原文链接：https://www.mdpi.com/2624-795X/6/4/80

论文标题：Soil Liquefaction in Sarangani Peninsula, Philippines Triggered by the 17 November 2023 Magnitude 6.8 Earthquake

期刊名：GeoHazards

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/geohazards

研究背景

2023年11月17日，菲律宾棉兰老岛以南近海发生矩震级6.8级地震，触发了萨兰加尼半岛低地地区的土壤液化现象。地震导致的砂土液化以喷砂冒水、地面裂缝、侧向扩展和地面变形等形式广泛发生，对部分建筑物造成了破坏。菲律宾位于复杂的构造活跃区，受菲律宾海板块与欧亚板块的汇聚作用控制，历史上曾多次发生由哥打巴托海槽俯冲引发的强震，并伴生液化灾害。此前关于萨兰加尼半岛地区详细的液化相关地下研究相对有限。本文旨在通过详细的野外测绘、地貌解释、地球物理勘探、与预测模型对比及粒度分析，系统查明此次地震的液化分布、控制因素及场地特征，为液化灾害评估和减灾提供科学依据。

研究内容

研究团队在地震发生后迅速开展了详细的现场勘测，在萨兰加尼半岛的多个城镇共测绘记录了69个液化点。液化现象主要集中在河三角洲、填土区、河漫滩、海滩等浅层地下水位较高的地貌单元。通过对液化喷出物的粒度分析显示，所有样品粒度均介于粉砂至中砂之间，属于易于液化的土壤类别。其中，布延和格兰帕迪杜的部分样品（BU1、GP1、GP2）完全落在“最易液化”的边界内。粒度参数分析表明，样品多为中等分选，与中等均匀系数（Cu值1.57-3.52）和可变曲率系数（Cc值0.53-1.16）相符，反映了其具有典型的可液化沉积物特征。研究还利用经验公式（如Hu提出的公式）评估了此次震级下可能发生液化的最大影响范围，结果显示，最远的液化点（距震中81公里）落在预测的最大震中距（120公里）之内。同时，所有观测点均位于菲律宾火山地震研究所（DOST-PHIVOLCS）绘制的区域液化灾害区划图范围内，验证了现有图件的适用性。

为评估场地地下条件，研究在12个液化点进行了微动折射波法（ReMi）和三分量微动测量（3CMt）等地球物理勘探。ReMi测量的结果显示，大部分场地的30米深度内平均剪切波速（Vs30）介于170 m/s至339 m/s之间，对应菲律宾国家结构规范（NSCP）中的SD和SE类场地（软至中硬土），其表层存在松散、软弱土层。Vs30最高（425 m/s）的Big Margus站点被归类为Sc类（很密实土/软岩），其液化可能仅限于表层较薄的疏松砂层。3CMt测量获得的场地特征周期及其推算的土壤厚度，与ReMi结果高度一致（决定系数R²达0.90），证实了两种方法在估算软弱土层厚度方面的可靠性。结合美国地质调查局（USGS）Shakemap模拟的峰值地面加速度（PGA，范围0.24-0.34g），研究计算了各场地的液化势指数（LPI）。结果表明，在12个调查点中，有8个具有“高”或“非常高”的液化势，这与现场观测到的液化现象相符。值得注意的是，即使在LPI被评定为“极低”的Small Margus、Big Margus和Batolaki等海滩区域，由于具备浅水位和强震动条件，实际也发生了液化，这凸显了在灾害评估中综合考虑多种因素的重要性。

图1. （A）萨兰加尼半岛 MW 6.8 地震的液化影响与（B）菲律宾大地构造背景。附加数据来源：活动断裂与海沟数据源自菲律宾火山地震研究所 [2]，地形图数据源自国家地图与资源信息局 [3]，行政区划边界数据源自菲律宾统计局 [4]。

图2. 萨兰加尼半岛选定点位喷出沉积物的粒度分析结果，图中标示了液化界限范围以供比较 [8,25]。

研究总结

本研究通过多学科方法的综合运用，全面评估了2023年Mw 6.8级地震在萨兰加尼半岛引发的土壤液化灾害。研究证实，液化主要发生在由松散、饱和砂质粉土构成的低地地貌单元，其分布范围和空间位置与现有灾害图及经验模型的预测结果吻合良好。地球物理勘探揭示了液化点下方普遍存在剪切波速较低的软弱土层，其厚度与微动测量结果相互印证，验证了非侵入式物探方法在场地表征中的有效性和可靠性。研究强调了，即使在初步评估中液化势较低的区域，在特定的地形地貌、水文条件和足够强的地震动作用下，仍可能发生液化。此次地震的震级低于该地区可能发生的最大潜在地震（Mw 7.9），这意味着未来更强烈的地震可能引发更广泛、更严重的液化灾害。本研究的成果不仅加深了对该地区液化机制的理解，所建立的综合调查方法体系也为类似地区的液化灾害评估、风险区划以及工程抗震设防提供了重要的技术范例和决策支持。

GeoHazards期刊介绍

主编：Prof. Dr. Zhong Lu, Roy M. Huffington Department of Earth Sciences, Southern Methodist University, Dallas, TX 75275, USA

Prof. Dr. Tiago Miguel Ferreira, Instituto Superior Técnico (IST), University of Lisbon, Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisbon, Portugal

期刊发表范围涵地球物理/地质灾害、气候及气候变化相关灾害、气象灾害、水文灾害、块体运动灾害以及人为和技术灾害等研究领域。自2020年创刊以来，被ESCI、Scopus、GeoRef等多个权威数据库收录。