一般来说,液化的发生是由于孔隙水压力的增大,有效应力的减小导致土体抗剪强度(无粘性土的抗剪强度主要来自于摩擦力)的减小或消失,使土体由固体状态变为液体状态的过程。关于液化的机理可以分为三种,砂沸,流滑和地震液化。此外,对于地震液化的研究还有一种说法是地震波的作用导致介质质点能量状态的改变而产生的位移变动。对于砂土震动液化中的强度变形有两种情况,一种是处于拉伸状态,一种是处于压缩状态,这两种状态都是由残余应变所引起, 但是液化后的变形组成不同。而对于砂沸和流滑的后果,一个引起的是冒水喷砂,一个是滑坡、堤坝溃坝等现象。
液化状态的判别可分为初始液化、实际液化和循环液化,但是它们三者之间并不是一个发生另一个一定要发生的关系,例如,可以是不发生初始液化就出现实际液化,或者只发生循环液化。关于液化判别的方法归结起来可以分为两种:一种是由 Seed 基于动三轴试验提出的初始液化为破坏基础(有效应力原理),在动荷载作用下,有效应力为 0时的应力状态被认为是土体的初始液化状态,然后,在循环荷载的持续作用下,出现积累的附加动变形和初始液化范围的扩大使得土体的整体强度被破坏或者是发生变形失稳;另一种是 Castro 和 Robertson 强调土的液化流动特征,即在动荷载作用下,液化时,土体将会发生过量的变形,位移和应变,以此作为判断是否液化的依据,而这并不要求必须达到初始液化的应力条件,因此,普遍认为第二种观点适合解决实际的液化问题。影响土体液化的因素可以分为四类:一是土体本身的性质条件(颗粒特征和结构特征,);二是动载荷条件(震动强度、震动持续时间和地面加速度);三是砂土的埋藏条件和排水条件(埋深、地下水位高低、上层土体的排水条件);四是土的初始应力状态和应力历史。现大多数文献是就这四种因素进行土体抗液化强度的研究和液化判别 。2100433B