AlgoLiq - 土壤液化潜力与地震沉降分析软件

AlgoLiq 是一款用于评估地震作用下土壤的液化潜力和震后沉降，符合 2018 年 NTC（意大利技术规范）、三级地震微区划（Microzonation Level III）区域规范及 CNR（意大利研究委员会）指南。

该软件通过处理动态触探试验（SPT）、静力触探试验（CPT/CPTu）以及基于剪切波速（Vs）的地球物理测量结果，计算液化安荃系数，采用广泛传播文献中成熟且更新后的计算方法。AlgoLiq 生成完整的技术报告，包含分析表格和说明性图像，为地震规划和设计活动提供文档化支持。

主要特点

1. 多种液化评估方法

软件根据现场试验类型和用户选择的参考标准，提供多种计算方法：

基于 SPT 和 CPT 的方法：

• Youd 等人（2001）

• Idriss 和 Boulanger（2008）

• Idriss 和 Boulanger（2014）

基于剪切波速（Vs）的方法：

• Andrus 和 Stokoe（2000）

• Kayen 等人（2013）

液化势指数计算方法：

• Iwasaki 等人（1978）

• Sonmez（2003）

2. 初步行为指标 Ic 解释

软件集成 CPT 试验初步解释模块，根据 Robertson 和 Wride 提出的方法，按深度计算土体行为指标（Ic）。软件自动识别易液化层（通常 Ic ≤ 2.6 为颗粒材料阈值），并允许根据场地地质条件在 2.4 到 2.8 之间调整。

3. 现场调查综合数据库

内部数据库用于存储、查询和使用岩土试验数据，支持：

• 上传 SPT、CPT/CPTu、SCPT、MASW、井内试验、交叉孔试验等

• 完整存储试验参数和数值结果

• 自动或手动地理参考，并在交互式地图上显示位置

• 直接使用数据库数据进行分析，无需手动重新输入

4. 地层模型管理

用户可定义场地地层结构，包括岩层、地下水位、材料物理与动力学特性（粒度曲线、细料含量 FC、单位重量、动态剪切模量、阻尼比）。同一项目可并行管理多个地层配置，用于参数灵敏性分析。软件实时计算静水压力变化趋势。

5. NTC 2018 排除液化试验条款

软件集成 NTC 2018 第 7.11.3.4.2 条款，自动检查排除液化验证的条件：

• 预期自由场地地震加速度 PGA < 0.1g

• 含水层平均深度 > 15 米（且场地近乎水平、浅基础）

• 渗透阻力高：SPT (N1)60 > 30 或 CPT qc1N > 180

• 级配分布位于标准规定区域外（根据均匀系数 Uc 判断）

6. 沉降与侧向位移计算

• 沉降计算：

  • 饱和颗粒土：地震液化引起的震后沉降

  • 非饱和颗粒土：振动过程中的压实沉降

  • 软土：慢速固结沉降

  • 方法包括：CPT 方法（Zhang 等 2002）、SPT 方法（Wu & Seed 2004）、非饱和土 Pradel 方法（1998）、软粘土 Yasuhara & Andersen 模型（1991）

• 侧向位移（侧向扩展）：

  • 采用 Zhang 等人（2004）提出的横向位移指数（LDI），基于 CPT 数据估算预期的水平位移。适用于坡度适中或近乎平坦但存在滑动特征的场地。

7. 结果可视化与报告

提供图形和表格输出，便于数据读取与分析。自动生成完整技术报告，包含分析表格和说明性图像。

应用领域

• 地震微区划（三级）：评估液化潜力和地震沉降，生成微区划所需参数

• 结构抗震设计：为建筑、桥梁、基础设施提供场地液化风险评估

• 岩土工程勘察：处理 SPT、CPT、Vs 数据，生成液化安荃系数

• 震后沉降评估：估算饱和与非饱和土层的震后沉降量

• 侧向扩展风险评估：识别潜在侧向位移区域，指导防洪堤、管道等线状工程的规划

• 科研与教学：支持多种主流液化评估方法的对比研究

英文介绍

AlgoLiq is a professional application for evaluating soil liquefaction potential and post-earthquake settlements, compliant with Italian NTC 2018, Level III seismic microzonation guidelines, and CNR recommendations. The software processes SPT, CPT/CPTu, and Vs geophysical measurements to compute factor of safety against liquefaction using established methods from international literature.

Key Features:

• Multiple liquefaction assessment methods: Youd et al. (2001), Idriss & Boulanger (2008, 2014), Andrus & Stokoe (2000), Kayen et al. (2013)

• Liquefaction potential indices: Iwasaki (1978) and Sonmez (2003)

• Ic behavior index interpretation for CPT data (Robertson & Wride)

• Integrated database for site investigation management (SPT, CPT, MASW, cross-hole, etc.)

• Stratigraphic model management with multiple configurations

• Automatic checks for NTC 2018 Section 7.11.3.4.2 liquefaction exclusion conditions

• Settlement calculations: liquefaction-induced settlement, compaction settlement, consolidation settlement (Zhang 2002, Wu & Seed 2004, Pradel 1998, Yasuhara & Andersen 1991)

• Lateral displacement index (LDI) for lateral spreading assessment (Zhang et al. 2004)

• Comprehensive reporting with tables and graphical outputs

Applications: Seismic microzonation, structural design, geotechnical investigations, post-seismic settlement assessment, lateral spreading risk evaluation.