飽和砂土及飽和粉土液化判別與計算.總結

1、液化土的判別與計算一、判別依據建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2010：第 4.3.1 條： 飽和砂土和飽和粉土（不含黃土）的液化判別和處理， 6 度時，一般情況下可不進行判別與處理， 但對液化沉陷敏感的乙類建筑可按7 度的要求進行判別與處理，79度時，乙類建筑可按本地區(qū)抗震設防烈度的要求進行判別與處理。第 4.3.2條（本人加注： 此屬強制性條文） ： 地面下存在飽和砂土和飽和粉土時，除 6 度外，應進行液化判別；存在液化土層的地基，應根據建筑的抗震設防類別、地基的液化等級，結合具體情況采取相應的措施。 （注：本條飽和土液化判別不含黃土、粉質粘土）第 4.3.4 條： 當飽和粉土、或飽和砂土

2、的初步判別認為需要進一步進行液化判別時，應采用標準貫入試驗判別法判別地面以下 20m 范圍內土的液化；但對本規(guī)范第 4.2.1 條規(guī)定可不進行天然地基和基礎的抗震承載力驗算的各類建筑可只判別地面以下15m范圍內土的液化。當飽和土標準貫入錘擊數N）（不經桿長修正）小于或等于液化判別標準貫入錘擊數臨界值時，應別為液化土?！镜?4.2.1 條： 1 本規(guī)范規(guī)定可不進行上部結構抗震驗算的建筑； 2 地基主要受力層系指條形基礎底面下深度3b （b為基礎底面寬度）、獨立基礎下1.5b,且厚度不小于 5m 的范圍 范圍內不存在軟弱粘性土層（指7度、 8度和 9度時，地基承載力特征值分別小于80、100和12

3、0kpa的土層）的建筑：1） 一般的單層廠房和單層空曠房屋、2）砌體房屋、3）不超過8 層且高度在24m 以下的一般民用框架和框架 抗震墻房屋、4）基礎荷載與“3）項”相當的多層框架房屋和多層混凝土抗震墻房屋】二、判別方法第 4.3.3條：飽和粉土及飽和砂土的液化判別1、地質年代為晚更新世（Q3）及以前的地層，7、8度時可判別為不液化。2、粉土的粘粒（粒徑<0.005 mm的顆粒）含量百分率：7度、8度和9度分別 不小于 10、 13 和 16 時可判別為不液化。3、淺埋天然地基的建筑，當上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時，可不考慮液化影響：1） du>d0+db-

4、22） dw> du +d b-33） du+ dw>1.5d0+2db-4.5式中du-上覆非液化土層厚度（m） ，計算時宜將其內淤泥及淤泥質土層扣除；dw-地下水位深度（m） ，宜按設計基準期內年平均最高水位采用，也可按近期內年最高水位采用； 當區(qū)域地下水位處于變動狀態(tài)時， 應按不利的情況考慮。db- 基礎埋置深度（m） ，不超過 2m 時應采用 2m；d0液化土特征深度（m）,按下表采用:土名7度8度9度粉土678砂土7891、標準貫入錘擊數臨界值N=r1）標準貫入錘擊數臨界值N=r計算公式液化判別標準貫入錘擊數臨界值N=r按下式GB50011-2010第4.3.4條式（4.

5、3.4）計算：N=N°B ln（0.6 ds+1.5）-0.1 dw J3/ pc式中N0-液化判別標準貫入錘擊數基準值，可按下表取值:設計地震基本加速度值（g）0.100.150.200.300.40標準貫入錘擊數基準值Nd710121619ds-飽和土標準貫入試驗點深度（mj）（取試驗點的底界深度）； dL地下水位深度（m （取被計算孔的穩(wěn)定水位深度）；pc一粘粒百分率含量，當小于 3或為砂土時取3 （此時實際'3/pc=1）, 這里須注意一點，當不是砂土且不小于3時應按實際值代入計算；B 調整系數，設計地震分組為第一組，取 0.80;第二組取0.95;第三組 取 1.0

6、5。2）當飽和土標準貫入錘擊數 N （不經桿長修正）小于或等于液化判別標準 貫入錘擊數臨界值時，應判別為液化土。2、液化指數IiE1）液化指數IiE計算公式f'iE”計算公式見 GB50011-2010-4.3.5式：IlE = £1-Ni/NcridiWi式中n-判別雨變范圍內每一個鉆孔標準貫入試驗點的總數N、N>i一分別為i點標準貫入錘擊數的試驗值與臨界值，當實測值大 于臨界值時應取臨界值；當只須判別15m范圍深度內的液化時，15m以下的實測值可按臨界值采用；di-i點所代表的土層厚度（m,可取與該標貫試驗點相鄰的上、下 兩標貫試驗點深度差的一半，但上界不高于地下水

7、位埋深，下界不深于液化深度；W-i 土層單位土層厚度的層位影響權函數值（單位為m1）,當該層中點深度不大于5m時應采用10,等于20m時應取0值，5 20m時應按線性內插法取值0：本人建議從小于 5m至等于20m的線段平分為16段（從<5m 5m、6m20m）,則計求以下各中點深度W可按W=9.375-0.625(i-5) 計算(結果按 4舍5入取值,精確到0.01 )，式中i為計算層的中點深度，單位為mi：這里必須注意：計算公式計算的IiE是每個鉆孔各標準貫入試驗點總數之和，即同時存在飽和粉土與飽和砂土時，應一并計算。2)液化等級判別液化等級與液性指數的對應關系表液化等級輕微中等嚴重液

8、性指數IiE0<IiE< 66<IiE< 18IiE>18三、計算實例1、實例資料1)、資料表土層名稱 及序號層底深度(m)標貫試驗點底深ds(m)錘擊數Nd(擊)備注粉質粘土3.25(1) 1.30(2) 2.651917粉 土6.15(3) 3.75(4) 5.05(5) 6.10987粉 砂8.20(6) 7.05 8.1097圓礫17.20注：標貫試驗點底深欄“(1) 1.30”中(1)”為試驗點編號i.余同。Wi見液性指數計算一節(jié)。2)、地下穩(wěn)定水位埋深有兩種情況：一是3.40m,二是1.95m；粉土粘粒含 量68%(平土MS 7.4%;場地抗震設防烈度

9、7度，設計地震分組第一組。2、計算與評價：1)標準貫入錘擊數臨界值 L計算與判別(1)己知水位埋深dw =3.40m,則0.1 dw=034;按規(guī)范規(guī)定，液化判別標 準貫入錘擊數基準值 M=10; B =0.8.則NB =8;粉土中粘粒含量百分率平均 74 具,3/ pc=0.637 ,粉砂按規(guī)范規(guī)定取 3%其“，3/ pc=1。分別代入后：粉土的 NdB3/ pc=, Nr =4.752N=8ln(0.6 ds+1.5)-0.34ln(0.6 ds+1.5)-0.34 上 粉砂的 口，j3/pc=8, 計算標準貫入錘擊數臨界值其。N3 N=5.096N4 N =5.096N5 N=5.096

10、ln(0.6ln(0.6ln(0.6X 3.75+1.5)-0.34X 5.05+1.5)-0.34X 6.10+1.5)-0.34=5.00<M=9擊,為不液化土=5.97<N=8擊,為不液化土=6.63<凡=7擊,為不液化土N6 Nr =8 ln(0.6X 7.05+1.5)-0.34 =11.25>勵=9 擊，為液化土N7 N=8 ln(0.6X 8.10+1.5)-0.34 =12.08>M=7擊，為液化土(2)己知水位埋深dw=1.95m,則0.1 dw=0.195;其他條件未變，分別代入后：粉土的N=r =4.752 1ln(0.6 ds+1.5)-0

11、.195 上 粉砂的Ncr=8ln(0.6ds+1.5)-0 .195 計算標準貫入錘擊數臨界值Ncr。N3 M =5.096 ln(0.6 X 3.75+1.5)-0.195 =5.74<N=9擊，為不液化土N M =5.096 ln(0.6 X 5.05+1.5)-0.195 =6.07<N4=8擊，為不液化土N5 M =5.096 ln(0.6 X 6.10+1.5)-0.195 =7.37>N5=7擊，為液化土N6 N =8 ln(0.6 X 7.05+1.5)-0.195 =12.41>N6=9擊，為液化土N7 N =8 ln(0.6 X 8.10+1.5)-

12、0.195 =13.24>N7=7擊，為液化土2)液性指數計算( 1) i 點所代表的土層厚度di 計算根據資料表， i 點所代表的土層厚度di 計算成果如下：d3= (5.05+3.75) /2-3.40=1.00(m) 或d3= (5.05+3.75) /2-3.25=1.15(m)注：前式取“ 3.40”是上界不高于地下水位埋深 3.40m,后式取“3.25” 是水位高于本試驗層上界(頂板) 。d4= (6.10+5.05) /2-(5.05+3.75) /2= (6.10-3.75) /2 =1.175(m) d5=6.15- (6.10+5.05) /2=0.575( m) 注

13、：取“6.15”是下界不深于液化深度，d7處“8.20”情況相同。d6= (8.10+7.05) /2-6.15=1.425( m) d7=8.20- (8.10+7.05) /2=0.625( m)( 2) i 點所在土層的中點深度zi 及對應層位影響權函數值計算根據資料表， 計算 i 點所在土層的中點深度zi( 等于 i 點所在土層的的上界加 i 點所代表的土層厚度di 的二分之一)，并計算確定Wi 的值：Z3=3.40+ d3/2=3.90(m) ， W3=10或Z3=3.25+ d3/2=3.825(m) ， W3=10Z4=3.75+ d4/2=3.75+1.175/2=4.338(

14、m) ， W4=10Z5=5.05+d5/2=5.05+0.575/2 =5 .338(m) ，W5=9.375-0.625X (5.338-5)=9.16Z6=6.15+d6/2=6.15+1.425/2=6.863(m) ，W6=9.375-0.625X (6.863-5)=8.21Z7=7.05+d5/2=7.05+0.625/2=7.363( m)W7=9.375-0.65X (7.363-5)=7.90以上計算表明 :標準貫入試驗i 點所在土層的中點深度zi 等于上一土層厚度底界深度加上 i 點所在土層厚度的一半。(1)地下水位埋深 3.40m 時：IiE= ( 1 9/11.25)

15、 X 1.42 5X8.21+ ( 1 7/12.08) X 0.62 5 X 7.90 =2.34+2.08 =4.42 <6,輕微液化(2)地下水位埋深 1.95m 時：5= ( 1 7/7.37) X 0. 5 75 X 9.16+ ( 1 9/11.25) X 1.42 5 X 8.21+ ( 1 7/ 12.08) X 0.62 5 X 7.90=0.26+2.34+2.08=4.68<6,輕微液化（4）標準貫入錘擊數臨界值NCr及液性指數計算成果土層標貫底深dsi （m）標貫擊數（擊）臨界值Ncri試點土層厚度dhi （m）i點土層中點深度 dzi （m）影響權函數彳1

16、 W液化指數IiE粉土3.7595.00 (5.74)1.153.825105.0585.97 (6.04)1.1754.338104.42 (4.68)6.1076.63 (7.37)0.5755.3389.16粉砂7.05911.25 (12.41)1.056.7258.218.10711.08 (13.24)0.6257.3637.90注:上表中臨界值Ncr與液化指數IiE兩欄內黑色為地下水位埋深3.40m時計算結果，紅色為水位195m時的結果。3）場地水位埋深3.40m,略低于粉土頂界，表明粉土的大部分與其下 粉砂處于地下水位之下，屬應進行液化判別的飽和土層。 粘粒分析表明，粉土 中含

17、量百分率68 （平土MS 7.4）小于規(guī)范規(guī)定抗震設防烈度7度場地所對應 的“10”，初判地震時可能產生液化；經標準貫入試驗判別法判別，粉土的標 準貫入錘擊數N0（見資料表，未經桿長修正）大于液化判別標準貫入錘擊數臨界 值M見本節(jié)（4）標準貫入錘擊數臨界值 M及液性指數計算成果表,為不液 化土層；當地下水位埋深1.95m時，孔深6.10m處標準貫入錘擊數N）小于液化判 別標準貫入錘擊數臨界值 N，為液化土；（兩種水位條件下）粉砂的標準貫入 錘擊數N0小于液化判別標準貫入錘擊數臨界值 M見本節(jié)（4）標準貫入錘擊數 臨界值NCr及液性指數計算成果表,為液化土層。液性指數IiE=4.42 （4.68）,液 化等級輕微。書是我們時代的生命 一一別林斯基書籍是巨大的力量一一列寧書是人類進步的階梯