Language
Country/Area
No result found
為什麼鬆散的沙土在震動中變得如此脆弱？科學家們發現了什麼？
土壤液化現象一直是地質工程和地震學中的一個重要議題，尤其是當震動或其他壓力突然施加於飽和或部分飽和的鬆散土壤時，這種現象便會發生。科學家們透過多項研究，逐漸理清了這一過程的根本原因。
液化是指當土壤在外力作用下，其有效應力接近於零的情況，此時土壤失去強度，呈現出液體的特性。
土壤液化的概念首先由艾倫·哈澤（Allen Hazen）在1918年提到，他解釋了土壤顆粒間的水如何影響土壤的承載能力。在土壤液化發生的過程中，當外部施加的壓力急劇增加，飽和的鬆散沙土便容易失去原本的承載能力，從而使其表現出如液體般的性質。
許多因素影響著土壤液化的發生。尤其是在例如地震的情況下，鬆散的沙土在震動過程中所受的加載會導致孔隙水壓力上升，進一步減弱土壤的有效應力。這種現象在飽和的鬆散沙土中更為普遍，因為這些土壤在施加荷載時更容易壓縮。
土壤液化的影響常常是毀滅性的，包括建築物基礎的突變下沉和結構損壞。
液化現象的破壞性在歷史上有過許多記錄。例如，1989年洛馬普瑞塔地震及1995年神戶地震都造成了重大破壞，土壤液化是災難的主要原因之一。最近，2010年和2011年的基督城地震同樣因土壤液化導致了廣泛的住宅損壞。
在2018年，印尼中部蘇拉威西省發生了7.5級的大地震，隨之而來的是土壤液化，將巴拉羅亞和彼多博村淹沒至3米深。這樣的災難使印尼政府考慮將這些區域指定為公墓。
液化的可能性主要出現在年輕的、低密度的、飽和的沙土和淤泥中。
在土壤工程和建築設計方面，許多國家的建築法規規定了在設計新建築及基礎設施時必須考慮液化的影響。工程師們在設計橋樑、堤防和擋土牆等結構時，必須評估液化風險。
液化的潛力可以通過簡單的經驗法則來加以評估，主要參考三個要素：土壤對液化的抵抗力、地震荷載的強度以及土壤抵抗液化的 capacidad。這種評估涉及到土壤的標準穿透阻力和圓錐穿透阻力等參數。
許多建築物的基礎直接置於易液化沙土中，當液化發生時，建築物將遭遇突然的支撐損失。
不僅在海岸地帶，城市地區的液化風險同樣值得關注。當地表的水分流動受到擾動，液化的層面也會因為重力的影響而產生側向移動，造成財產損失和基礎設施的嚴重破壞。
土壤液化除了引起建筑物損壞，滲出來的液化土壤還可能對供水、天然氣和電力等基礎設施造成威脅。此外，土壤液化的發生頻率和影響的方法在學術界仍在積極研究中。
科學家們也在不斷發現新技術以減輕土壤液化的影響，例如通過土壤密實技術來強化海岸邊的建築。這樣的技術不僅能夠降低液化的風險，還能增加土壤的穩定性。
隨著氣候變遷和人類活動的影響，我們的生活環境面臨著前所未有的挑戰。因此，在設計未來基礎設施時，深化對土壤液化的認識至關重要。這是否將成為城市規劃中的一項重大考量，進而影響我們的生活質量？
