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什麼是土壤液化

土壤液化是一箇在地震工程中常用的術語,它描述了一箇特定的地質現象,即在外力作用下,原本是固態的土壤轉變爲液態或粘稠的流質狀態。這種現象通常發生在飽和的疏鬆細砂、粉土質砂或粘土中,尤其是在地下水位較高的區域,如海岸地區、河水行經的沖積平原區或舊河道分佈區。

在平時,土壤顆粒之間由於地下水的壓力與土壤層間的壓力維持一箇平衡狀態,地下水與土壤層之間保持接口上的穩定。然而,當地震發生時,土壤受到應力影響,地下水的移動速度可能會超過土壤排出多餘水分的能力。這時,土體孔隙中的水壓力會累積上升,導致土壤剪力強度降低。如果這種情況持續發展,孔隙水壓會增大到足以使土粒在孔隙水中懸浮,土壤結構內部會變成像液體一樣可以流動的狀態,最終導致整個地盤失去承載力並且發生大量變形。

土壤液化會造成嚴重的後果,包括地基不均勻沉降、建築物開裂、傾斜甚至倒塌。在某些情況下,如果砂土層液化的位置較淺,或者地表分佈有疏鬆的孔隙,泥水還可能藉着壓力沿着裂隙噴發到地表,形成噴砂現象。這種地面上的噴砂現象是判別土壤液化的一箇重要指標。

最容易發生土壤液化的土壤是年代較近的細沙,或顆粒相當且排列整齊的泥土中,地層只有數尺厚,富含水分。這樣的地形通常可以在河岸、海岸或因風力而堆積而成的沙丘中找到。土壤液化的例子包括流沙、流粘土、濁流和地震液化。