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北海道发生地震,为什么会发生土壤液化的现象?

北海道发生地震,为什么会发生土壤液化的现象?

的有关信息介绍如下:

北海道发生地震,为什么会发生土壤液化的现象?

北海道6.9级强震导致多处土壤液化!

这次北海道强震除了确定44人死亡之外,最引人关注的就是大范围土壤液化现象了!

据之前的新闻报道,地震后检测的500栋房屋当中,发生下陷和歪沉的房屋达到了160多栋;一些道路或停车场也发生了液化,汽车陷在泥里。

为什么土壤会液化?

土壤液化是指原本是固态的土壤变成液态或粘稠的流质。发生液化的土壤,一般底部排水较差,土壤颗粒间充斥着地下水。通常情况下,水和土保持着一种均衡的状态。

但是地震时,外力反复震荡之下,松散的土壤因为受到压缩,内部空隙变小,导致原本的水与土的均衡状态被打破,水压不断升高。当水压升高到土壤内部不能承受时,水就会带着砂土冲出地表,发生土壤液化现象。

为什么北海道土壤液化尤其严重?

这是因为日本国土狭小,为了充分利用土地,有很多原本是低洼地的填埋区。填埋地区的土壤本就不够坚实,再加上之前降水比较多,地下水水位上升。所以,在6.9级强震之下,土壤液化就非常的普遍。

土质松软+地下水位高,正是这次北海道地震导致土壤液化多发的重要原因。 当然,土壤液化现象不是偶发的,在日本,还有专门处理土壤液化的公司。这样的公司清理土地、稳固楼房,做土壤液化后的善后工作。但由于这次土壤液化的范围广、情况严重,所以短期内无法解决问题!

地震和液化,感觉是两个不相连的事物,但是却频繁的发生。在地震少发的我国,对该现象的熟知程度可能较低。地震造成土壤液化简单的来说,就是因为地震导致土壤中的水分渗出到地表,从而出现液化的现象。为了能够说明该现象,笔者从一个实验讲起。

土壤液化实验

首先将含沙的土壤浇上水,然后进行均匀的搅拌。

然后做出类似地表的一些构造,如房屋和高铁等。

然后启动振动台,逐渐调高振动频率。

土壤的会产生些微的变化。

如此就产生了所谓的液化现象。

哪些地方容易产生地震液化?

经过上述的实验,我们知道了由于震动,导致在土壤中的水分逐渐渗出,水分和含有沙子的土壤逐渐分离,从而导致液化。

一般容易发生地震液化的地方有地下水位高的沙质土壤,相反大量粘土的地区则不太会发生液化现象。再具体一点,比如沙丘地带、三角洲、填海造陆地区、原本为河川经过人类改造地区等容易发生,而日本的关西机场、北海道的某些地区,就是从河流以及填海造陆而成的。

针对本次北海道地震的液化现象,东京电机大学的名誉教授安田解释到:在北海道发生液化现象的地区多是火山灰沙质土壤,这种沙质土壤在强烈的晃动以后,容易产生液化现象。

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北海道地震后,大部分地区都出现了土壤液化的现象,导致路面坍塌。

首先来说一下地震工程所用的术语土壤液化,简要来说就是本是固态的土壤液化成了粘稠的流质。

这种现象多见于砂质土壤,以及粉质土壤,这类土壤孔隙比较大,抗剪能力较差,在浅层处很容易受到地下水的侵袭,而地震也是地下水侵袭上层土壤的诱因。

先来看下北海道的土质,北海道的土壤多为火山灰土,重黏土,还有泥炭质土。

空隙比最大的是重黏土还有泥炭质土,它们的抗剪能力很弱,在地震作用下很容易变形。

地下水侵入上层之后由于水代替了土壤成为了承载主力,水与泥混合在一起就像流动的泥浆,这样上层的建筑也随之被破坏。

土壤液化的前提是土壤主要由不容易相互粘连的颗粒(尘埃,沙子)组成、土壤含水量较大(减小摩擦力?)、一定程度的振动(颗粒物与振动幅度的关系?)。这样会与水的微观环境相似(粘连不强且有水后导致的摩擦力减小的颗粒像水分子,振动让颗粒像水分子一样运动)。

所以发生土壤液化的地方一定有这样的条件产生。