基于SPT－APD－DDA的砂土液化評(píng)價(jià)方法研究

郝少雷　張兵　徐世光　李岳峰　陳夢(mèng)瑞　鄧立雄　郭薇

摘要：傳統(tǒng)的規(guī)范法在建立經(jīng)驗(yàn)判別準(zhǔn)則過程中存在大量不確定性因素，工程中亟需針對(duì)復(fù)雜場(chǎng)地液化判別方法的綜合性研究。通過對(duì)上海市包頭路段沉管搶修項(xiàng)目49組砂土土樣的研究，在標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法（SPT）定性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上采用提出的絕對(duì)差值百分比法（APD），劃分出35組判別結(jié)果精確及14組存在判別誤差的土樣。借鑒判別分析理論思想，將平均粒徑D50、不均勻系數(shù)Cu、比貫入阻力Ps、標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度ds、地下水埋深dw和標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N63.5等物理力學(xué)參數(shù)加入液化評(píng)價(jià)，利用精確土樣建立適宜研究區(qū)工程地質(zhì)特性的距離判別分析模型（DDA），對(duì)14組存在判別誤差或失誤的土層進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明：建立的砂土液化綜合評(píng)價(jià)體系對(duì)研究區(qū)具有較強(qiáng)的針對(duì)性與適應(yīng)性，從多角度全面、客觀地評(píng)價(jià)了研究區(qū)砂土液化情況。最終通過合理的抗液化沉陷措施，保障了后續(xù)工程的穩(wěn)步進(jìn)行，為類似地質(zhì)條件場(chǎng)區(qū)的砂土液化穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：砂土液化; 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法（SPT）; 絕對(duì)差值百分比（APD）; 距離判別分析法（DDA）; 綜合分析評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)： TU43文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)： 1000－0844（2023）04-0877-10

DOI：10.20000/j.1000－0844.20220105001

Evaluation method of sand liquefaction based on SPT－APD－DDA

HAO Shaolei ZHANG Bing XU ShiguangLI Yuefeng1，

CHEN Mengrui DENG LixiongGUO Wei1

Abstract：Many uncertain factors exist when establishing the empirical criteria with traditional methods. Thus， comprehensive research on the liquefaction criteria for complex sites needs to be conducted. In this paper， 49 groups of sand samples from the emergency repair project of immersed pipe of the Baotou section in Shanghai were studied. This paper first adopted the standard penetration test method to qualitatively evaluate the sandy silt soil within 20 m of the research area. With the use of the absolute difference percentage method proposed in this paper， 35 groups of soil samples with accurate discriminant results and 14 groups with discriminant errors were divided. Then， referring to the theoretical thought of discriminant analysis， the physical and mechanical parameters such as average particle size D50， uneven coefficient Cu， specific penetration resistance Ps， standard penetration point depth ds， groundwater depth dw， and standard penetration blow count N63.5 were added to the liquefaction evaluation. Finally， with the use of the soil samples with accurate discriminant results， a distance discriminant analysis model suitable for the engineering geological characteristics of the research area was established to quantitatively evaluate the soil layers of samples with discriminant errors. Research results show that the established comprehensive evaluation system for sand liquefaction comprehensively and objectively evaluates the sand liquefaction in the study area from multiple perspectives. Through reasonable anti－liquefaction and subsidence measures， the steady progress of subsequent projects is guaranteed， and a reference for the stability evaluation of sand liquefaction in sites with similar geological conditions is provided.

Keywords：sand liquefaction; standard penetration test （SPT） method; absolute percentage difference （APD）; distance discriminant analysis （DDA）; comprehensive analysis and evaluation

0 引言

砂土地震液化［1－2］常引起路基失效、地面不均勻沉陷和砂沸，進(jìn)而造成構(gòu)筑物開裂、傾斜、傾倒或下沉等災(zāi)害性破壞。在2020年新疆伽師6.0級(jí)地震中［3］，西克爾大壩區(qū)域“噴水冒砂”的震害現(xiàn)象十分嚴(yán)重，部分噴砂錐的直徑高達(dá)3 m。壩前坡和壩后坡因此出現(xiàn)不同程度的水平位移，壩頂形成拉張性的貫通地裂縫，對(duì)大壩造成了嚴(yán)重破壞。2021年青海瑪多7.4級(jí)地震［4］，在昆侖山口至江錯(cuò)斷裂帶上新發(fā)現(xiàn)砂土液化和噴砂冒水點(diǎn)1 237個(gè)，衍生災(zāi)害不計(jì)其數(shù);瑪多縣境內(nèi)的野馬灘1、2號(hào)大橋出現(xiàn)不同程度沉陷，使橋體縱向位移增大，導(dǎo)致落梁。

目前，基于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的半經(jīng)驗(yàn)公式液化判別法廣泛應(yīng)用于我國(guó)巖土工程中［5－6］。該類方法是通過大量地震液化調(diào)查與經(jīng)驗(yàn)建立的，具有較強(qiáng)針對(duì)性和實(shí)用性，但缺乏理論支撐，且各類判定方法的側(cè)重點(diǎn)、考慮范圍及對(duì)不同場(chǎng)區(qū)的適用程度各不相同，因此存在一定的局限性和模糊性［7－8］。其中，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)在應(yīng)用過程中受實(shí)驗(yàn)條件影響易產(chǎn)生誤差，而靜力觸探試驗(yàn)的作用機(jī)理與實(shí)際工程差別較大，常丟失重要軟弱薄夾層的信息［9］。國(guó)外主流判別方法seed簡(jiǎn)化法是基于現(xiàn)場(chǎng)或室內(nèi)的試驗(yàn)分析法，其理論基礎(chǔ)明確，考慮的液化判別影響因素廣泛，但該方法目前仍缺乏足夠的地震現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)支撐和工程實(shí)踐檢驗(yàn)［10］。室內(nèi)試驗(yàn)通過小單元的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系分析宏觀現(xiàn)象，其數(shù)據(jù)客觀性和準(zhǔn)確性會(huì)受到多種因素的影響，對(duì)于重要工程和缺乏經(jīng)驗(yàn)地區(qū)容易出現(xiàn)判別誤差或失誤［11－12］。每一類判別方法都存在一定的局限性和不確定性，因此，為準(zhǔn)確判定研究區(qū)液化情況，需采用多種判別方法綜合評(píng)價(jià)。

已有的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查較少有液化的實(shí)時(shí)資料，對(duì)液化前的狀態(tài)探討亦是少之又少［13］。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者將數(shù)值分析法應(yīng)用于液化判別中，如模糊綜合評(píng)判［14］、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)［15］、支持向量機(jī)［16］、盲數(shù)理論［17］等方法。對(duì)于砂土液化這樣涉及很多影響因素的復(fù)雜問題，這類方法有其優(yōu)越性，但相關(guān)理論有待完善。如模糊綜合評(píng)判存在選取隸屬函數(shù)和權(quán)值的問題;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂速度以及目標(biāo)函數(shù)存在局部極小點(diǎn)的缺陷;支持向量機(jī)參數(shù)選擇盲目性較大，很難保證最優(yōu)解;盲數(shù)理論則是在隨機(jī)事件的區(qū)間里設(shè)置若干采樣點(diǎn)，預(yù)測(cè)結(jié)果不完全可信等。

綜合前人研究，以經(jīng)驗(yàn)為主的定性判別方法和以數(shù)學(xué)模型為主的定量判別方法均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，若能在定性與定量判別中各自選取可靠的方法進(jìn)行綜合判別，判別的可靠性將大幅提升。規(guī)范法是我國(guó)應(yīng)用范圍最廣，可信度最高，且在應(yīng)用期間產(chǎn)生了巨大經(jīng)濟(jì)效益的定性經(jīng)驗(yàn)判別方法。距離判別分析模型因其綜合考量砂土液化多指標(biāo)且適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，是目前砂土液化判別方面應(yīng)用最多的定量模型，在巖土工程的其他風(fēng)險(xiǎn)判別領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用［18－20］，具有簡(jiǎn)單有效，預(yù)測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)。

砂土地震液化的影響因素眾多，且尚沒有成熟的方法能夠完全區(qū)分飽和砂土液化與非液化案例，工程中亟需針對(duì)復(fù)雜場(chǎng)地液化判別方法的綜合性研究。本文以上海市包頭路段砂質(zhì)粉土層為研究對(duì)象，從工程地質(zhì)勘察、室內(nèi)外試驗(yàn)、定性及定量評(píng)價(jià)等方面，提出了一套客觀全面且匹配研究區(qū)工程地質(zhì)特性的砂土地震液化綜合性評(píng)價(jià)方法，為砂土液化的判別提供了一種新思路。

1 研究區(qū)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

包頭路段沉管搶修項(xiàng)目位于上海市楊浦區(qū)，北起嫩江路，南至民星路，全長(zhǎng)約350? m。根據(jù)上海區(qū)域地層分布情況［21］，研究區(qū)內(nèi)第四紀(jì)晚全新世Q34沉積層廣泛分布。目前鉆孔已揭露的最大深度為20.45 m，砂質(zhì)粉土層厚16.3～17.7 m，勘察期間實(shí)測(cè)地下水位穩(wěn)定埋深在0.9～1.2 m之間。典型地質(zhì)剖面圖如圖1所示。

研究區(qū)內(nèi)地下管線較多，且周邊環(huán)境條件復(fù)雜，沿線分布民星中學(xué)、民星路小學(xué)及太平洋生活廣場(chǎng)等多所重要建筑物。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察，場(chǎng)區(qū)的窟井沉降及路面龜裂較為嚴(yán)重（圖2）。主要因研究區(qū)20 m以淺揭遇松散粉性土，強(qiáng)度低、易流失，且在深度1.3～6.3 m間埋置的管道有腐蝕、破裂、滲漏等現(xiàn)象，經(jīng)路面車輛反復(fù)碾壓和震動(dòng)，極易發(fā)生管涌、流砂。

1.2 研究區(qū)液化土工程地質(zhì)特性

為探明研究區(qū)砂質(zhì)粉土層分布規(guī)律及工程地質(zhì)特性，進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。其中，鉆探發(fā)現(xiàn)砂質(zhì)粉土層呈灰色，以粉粒為主夾薄層黏性土。原位試驗(yàn)測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值N63.5均值為7，比貫入阻力Ps均值為2.44。室內(nèi)試驗(yàn)烘干法測(cè)得含水率均值為30.5%，飽和度均值達(dá)95%，天然含水率高;環(huán)刀法、比重瓶法測(cè)得重度γ均值為18.5 kN/m3，比重均值為2.7，孔隙比均值達(dá)0.869，孔隙比高;固結(jié)試驗(yàn)測(cè)得壓縮系數(shù)均值為0.24 /MPa，壓縮模量均值8.35 MPa，屬中等壓縮性土層。其他物理力學(xué)參數(shù)列于表1，顆粒分析試驗(yàn)測(cè)得粉土層不同深度黏粒含量百分比見圖3。

1.3 研究區(qū)抗震指標(biāo)

研究區(qū)淺部發(fā)育全新世（淤泥質(zhì)）軟土，且砂質(zhì)粉土液化現(xiàn)象明顯，屬于建筑抗震不利地段。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》［22］，研究區(qū)建筑抗震設(shè)防烈度為7，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組第二組，所屬建筑場(chǎng)地為Ⅳ類。

2 研究區(qū)液化判別

2.1 液化判別思路及流程

為建立具有較強(qiáng)針對(duì)性且匹配研究區(qū)工程地質(zhì)特性的砂土液化評(píng)價(jià)體系，本文采取規(guī)范法定性分析與距離判別分析法定量分析的綜合評(píng)價(jià)方法，并提出絕對(duì)差值百分比（Absolute Percentage Difference，APD）予以輔助。

APD=｜N63.5-Ncr｜/N63.5×100% （1）

式中：N63.5為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值;Ncr為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)臨界值。

試驗(yàn)過程中，因設(shè)備、方法、環(huán)境、試驗(yàn)對(duì)象和主觀因素的影響，試驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)狀態(tài)存在一定偏差。絕對(duì)差值是試驗(yàn)數(shù)據(jù)直接相減得出的差值，而APD是標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值N63.5與臨界值Ncr之間的絕對(duì)差值，與實(shí)測(cè)值N63.5比較，進(jìn)而以百分比的形式表示液化判別結(jié)果的可信度。APD越大，判別結(jié)果的可信度越高，反之可信度越低。

砂土液化評(píng)價(jià)流程（圖4）：采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法（SPT）對(duì)研究區(qū)液化情況作初步判斷，根據(jù)液化結(jié)果計(jì)算APD。當(dāng)APD大于10時(shí)，液化判別結(jié)果既定為最終結(jié)果;當(dāng)APD在10以內(nèi)時(shí)，采用距離判別分析法（DDA）進(jìn)行評(píng)價(jià)（分析見2.3.1節(jié)）。在進(jìn)行距離判別評(píng)價(jià)時(shí)，需充分考慮研究區(qū)工程地質(zhì)特性，選取最適宜的液化指標(biāo)，對(duì)APD大于10的土層樣本進(jìn)行訓(xùn)練、學(xué)習(xí)，并采用回代估計(jì)法進(jìn)行驗(yàn)證。當(dāng)準(zhǔn)確率大于95%時(shí)即可輸出距離判別分析模型，進(jìn)而對(duì)APD在10以內(nèi)的土層樣本進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。最后，按照“不利組合”綜合選取判別結(jié)果［9］。

2.2 研究區(qū)砂土液化定性評(píng)價(jià)

在抗震設(shè)防烈度為7的條件下，研究區(qū)20 m以淺揭遇飽和砂質(zhì)粉土，地基土震動(dòng)液化對(duì)工程影響較大。故結(jié)合場(chǎng)區(qū)實(shí)際工程地質(zhì)特性，采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法對(duì)砂質(zhì)粉土層進(jìn)行定性評(píng)價(jià)。

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法

在地面以下20 m深度范圍內(nèi)，當(dāng)飽和砂質(zhì)粉土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值N63.5小于或等于標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值Ncr時(shí)，應(yīng)判定為液化土層。其中，液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值可按式（2）計(jì)算［19］：

（2）

式中：Ncr為標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值;N0為液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值，本文取值為7;β為調(diào)整系數(shù)，其中設(shè)計(jì)地震第二組取0.95;ds為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)深度（m）;dw為地下水埋深（m）;ρc為黏粒含量百分率，當(dāng)小于3%時(shí)或?yàn)樯巴習(xí)r取3%。

2.2.2 研究區(qū)液化判別

將研究區(qū)砂質(zhì)粉土各項(xiàng)數(shù)值代入式（2），得出各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)深度的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值Ncr。各鉆孔的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值N63.5與臨界值Ncr隨深度變化情況見圖5，即當(dāng)N63.5值位于Ncr值左側(cè)時(shí)，表明土體受到的地震荷載大于土體的抗液化強(qiáng)度，土體發(fā)生液化［23］。

由圖5可知，研究區(qū)實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)N63.5大部分小于臨界標(biāo)貫擊數(shù)Ncr，其中地表以下2～4 m范圍內(nèi)發(fā)生局部液化概率較大，7～20 m范圍內(nèi)發(fā)生大范圍液化概率較大。

2.2.3 研究區(qū)液化判別誤差分析

研究區(qū)部分試驗(yàn)點(diǎn)深度的N63.5和Ncr值較接近，最小差值僅有0.05。因試驗(yàn)誤差及規(guī)范法存在一定局限性和模糊性，液化結(jié)果可能存在判別誤差或失誤。

其中，影響N63.5值的主要原因是標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)過程中缺乏連續(xù)性，容易因地層的差異造成標(biāo)貫錘擊數(shù)N63.5重現(xiàn)性差，成果離散性大［9］。影響Ncr值的主要原因如下：

（1） 因顆粒分析試驗(yàn)存在隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差，試驗(yàn)所得黏粒含量ρc與天然狀態(tài)也存在差異［24］。以G6號(hào)鉆孔2.8 m深度為例，在誤差范圍內(nèi)將ρc從5.6%調(diào)至5.71%，Ncr變?yōu)?.998，該試驗(yàn)點(diǎn)從液化變?yōu)椴灰夯?/p>

（2） 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)深度ds是在一定深度范圍內(nèi)選取數(shù)值，主觀因素影響較大。同樣以該試驗(yàn)點(diǎn)為例，在可調(diào)控范圍內(nèi)，將ds上移至2.7 m處，Ncr變?yōu)?.95，也從液化變?yōu)椴灰夯?/p>

（3） 研究區(qū)地下水埋深dw在勘察期間穩(wěn)定在0.90～1.20 m之間，但受降雨、潮汛、地表水及地面蒸發(fā)的影響會(huì)有所變化，季節(jié)性差異不容忽略。

綜上所述，單項(xiàng)液化指標(biāo)的試驗(yàn)誤差已足以造成試驗(yàn)土層發(fā)生判別誤差或失誤，加之砂土液化影響因素眾多，且經(jīng)驗(yàn)判別準(zhǔn)則在建立的過程中存在許多不確定性因素，由其計(jì)算的Ncr未必等于土層真實(shí)的Ncr［25］。經(jīng)綜合考量，本文認(rèn)為絕對(duì)差值百分比APD在10以內(nèi)的液化判別結(jié)果可信度不高（表2），極大可能存在判別誤差或失誤。為充分探明研究區(qū)液化情況，需對(duì)這部分土層樣本進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

2.3 研究區(qū)砂土液化定量評(píng)價(jià)

2.3.1 距離判別分析法

距離判別分析法（Distance Discriminant Analysis，DDA）是判別樣本所屬類別應(yīng)用性很強(qiáng)的多因素統(tǒng)計(jì)方法。在研究對(duì)象的若干類已知數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過訓(xùn)練、學(xué)習(xí)，總結(jié)其分類的規(guī)律性，以馬氏距離建立相應(yīng)的判別準(zhǔn)則，進(jìn)而對(duì)未知的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)［26］。

2.3.2 兩總體距離判別分析原理

設(shè)有兩個(gè)具有相同協(xié)方差陣Σ（Σ>0）的總體X1、X2，均值向量分別為μ1、μ2，對(duì)于一個(gè)新給定的樣本x要判斷其所屬總體，最直接的方法是計(jì)算x與兩個(gè)總體Xi的距離（即點(diǎn)x到μi的距離表示點(diǎn)x到總體Xi的距離） d（x，μi）（i=1，2），然后根據(jù)式（3）進(jìn)行判別［27］：

2.3.4 砂土液化判別指標(biāo)

影響砂土液化的因素復(fù)雜多變，且各因素之間存在顯著的非線性關(guān)系，歸結(jié)起來可分為埋藏條件、土性條件和動(dòng)荷條件三大類。埋藏條件指的是埋深和地下水位［27］，即選取標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度ds（x1）和地下水埋深dw（x2）。而上海市包頭路段屬于濱海平原地貌，研究區(qū)地層主要為砂層與黏性土層交替出現(xiàn)，是具明顯韻律特征的碎屑沉積，土性條件特殊且復(fù)雜［28］。為從多方面揭示研究區(qū)土層特性且避免信息堆疊，參考有關(guān)研究成果［29－30］，選取描述土性條件的不均勻系數(shù)Cu（x3）、平均粒徑D50（x4）、標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N63.5（x5）、比貫入阻力Ps（x6）。研究區(qū)抗震設(shè)防烈度為7，且所選取鉆孔距離較近，指標(biāo)選取暫不考慮動(dòng)荷影響。

將以上6個(gè)指標(biāo)作為研究區(qū)砂土液化的判別指標(biāo)，建立匹配研究區(qū)工程地質(zhì)特性的距離判別模型，對(duì)APD在10以內(nèi)的14組土樣進(jìn)行判別。分別用“0”和“1”表示不液化和液化兩種現(xiàn)象。

2.3.5 距離判別分析模型的建立

選取研究區(qū)APD大于10的35組砂質(zhì)粉土層數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集進(jìn)行學(xué)習(xí)，將砂土不液化和液化作為砂土液化判別的兩個(gè)總體X1、X2，建立相應(yīng)的線性判別函數(shù)，即砂土液化距離判別分析模型。假定2個(gè)總體的協(xié)方差矩陣相等，按照本文給出的距離判別分析法步驟逐步計(jì)算，距離判別分析流程見圖6。

對(duì)訓(xùn)練集樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)后，可得判別函數(shù)：

W（x）=-2.864x1-15.218x2-5.383x3+832.576x4-2.966x5-47.336x6+216.433（10）

當(dāng)W（x） ≥ 0時(shí)，表示發(fā)生液化;W（x）<0時(shí)，表示不發(fā)生液化。

2.3.6 判別模型的檢驗(yàn)

將訓(xùn)練集土層樣本的各因素值分別回代到判別函數(shù)中，根據(jù)判別準(zhǔn)則將各樣本進(jìn)行分類（表3），訓(xùn)練集判別結(jié)果與SPT判定結(jié)果一致，即回代誤判率為0，距離判別模型準(zhǔn)確率為100%。由此可知，將ds、dw、D50、Cu、N63.5和Ps等土層物理力學(xué)參數(shù)加入到砂土液化評(píng)價(jià)中，所建立的距離判別分析模型是完全可行并且高效的。

2.3.7 距離判別分析模型定量評(píng)價(jià)

為探明研究區(qū)砂質(zhì)粉土層液化情況且為設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，利用建立好的距離判別模型對(duì)APD在10以內(nèi)的砂土樣本進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。判別準(zhǔn)則W（x）結(jié)果分類明確（表4）。

綜上所述，在研究區(qū)49組土樣中，按照“不利情況”，確定有37組發(fā)生液化。依據(jù)規(guī)范［22］計(jì)算，場(chǎng)區(qū)液化指數(shù)IlE在11.14～12.5之間，均值為11.61。經(jīng)綜合判別，研究場(chǎng)地屬乙類中等液化場(chǎng)地，砂土液化現(xiàn)象一旦發(fā)生極易造成地基液化沉降，影響周邊商場(chǎng)及多所學(xué)校正常運(yùn)行。為避免這種災(zāi)害的影響，工程后續(xù)通過改良場(chǎng)區(qū)排水條件、增加上覆非液化土層厚度及對(duì)液化土層采取壓密注漿和劈力注漿加固等抗液化措施，有效消除了研究區(qū)砂土地震液化影響。

3 結(jié)論

本文通過對(duì)上海市包頭路段項(xiàng)目砂土層液化情況的研究，得出如下結(jié)論：

（1） 對(duì)研究區(qū)砂土層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法定性評(píng)價(jià)時(shí)，通過絕對(duì)差值百分比APD對(duì)土層液化狀態(tài)作出初步劃分，49組土層樣本中14組存在判別誤差或失誤。

（2） 以不存在判別誤差或失誤的35組土層數(shù)據(jù)為訓(xùn)練樣本，構(gòu)建對(duì)場(chǎng)區(qū)砂土層具有針對(duì)性和適宜性的距離判別分析評(píng)價(jià)模型。再用此模型分析其余14組土層樣本，結(jié)果顯示，回代誤判率為0，本文距離判別模型準(zhǔn)確率為100%，14組砂土樣本判別結(jié)果可信。最后，按照“不利情況”，確定研究區(qū)共有37組土層發(fā)生液化。

（3） 本文將SPT和DDA應(yīng)用于上海市包頭路段砂土液化評(píng)價(jià)中，通過提出絕對(duì)差值百分比APD的概念，建立了一套客觀全面且匹配研究區(qū)工程地質(zhì)特性的綜合性評(píng)價(jià)方法。為類似地質(zhì)條件場(chǎng)區(qū)的砂土液化穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供參考和借鑒。

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（本文編輯：張向紅）

收稿日期：2022-01-05

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（40961001）

第一作者簡(jiǎn)介：郝少雷（1996-），男，碩士研究生，研究方向?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害防治。E－mail：976247368@qq.com。

通信作者：張 兵（1965-），男，教授，研究方向?yàn)槁糜蔚刭|(zhì)。E－mail：zhangbing@kmust.edu.cn。