0.04 0.06 0.25 分区3 0.77 0.70 0.89 0.19 0.26 0.11 0.04 0.04 分区4 0.86 0.84 0.96 0.05 0.09 0.03 0.08 0.06 0.01 分区5 0.95 0.88 0.50 0.01 0.08 0.02 0.04 0.04 0.47 分区6 0.60 0.63 0.58 0.14 0.20 0.16 0.03 0.04 0.13 0.13 0.10 0.12 0.10 0.03 分区7 0.65 0.71 0.68 0.10 0.11 0.23 0.07 0.09 0.07 0.01 0.01 0.02 0.17 0.07 分区8 0.67 0.74 0.62 0.07 0.13 0.38 0.24 0.12 0.02 0.00 0.00 最大值 0.95 0.88 0.96 0.14 0.20 0.38 0.58 0.57 0.69 0.13 0.10 0.47 0.17 0.07 0.00 最小值 0.24 0.29 0.28 0.07 0.04 0.16 0.01 0.04 0.02 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 平均值 0.64 0.66 0.62 0.10 0.12 0.26 0.22 0.21 0.20 0.06 0.06 0.15 0.09 0.03 / 表3. 不同地层液化指数占比(全值为1)