破壞性地震發生時，我們(men) 常發現在災害區出現“噴砂”、“冒水”、“地陷”、“裂隙”等現象。相比大家熟知的崩塌、滑坡和泥石流等災害，這種容易被人們(men) 忽視的現象就是地震災害發生時的隱形殺手----地震液化（俗稱砂土液化）。

地震液化表麵上隻是出現噴砂冒水現象，但實際上它有可能導致堤岸滑塌、地麵開裂下沉，進而破壞地麵的公路、鐵路、地麵建築和重大工程建設設施。

01

地震液化是怎麽(me) 破壞地麵建築設施的？

地震液化是指，原本穩定的、以固體(ti) 狀為(wei) 主的砂土層，在地震作用下轉化為(wei) 失穩的混合液體(ti) 的行為(wei) 和過程，導致砂土層的支撐力減小。

圖1 地震前穩定的砂土層載荷示意圖

地震前，地下水位以下的飽和砂土體(ti) 承載著上麵土層和建築物的重量。這一重量大部分由砂土顆粒骨架像彈簧一樣的承擔，呈現穩定狀態（圖1）。

地震發生時，地殼內(nei) 部巨大的能量在快速的釋放過程中造成振動，在地殼內(nei) 部和表層產(chan) 生錯動和破裂。地下水位以下的砂土，瞬間受到巨大地震力的強烈作用，砂土層中的孔隙水來不及排出，空隙壓突然升高，致使原本穩定的砂土層的性質發生明顯變化，表現出類似液體(ti) 的特征。

這就好比原本穩定的地下支撐，突然之間變成可以四處流動的液體(ti) ，地麵建築設施就像漂浮在水上的浮萍，這種破壞力也就不言而喻。

02

哪些地方最容易發生地震液化？

地震液化能產(chan) 生巨大的破壞，但也不是每一次地震的元凶都是它。比如發生在基岩山區的地震，地震液化的危害就比較小，相反山崩、滑坡、泥石流這些災害的破壞性就會(hui) 占據主導地位。那麽(me) 什麽(me) 情況下，破壞性地震容易誘發地震液化呢？

我國的地質地形複雜，第四係鬆散的砂土沉積物約占全國麵積的1/4。特別在我國的華北平原、關(guan) 中地區、東(dong) 北平原區和東(dong) 南沿海地區，第四紀的鬆散砂土層厚度特別大。

此外，這些地區地勢平坦，人類活動密集，這些地區都是潛在的地震液化災害區，涉及北京、天津、西安、上海、唐山、沈陽、長春、黑龍江等多個(ge) 重要城市和地區。

03

地震液化的犯罪證據

地震液化災害直接影響人類的城鎮建設和發展，如1966年的邢台地震、1975年的海城地震、1976年的唐山地震、2008年汶川地震、2011年新西蘭(lan) 地震和2018年印度尼西亞(ya) 地震等幾次大地震中，地震液化災害在地震災害中都充當著隱形殺手的角色。

2008年5月12日汶川8.0級地震雖然發生在龍門山斷裂帶山區，但它同時在地勢平緩、第四紀鬆散堆積的多個(ge) 河穀地區造成了地震液化。

強烈地震發生時，地下深處含水的砂土層強烈液化，強液化的砂層沿一定的通道向地表垂直流動或噴出，至地表後呈圓丘狀，稱之為(wei) “液化溢出丘”（圖2）。同時在岷江河漫灘也出現地震液化，發生破壞河堤現象（圖3）。

圖2 汶川地震後形成的4個(ge) 代表性地震液化溢出丘

圖3 “5·12”汶川地震引發岷江河漫灘地震液化

2018年吉林鬆原5.7級地震雖然並未造成人員傷(shang) 亡，然而在地震發生後，在震區的幾處稻田地裏出現了一些深坑，有的還不斷地冒出泥漿和水，這令當地市民惴惴不安，有些害怕（圖4）。

圖4 2018年吉林鬆原5.7級地震後出現的地震液化

2011年2月22日新西蘭(lan) 發生的6.2級地震中，地震液化災害最為(wei) 顯著（圖5），新西蘭(lan) 第三大城市克賴斯特徹奇（簡稱“基督城”）在地震中受損嚴(yan) 重，因部分城區出現土壤液化現象，地下水滲出，地盤變形，這些區域的建築發生傾(qing) 斜、下陷甚至倒塌，不宜繼續使用。

圖5 新西蘭(lan) 克賴斯特徹奇的地震液化

04

理性對待，防患於(yu) 未然

對於(yu) 地震液化這個(ge) 隱形殺手，如果我們(men) 提前加以設防，還是可以有效地減少地震帶給我們(men) 的經濟和財產(chan) 損失。

隨著現代計算機技術的發展，我國乃至世界上多個(ge) 國家或大城市都在進行三維地質填圖工作。特別是近幾年的城市地質調查工作——對地下空間開展的勘探活動，使我們(men) 獲得了多個(ge) 地區的地下地質結構（圖6）。

如果我們(men) 能夠識別出這些容易發生液化的砂土層所在深度、砂土層厚度和空間分布範圍，那麽(me) 在工程建設和城市發展規劃時，就能夠對這些易液化的砂土層采取對應的措施，從(cong) 而降低地震液化的“犯罪”機會(hui) ，減少破壞性地震帶給我們(men) 的經濟和財產(chan) 損失。

圖6 三維城市地質調查模型


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