液化诱发沉降简化评估方法：基于体积变形、剪切诱导与喷出效应的多组分集成模型

为解决液化诱发地面及浅基础建筑沉降评估难题，研究人员开发了集成体积变形(SV)、剪切诱导(SSH)和喷出效应(SE)的简化评估体系。通过建立双层计算模型，结合CPT数据与地震动强度参数(PGA7.5)，实现了多组分沉降的连续量化，为工程决策提供可靠依据。该成果发表于《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》。

　　

在地震工程领域，液化诱发的地面沉降和建筑物损坏一直是困扰工程界的重大难题。传统评估方法往往局限于单一机制分析，难以全面反映液化过程中复杂的多物理场耦合效应。特别是在2010-2011年坎特伯雷地震和2023年卡赫拉曼马拉什地震中，大量建筑因液化诱发的不均匀沉降导致严重破坏，暴露出现有评估体系的局限性。这些灾害案例凸显了开发集成化、精细化评估工具的紧迫性。

为攻克这一技术瓶颈，坎特伯雷大学(University of Canterbury)的研究团队开展了系统性研究，创新性地提出了融合体积变形、剪切诱导和喷出效应的多组分沉降评估框架。这项开创性工作发表在《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》上，为液化灾害防控提供了新的技术支撑。

研究采用多方法联用的技术路线：首先基于126个场地CPT数据建立双层计算模型；其次通过Zhang等(2002)方法计算体积应变，采用Bray和Macedo(2017)模型评估剪切诱导沉降；最后整合24个基准案例的喷出效应观测数据，构建完整的评估体系。关键技术包括CPT数据标准化处理、地震动强度参数(PGA_7.5)转换、以及基于案例库的统计建模。

研究结果主要体现在四个层面：

1. 体积变形机制：建立了最大体积应变(ε_v,max)与标准化锥尖阻力(q_c1Ncs)的定量关系，发现松散砂土(q_c1Ncs<100)的应变潜力是密实砂土的3-5倍。
2. 剪切诱导响应：揭示了基础宽度(B)和接触压力(Q)的耦合效应，当Q>150kPa时，剪切诱导沉降可占总沉降的40%以上。
3. 喷出效应评估：首次量化了喷出面积比(A_E/A_T)与地震动强度的关系，垂直连续(VC)沉积层的喷出风险是互层(IB)沉积的5-8倍。
4. 集成评估模型：提出的±25mm不确定性范围可覆盖90%的案例数据，验证了模型的可靠性。

在讨论部分，作者着重强调了三个创新点：一是首次实现了多组分沉降机制的协同评估，二是开发了适用于各类液化土层的普适性方法，三是通过1386组分析案例验证了模型的工程适用性。特别值得注意的是，该方法与离心机试验结果的吻合度达85%以上，为工程应用提供了充分依据。

这项研究的科学价值在于：建立了首个考虑喷出效应的完整沉降评估体系，解决了传统方法对喷出现象忽视的问题；工程意义体现在：简化计算流程使评估效率提升70%，为快速灾评和抗震设计提供了实用工具。正如作者指出，该模型可无缝整合未来研究进展，持续推动液化灾害评估技术的发展。