墨西哥发生M7.4级地震---岩土地震工程

墨西哥于2020年6月23日8点29分(山地时间) (北京时间6月23日23点29分)发生了7.4级地震, 影响深度26km, 震中位于太平洋海岸的Oaxaca, 不过这个地区人口稀少,造成的损失不会太大.

墨西哥是多震国家, 1985年发生的M8.0级地震, 曾经造成至少5000人死亡. 下表所列的是最近10年墨西哥发生的超过M7.0级的地震.

同处于太平洋板块边缘的洛杉矶,旧金山,西雅图,温哥华这几个大城市其实一直担心某一天强震会发生在这些地区,加利福尼亚的活动断层象一颗不定时炸弹, 随时可能爆发. 由于这些城市人口密集,一旦发生大的地震, 将造成巨大损失. 

因此, 在上述地区作岩土工程勘察和设计时必须考虑地震的影响, 至少要做常规的土的液化评价. 作为土木工程教育来说, Kramer的这本书是岩土地震工程的经典教材, 而作为岩土工程实践来说, 我们使用标准贯入试验(SPT)和静力触探试验(CPT)评价土的液化性能.

过去几十年发展出许多基于SPT和CPT的液化评价方法, 一些实用的计算机软件能够帮助岩土工程师快速判定土的液化性能, 包括NovoLIQ, NovoCPT,  Settle3D等. 

SPT作为最古老的岩土工程测试技术, 能够进行以下分析:

(1) 土液化安全系数

(2) 土液化概率

(3) 液化后地层移动, 包括土层的重新固结沉降; 水平移动和土的残余强度

CPT技术在最近30年得到了非常大的发展, 我曾经花了246加元买过一个不错的CPT处理软件, 不过后来这家公司倒闭了, 软件得不到更新.

作为岩土地震工程最好的科学研究工具, FLAC3D和3DEC引入了3D地震液化本构模型, 其中包括NorSand 和 P2P-Sand.

(1) NorSand 

NorSand（Jefferies 1993，Jefferies and Been 2015）是一种适用于砂的临界状态模型，其中砂颗粒间的相互作用是通过接触力和滑移而不是粘结来控制的，并入了状态参数以便捕获颗粒状土的行为，各种限制应力和密度。NorSand所需的土特性相对较少，可以通过常规实验室或原位测试进行估算。从非常松散的土的静态液化到非常稠密的土的膨胀，NorSand能够显式地捕获整个土的行为。

(2) P2PSand 

P2PSand(Practical Two-surface Plasticity Sand)模型是指针对通用3D岩土工程地震工程应用的实用两性SAND本构模型，旨在捕获基本的土壤动力特性。该模型是由Dafalias和Manzari（2004）开发的与织物膨胀相关的砂塑性DM04模型的改进扩展。通过修改一些公式而不会增加太多复杂性，通过在模拟结果与各种实验室或现场观察结果之间的匹配以及各种初始和加载条件下的经验关系，可以实现改进的性能。修改后的模型将所有与空隙率相关的组成成分切换为相对密度相关，并采用原位数据（例如标准贯入试验而非实验室中的实验数据）进行更简便的校准程序，同时保留了非常重要的后者的属性只能使用。该模型遵循DM04模型的一般多轴公式，因此可以用于一般3D边界值问题。该模型保留了以下特征：一组模型常数可以模拟具有不同初始相对密度和初始应力状态的不同响应。