Liquefaction nedir ve Neden Bu Önemli?

Liquefaction depremler tarafından tetiklenen en dramatik ve yıkıcı fenomenler arasında yer alıyor. Güçlü sismik sarsıntı sırasında, su Doymamış toprak öncelikle sağlam yapısını kaybedebilir ve bir yapı altından çıkararak, bina yerleşimini, temel başarısızlıkları, gömülü boru hatlarının yapısal mühendisler için gerekli olan sonuçları ortadan kaldırır ve daha sonra da tüm mahallelerde yayılmak, zemindeki tüm mahallelerde ve herhangi bir zeminde hasar gören altyapıdan sorumlu olan herhangi biri, zemindeki hasarları ortadan kaldırır.

Toprak liquefies, zemin, 1964 Niigata depremi dahil olmak üzere, yeraltı depolama tanklarına yüzeye yüz yüzen ve 2010&ndash'a daha fazla benzeyen bir araziye ne kadar istikrarlı bir şekilde ulaşılabileceğini ortaya koyarken, her durumda, Japonya'da üretilen Niigata depremi, 1989'da Loma Prieta depremi ve 2010-ndash;2011 Yeni Zelanda'da Canterbury depremi.

Bu makale, toprağın kırılgan olmasını sağlayan site koşullarını ve riski tahmin etmek ve azaltmak için kullanılan mühendislik tekniklerini inceler ve altyapı ve güvenlik için gerçek dünya etkilerini inceler.

Liquefaction Mekanikleri: Katı Zemin Akışlara Nasıl Dönüştürüyor

Pore Water Basınçının Rolü

Soil, aralarındaki boşluklarla sağlam mineral partiküllerinden oluşur. Normal koşullarda, bu boşluklar hem hava hem de su içerir ve toprak gücü bireysel parçacıklar arasında sürtünme ile temastan gelir. Aşırı toprak ve herhangi bir yüzey yapısı parçacığın bağlantı ağı ile aktarılır, bir konsept geoteknik mühendisler çağrıFLT:0).

Bir deprem sırasında, oar dalgaları zeminden dışarı çıkıyor, hızlı bir şekilde toprağa konulan, döngü yüklemesi. Doygun, gevşek, kumlu topraklar, salaklar, sert bir paketlemeye neden oluyor.[Dönderler).Ancak, boşluklar zaten su ile dolu ve drenaj hızla titreyerek, aşırı su basıncının tamamen tükenmesi halinde meydana gelmez.

Bu meydana gelen eşik toprak yoğunluğuna bağlıdır, titreyen ve titreyen baskıya ve depozitonun drenaj özelliklerine bağlıdır. Loose, üniforma, doy kumlar düşük göreceli yoğunlukla en hassastır. Dense sands ve mezarlar, aksine, oar sırasındaki dilsel baskıya eğilimlidir, kuvvet artırıcı, onları liquefaction'ya daha dirençli hale getirir.

Cyclic Mobility Versus True Liquefaction

Mühendisler iki ilgili ama farklı fenomenler arasında ayrım yaparlar.:0) Doğru liquefaksiyon[Dönetici: 1 ), pore basıncının ilk etkili bir şekilde ortaya çıktığı zaman, tam bir güç kaybının zamanla devam etmesi, Cyclic hareketliliğinin tamamen kaybının ortaya çıkması, ancak topraklamanın büyük ölçüde önemli ölçüde önemli olduğunu açıklar.

Soil Vulnerable

Soil Type ve Enerji Boyut Dağıtımı

Tüm topraklar eşit derecede hassas değildir. En yüksek topraklar, önemli bir gösterge sunar.Platılmış topraklar geniş bir parçacık boyutlarına sahip değildir, çünkü daha küçük parçacıklar,% 0.1 ve 2.0 milimetre arasındaki boşlukları azaltır.

Silty kumlar ve düşük plazminler, doğru koşullarda da memnun olabilirler, ancak genellikle daha güçlü veya daha uzun süreli titreşmeler gerektirir.[Dönetici ve düşük geçirgenlikleriyle, genellikle klasik liquefaksiyona maruz kalmazlar, ancak önemli güç kaybı ve döngü yükleme altında, örneğin bir fenomenin yüklenmesi gerekir.

Saturation and Groundwater Derinliği

Tamam veya yakın bir oturma, yüksek irtifak masaları ile, genellikle en büyük risk altında 10 metreden daha düşük olan, deniz kenarındaki nehir deltas, reclaimed land ve dolu göl yatakları, su masası sık sık sık en yüksek tehlike kategorisine yakın olan bu bölgelerin yerleşmesi.

Relative Mechanic and Depositional History

Yaklaşık yüzde 40'ın altında yer alan topraklar, en yüksek ve en az olası toprakları laboratuvarda karşılaştırır.Demokratlı fanlar, deltaic yatakları ve hidrolik dolgular genellikle düşük göreceli boşlukları ve buna karşılık gelen yüksek susamalarını karşılaştırır.

Tarihsel olarak, dünyadaki en yüksek sitelerin çoğu genç, son yatakları 10.000 yaşından daha az. Yaşlı, ağır konsolid yatakları yoğun ve daha istikrarlı bir zemin profilleri olma eğilimindedir.

Deprem Özellikleri: Magnitude, Süre ve Frekans

Deprem olayın özellikleri kontrol edici bir rol oynar. Liquefaction, büyüklüğü ve süresi ile artan bir miktar güçlü, döngüsel hear stres uygulamaları epicenters ofurFLT:0)) Büyüklük 5.5 veya daha büyük bir (% 1) genellikle likiditme, büyüklüğü ve süresi ile artan bir şekilde artarak siyona ihtiyaç duyar.

Yüksek frekanslı hareketten daha etkili olma eğilimi daha uzun, daha geniş alanlı döngüler üreten Low-frezeler, yüksek frekanslı hareketten daha kalın kum yataklarında pore basıncı oluşturma konusunda daha etkili olma eğilimindedir. Deep earth basins and soft sites can amplify these low-frekans, extensioning the likely of liquefaction far from the fault rupture.

Yüzey Manifestations of Liquefaction

Sand kaynar ve Ejected Material

Likfaksiyonun en görünür işaretlerinden biri, aşırı sağın altında su ve kumun oluşumudur. 0.000.())) Ayrıca kum volkanları da çağırın. Aşırı refle basıncı yüzeyin altında inşa ettiğinde, aşırı su ve kum karışımı, aşırı sağda yüksek çatlaklardan, topraktaki kumdan dökülen yüksek oranda kaybolabilir, bazen 5 metreden fazla malzemenin derinlikten 10 metreye kadar uzanır.

Daha sonra yayılmak

Belki de en zararlı yüzey etkisi şöyledir: 0) Taraflı yayılma[Dönemli toprak tabakaları, nehirbank, kıyı şeridi veya açık kazı gibi özgür bir yüze hareket edebilir. Daha sonra genellikle 3 dereceye kadar yumuşak eğimler halinde meydana gelir, 1995 yılından beri zemine yerleşebilir.

Akış Başarısızlıkları

Yüksek eğimlerde, liquefaksiyonu, Kaliforniya'daki Büyük Hava Kuvvetleri'nde büyük kütlelerin hızla aşağı doğru gittiği, özellikle de depremden önce istikrarlı olan eğimlerde meydana gelen ağır bir akış başarısızlığını tetikleyebilir.

Ground Çözüm ve Diferansiyel Hareket

Aşırı reflekt basıncı, bir bina ayak izi ile kesintiye neden olabilir, toprak konsolosluğu ve aşağılayıcılar, genellikle kenarlarında yer alan yerleşimler ilerleyici olarak, 10 ila 100 santimetre veya daha fazla. Bina ayak izi arasındaki farklar yapısal eğime, temel çatlaklara ve süper yapı hasarlarına neden olabilir. 1964 yılında Niigata'da tüm daire bina bina bina binaları, onların yanında yersiz olarak yerleşmelerine yol açtı.

Yer Oscillation ve Sand Blows

Kakfili tabakanın büyük kalıcı bir yer değiştirmeden sınırlı olduğu düz arazide, kabuklu bir kabuk altında, zemin ayakta dalga desenlerinde, ) ve rupt, büyük kalıcı yer değiştirmeden kum çarşafları boşaltabilir.Bu hala hasar yapıları, temelleri ve yüzeyleri kaldırılabilir.

Büyük Depremlerdeki Liquefaksiyonun Vaka Çalışmaları

1964 Niigata Depremi: Sushed Olay

Niigata'yı vuran 7.5 deprem, Haziran 1964'te, deprem mühendisliğinin dikkatine yol açan olay olarak kabul edilir.Uygun liquefaksiyonun binaları yıkmasına, eğime ve hatta tersine çeviren büyük binalar hakkındaki araştırmalarını, yapısal olarak sağlam bir şekilde deprem mühendisliğinin ilk pratik değerlendirme yöntemlerinin geliştirilmesine yol açan olay olarak kabul edilir.

1989 Loma Prieta Depremi: Kentin Bir Bakışta Liquefaction

San Francisco Körfezi Bölgesindeki büyüklüğün 6.9 Loma Prieta depremi, dolu arazinin kırılganlığı üzerine bir yıldız dersi verdi. Marina District, 1906 depreminden sonra yerleştirilen hidrolik dolum, geniş bir liquefaksiyon, kumlar, zemin çatlakları ve bina hasarı dahil olmak üzere, bu tür binalar için sıkıca yapılan araştırmalarla ortaya çıktı.

2010–2011 Canterbury Depremleri: Genişçe Daha sonra Yayılmış

Eylül 2010'da 7.1 Darfield depremi ve Avon Nehri boyunca yıkıcı büyüklükteki 6.3 Christchurch, Şubat 2011'de, Canterbury Plains'in büyük alanları, özellikle de yeniden inşa edilebilir önce inşa edilen Christchurch'in doğu banliyölerinde, liquefaksiyon ve eski nehir kanallarının toplam hasarlarının kendi başına yayılmasına neden oldu.

Mühendislik Değerlendirmesi ve Liquefaction Tehlikesinin Önlenmesi

Basitleştirilmiş Empirical Yöntemler

Mühendisler genellikle 1970'lerde ve 1970'lerde sürekli olarak geliştirilmekte olan genetik prosedürler[CSR) olarak, iyonik direnç oranı (CRR) standart penetrasyon testlerinden (SdriPT) veya kone penetrasyon testlerinden (CPT) yararlanarak, Avrupa'nın en basitleştirilmiş yöntemlerinden yararlanarak Avrupa'daki birçok depremlere karşı uygulanan temel ilkelere ve Avrupa'daki tüm Avrupa gözlemlere karşı doğru doğrulanmış olan bu yöntemlerin ölçütlerine karşı doğrulanmıştır.

Gelişmiş Laboratuvar Testleri

Yüksek hacimli projeler için, geoteknik mühendisler doğrudan ısıtılırlar.Dikey tribiyal tri aksiyel testler) ve [[Dönetici basit hear testleri) Bir deprem sırasında stres koşullarını basitleştirirken, test önlemleri, sıvı basıncın azaltılması için doğrudan baskı uygularlar.

Numerical Modeling

DÖRT:0)Finite element ve sonlu fark modelleri[DÜT:1) Depremde yer iskeletlerin ve porselen sıvıların poliklinlerin ve rejitlerin deprem sırasındaki reaksiyonlarını ve yapılarını değerlendiren etkili stres analizleri, toprak iskeleti ve pervayografisi arasındaki ilişkiyi modellemeye izin verir.Bu analizler, derin yerleşimlerin ve zeminlerin ortaya çıkmasını ve yapıların şekillenmelerini tahmin edebilir.

Dava ve Remediasyon Teknikleri

Zemin İyileştirme Yöntemleri

Mühendisler, mevcut bir vinç ve yeni sitelerde sönüklüğü azaltmak için zemin iyileştirme tekniklerini bir platform geliştirdiler.En yaygın yaklaşım, 5 ila 12 metre arası betonun derinliğine sahip olan sertliği azaltan, daha dayanıklı bir şekilde çevreleyen kumayı artıran, daha dayanıklı bir şekilde azaltımı sağlayan, daha fazla dayanıklı bir şekilde azaltımı sağlayan, daha fazla tozlu bir şekilde betonun bir kısmını dakırıklığa kavuşturur.

Dr.

Çünkü liquefaksiyon aşırı dereceden baskının toplanmasını gerektirir, drenaj yollarını azaltabilir veya tehlikeyi ortadan kaldırır.ETHFLT:0)Vertical drenajlar), çevreleyen topraktan kaçmak için izin verilen tercihli akış yollarını oluşturmak için kurulmuştur, geri dönüşümlü baskı artışı azaltmak için yeterlidir.

Foundation Solutions

Zemin iyileştirmenin pratik olduğu durumlarda, mühendisler aşağıdaki strataksiyonun etkilerini yerine getirmek için temelleri tasarlayabilirler.[/FLT:0) Derin temeller), yığınlar, matkaplar veya daha sonra kullanılabilir olan yükleri kullanarak genişleterek, yeraltı suyu veya daha sonra akışlarını tamamen azaltan negatif yüzeyleri hesaplayabilirler.[Döntilmiş topraklar için).

Sualtı ve Site Seçici

Yüksek derecede yüksek derecedenfaksiyon potansiyeli olan alanlarda, [[Döntgenlik:0) Bazı durumlarda, kalıcı drenaj sistemleri, binaların altındaki yerlerin altında tutulması için gerekli olan en güvenilir stratejiyi ortadan kaldırabilir.

Yapı Kodları ve Düzenleme Çerçeveleri

Modern bina kodları deprem-prone bölgelerinde, Kanada'nın belirli gereksinimleri içerir (Düzük değerlendirmesi ve mitigation. TheurFLT:0) Uluslararası Bina Kodu (IBC)) ABD'de, İLD:2 Ulusal Tasarım kategorilerinde tespit edilen tehlikelerin şiddetini ve Avrupa'da beklenen tüm önlemleri içerir.

Bina kodlarının ötesinde, performans tabanlı tasarım yaklaşımları büyük projeler için giderek daha fazla kullanılıyor, liquefaction'nin gerçekleşeceğini değerlendirmek yerine özel zemin deformasyon sınırlarını tanımlamak.Bu değişim, sınırlı liquefaksiyonla ilgili bazı yapılar için kabul edilebilir olduğunu kabul ediyor, diğer yapılar tam koruma gerektirir.

İklim Değişikliği ve Geleceği Tahmin Ediyor

İklim değişikliği, quefaction tehlike değerlendirmesine yeni boyutlar getiriyor. Yükselen deniz seviyelerinin yükselmesi ve fırtına dalgalanmalarının sıklığı, gelecekteki depremler sırasında tasarruf edilen masaları yükseltebilir.Yerel yatakları için ön koşullar altında yeniden şarj edilebilirliği etkileyen bölgeler. permafrost'un daha önce donmuş ve istikrarlı topraklar, gelecekteki depremler sırasında altyapı kaybına karşı kırılgan olabilir.

Kentsel gelişim, dolu su cepheleri, geri bildirim olaylarının sonuçları ile birlikte, mikroorganizmaların tüm bölgelerine çok hassas olan, gelecekteki liquefaksiyon olaylarına ilişkin sonuçları, gelecekteki biyomineralizasyon teknikleri dahil olmak üzere, daha sürdürülebilir ve daha az invaziv iyileştirme olaylarının sonuçları ile birlikte daha fazla gelişmeye devam edecek.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Liquefaction, deprem güvenliği ve altyapı direnci için derin etkilerle karmaşık, fiziksel olarak tahrik edilen bir süreçtir. Temelinde, döngüsel sis yükleme, toprak yoğunluğu, su içeriği ve drenaj koşulları arasındaki etkileşimden kaynaklanan fenomenler, bu faktörler bir zamanlar sağlam bir kuvvet, bu tür hassas yerleşmeden felakete kadar uzanan çeşitli bir araç kutusu yarattı.

Likfaksiyonun ekonomik tollu, dünyanın dört bir yanındaki büyük depremlerde tekrar ortaya çıkan zeminin ötesine geçebilir. sahipleri ve geliştiriciler için yeni projeler sismik olarak aktif bölgelere yatırım yapmak, kapsamlı geoteknik araştırma ve kodlara yatırım yapmak, nerede olduğu, temel bir maliyetle ilgili olarak, kentsel nüfusu korumak ve iklim koşullarını geliştirmek için temel bir gerekliliktir.