试述地震沙土液化的形成机制。

参考答案：（1）振动液化：砂土受振动时，若位于地下水位以下的饱水带，则变密就必须排水。地震的振动频率大约为1—1周/秒，在这种急速变化的周期性荷载作用下，伴随每一次振动周期的排水尚未完成，下一周期的孔隙度再减小又产生了。应排除的水不能排除，而水又是不可压缩的，所以空隙水必然承受由空隙度减小而产生的挤压力，于是就产生了剩余孔隙水压力或超孔隙水压力。前一的周期的孔隙水压尚未消散，下一周期产生的新的剩余孔隙水压力又叠加上来，故随振动持续时间的增长，剩余孔隙水压会不断累积增大。由饱水砂体的抗剪强度τ=（σn-pw）tgυ=σ0tgυ（pw孔隙水压；σ0为有效正应力）在地震前外力全部由砂骨架承担，此时孔隙水压力称中性压力，只承担本身压力即静水压力。令此时的孔隙水压力为pw0，振动过程中的剩余下滑孔隙水压力为△pw，，则振动前砂的抗剪强度为：τ=（σ-pw0）tanυ振动时：τ=［σ-（pw0+△pw）］tanυ随△pw累积性增大，最终pw0+△pw=σ，此时砂土的抗剪强度降为零，完全不能承受外荷载而达到液化状态。
（2）渗流液化：砂土经振动液化后，这时某一点的孔隙水压力不仅有振动前的静水压力（pw0），还有由于砂粒不相接触悬浮与水中以致全部骨架压力转化而成的剩余孔隙水压力（pwe）。震前孔隙水压呈静水压力分布，不同深度处侧压水位相同，没有任何水头差。振动液化形成剩余孔隙水压力以后，不同深度处的侧压水位就不在相等，产生上下水头差，随着深度增加侧压水位增高。若水力梯度恰好等于渗流液化的临界梯度，处于这个水力梯度，砂粒就在自下而上的渗流中失去重量，动水压力推动砂粒向悬浮状态转化，产生渗流液化使砂层变松。

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