什么是液化机理：影响砂土液化的主要因素
饱和的、较松散的、无黏性的或少黏性的土在往复剪应力作用下，颗粒排列将趋于密实（剪缩性），而细、粉砂和粉土的透水性并不太大，由于孔隙水短时间内还未排出，颗粒在从松到紧过程中离开原来位置，还未落到新的稳定位置上，与四周颗粒失去联系，处于悬浮状态。出现这种情况时，颗粒自重及颗粒上作用的荷载将全部由水承担，有效应力变为0，土的抗剪强度也变为0。这就是所谓的“液化”。
研究与观察发现，并不是所有的饱和砂土和少黏性土在地震时都一定发生液化现象，因此必须了解影响砂土液化的主要因素，才能做出正确的判断。影响砂土液化的主要因素有如下几种。
（1）土类。土类是一个重要的条件，黏性土由于有黏聚力c，即使孔隙水压力等于全部固结应力，抗剪强度也不会全部丧失，因而不具备液化的内在条件。粗颗粒砂土由于透水性好，孔隙水压力易于消散，在周期荷载作用下，孔隙水压力亦不易积累增长，因而一般也不会产生液化。只有没有黏聚力或黏聚力相当小的处于地下水位以下的粉细砂和粉土，渗透系数比较小，不足以在第二次荷载施加之前把孔隙水压力全部消散掉，才具有积累孔隙水压力并使强度完全丧失的内部条件。因此，土的粒径大小和级配是影响土体液化可能性的一个重要因素。试验及实测资料都表明：粉、细砂土和粉土比中、粗砂土容易液化；级配均匀的砂土比级配良好的砂土容易发生液化。可以认为，在地震作用下发生液化的饱和土的平均粒径d 50 一般小于2 mm，黏粒含量一般低于10%~15%，塑性指数I p 常在8以下。
（2）土的密度。松砂在震动中体积易于缩小，孔隙水压力上升快，故松砂比较容易液化。1964年日本新潟地震表明，相对密实度D r 为0.5的地方普遍液化，而相对密实度大于0.7的地方就没有液化。关于海城地震砂土液化的报告中亦提到，7度的地震作用下，相对密实度大于0.5的砂土不会液化；砂土相对密实度大于0.7时，即使8度地震也不易发生液化。根据关于砂土液化机理的论述可知，往复剪切时，孔隙水压力增长的原因在于松砂的剪缩性，而随着砂土密度的增大，其剪缩性会减弱，一旦砂土开始具有剪胀性的时候，剪切时土体内部便产生负的孔隙水压力，土体阻抗反而增大了，因而不可能发生液化。
（3）土的初始应力状态。在地震作用下，土中孔隙水压力等于固结压力是初始液化的必要条件，如果固结压力越大，则在其他条件相同时越不易发生液化。试验表明，土层中固结压力是随着它的埋藏深度和地下水位深度而直线增加的，然而，地震在土单元体的中引起的动剪应力是随深度的增加却不如固结压力的增加来得快。于是，土的埋藏深度和地下水位深度，即土的有效覆盖压力大小就成了直接影响土体液化可能性的因素。前述关于海城地震沙土液化的考察报告指出，有效覆盖压力小于50 kPa的地区，液化普遍且严重；有效覆盖压力介于50~100 kPa地方，液化现象较轻；而未发生液化地段，有效覆盖压力大多大于100 kPa。调查资料还表明，埋藏深度大于20 m时，甚至松砂也很少发生液化。
（4）地震强度和地震持续时间。室内试验表明，对于同一类和相近密度的土，在一定固结压力时，动应力较高，则振动次数不多就会发生液化；而动应力较低时，需要较多振次才发生液化，宏观震害调查亦证明了这一点。如日本新潟地区在过去三百多年中虽遭受过25次地震，但记录新潟及其附近地区发生了液化的只有3次，而在这3次地震中，地面加速度都在1.3 m/s 2 以上。1964年地震时，记录到地面最大加速度为1.6 m/s 2 ，其余22次地震的地面加速度估计都在1.3 m/s 2 以下。1964年美国阿拉斯加地震时，安科雷奇滑坡是在地震开始以后90 s才发生的，这表明，要持续足够的振动持续时间后才会发生液化和土体失稳。根据已有的资料，就荷载条件而言，液化现象通常出现在7度以上的地震场地，低于5.5级的地震，引起土层液化的可能性不大的。
