《抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》多媒體課件

1、 重點(diǎn)掌握 場(chǎng)地土與場(chǎng)地類別； 砂土液化。 了解內(nèi)容 地基與基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算； 軟土地基與樁基的抗震設(shè)計(jì)。本章學(xué)習(xí)內(nèi)容n 場(chǎng)地場(chǎng)地(site)(site) 即指工程群體所在地，具有相似的反應(yīng)譜特征，其范圍相當(dāng)即指工程群體所在地，具有相似的反應(yīng)譜特征，其范圍相當(dāng)于廠區(qū)、居民小和自然村或不小于于廠區(qū)、居民小和自然村或不小于1.0平方公里的平面面積。平方公里的平面面積。 2.1場(chǎng)地場(chǎng)地按建筑按建筑物震害物震害程度程度有利場(chǎng)地不利場(chǎng)地危險(xiǎn)場(chǎng)地堅(jiān)硬土中硬土軟弱土山丘山嘴液化土滑坡泥石流地裂 水邊地的地下水邊地的地下水位較高，土質(zhì)也水位較高，土質(zhì)也較松軟，容易在地較松軟，容易在地震時(shí)產(chǎn)生土壤滑動(dòng)震時(shí)產(chǎn)生土壤

2、滑動(dòng)或地層液化?；虻貙右夯?。 山坡地在地震山坡地在地震時(shí)會(huì)產(chǎn)生土壤滑動(dòng)。時(shí)會(huì)產(chǎn)生土壤滑動(dòng)。 用另外的土石用另外的土石來(lái)填補(bǔ)地基，常有來(lái)填補(bǔ)地基，常有土壤密實(shí)度不足情土壤密實(shí)度不足情形，導(dǎo)致建筑物在形，導(dǎo)致建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生傾斜、地震時(shí)產(chǎn)生傾斜、沉陷。沉陷。 沖積地的土質(zhì)沖積地的土質(zhì)松軟，地震時(shí)容易松軟，地震時(shí)容易塌陷，如果此處有塌陷，如果此處有地下水層，還容易地下水層，還容易發(fā)生液化。發(fā)生液化。 2.1場(chǎng)地場(chǎng)地n 不利的場(chǎng)地條件不利的場(chǎng)地條件 谷地或低地，這里的建筑物谷地或低地，這里的建筑物容易在地震發(fā)生時(shí)，受土石崩塌容易在地震發(fā)生時(shí)，受土石崩塌破壞。破壞。 n 不利的場(chǎng)地條件不利的場(chǎng)地條件

3、2.1場(chǎng)地場(chǎng)地臨近懸崖臨近懸崖, ,容易滑落。容易滑落。薩爾瓦薩爾瓦多地震多地震引發(fā)了引發(fā)了一巨大一巨大的泥石的泥石流，數(shù)流，數(shù)百戶人百戶人家被埋家被埋在泥石在泥石里，估里，估計(jì)有計(jì)有1200多多人遇難。人遇難。n 不利的場(chǎng)地條件不利的場(chǎng)地條件 2.1場(chǎng)地場(chǎng)地n 不利的場(chǎng)地條件不利的場(chǎng)地條件 2.1場(chǎng)地場(chǎng)地 斷裂帶是地質(zhì)上的薄弱環(huán)節(jié)，淺斷裂帶是地質(zhì)上的薄弱環(huán)節(jié)，淺源地震多與斷裂活動(dòng)有關(guān)。源地震多與斷裂活動(dòng)有關(guān)。n 不利的場(chǎng)地條件不利的場(chǎng)地條件 2.1場(chǎng)地場(chǎng)地u對(duì)符合下列規(guī)定之一的情況，可忽略發(fā)震斷裂錯(cuò)動(dòng)對(duì)地面對(duì)符合下列規(guī)定之一的情況，可忽略發(fā)震斷裂錯(cuò)動(dòng)對(duì)地面建筑的影響。建筑的影響。：抗震設(shè)防烈

4、度小于抗震設(shè)防烈度小于8 8度；度；非全新世活動(dòng)斷裂；非全新世活動(dòng)斷裂；抗震設(shè)防烈度為抗震設(shè)防烈度為8 8度和度和9 9度時(shí)，前第四紀(jì)基巖隱伏斷度時(shí)，前第四紀(jì)基巖隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大于裂的土層覆蓋厚度分別大于60m60m和和90m90m。u 對(duì)不符合上文第對(duì)不符合上文第1 1款規(guī)定的情況，應(yīng)避開(kāi)主斷裂帶。其避讓距離不款規(guī)定的情況，應(yīng)避開(kāi)主斷裂帶。其避讓距離不宜宜 小于下表對(duì)發(fā)震斷裂最小避讓距離的規(guī)定。小于下表對(duì)發(fā)震斷裂最小避讓距離的規(guī)定。建筑抗震設(shè)防類別建筑抗震設(shè)防類別烈度烈度發(fā)震斷裂最小避讓距離發(fā)震斷裂最小避讓距離1. 場(chǎng)地土場(chǎng)地土 (Site Soil)(Site Soil) 指場(chǎng)

5、地范圍內(nèi)的地基土。指場(chǎng)地范圍內(nèi)的地基土。n 一般地，軟弱地基對(duì)建筑物有增長(zhǎng)周期、改變振型和增大阻尼的作一般地，軟弱地基對(duì)建筑物有增長(zhǎng)周期、改變振型和增大阻尼的作用。在軟弱地基上，柔性結(jié)構(gòu)最容易破壞，剛性結(jié)構(gòu)則較好；堅(jiān)硬地基用。在軟弱地基上，柔性結(jié)構(gòu)最容易破壞，剛性結(jié)構(gòu)則較好；堅(jiān)硬地基上，柔性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)較好，而則性結(jié)構(gòu)有的表現(xiàn)較差?？偟膩?lái)說(shuō)，軟弱地上，柔性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)較好，而則性結(jié)構(gòu)有的表現(xiàn)較差。總的來(lái)說(shuō)，軟弱地基更為不利?；鼮椴焕?。n 場(chǎng)地土對(duì)建筑物震害的影響，主要與場(chǎng)地土的堅(jiān)硬程度和土層的組場(chǎng)地土對(duì)建筑物震害的影響，主要與場(chǎng)地土的堅(jiān)硬程度和土層的組成有關(guān)。成有關(guān)。n 場(chǎng)地土類別的劃分可按土層的場(chǎng)

6、地土類別的劃分可按土層的剪切波速剪切波速Vs或或等效剪切波速等效剪切波速Vse來(lái)劃來(lái)劃分。分。n 等效剪切波速等效剪切波速se是根據(jù)地震波通過(guò)計(jì)算深度范圍內(nèi)多層土層的時(shí)是根據(jù)地震波通過(guò)計(jì)算深度范圍內(nèi)多層土層的時(shí)間等于該波通過(guò)計(jì)算深度范圍內(nèi)單一土層所需時(shí)間的條件求出的。間等于該波通過(guò)計(jì)算深度范圍內(nèi)單一土層所需時(shí)間的條件求出的。2.1場(chǎng)地場(chǎng)地2.1.1 場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度等效剪切波速等效剪切波速se為何用剪切波速而非壓縮波來(lái)判定土的類型？為何用剪切波速而非壓縮波來(lái)判定土的類型？EVEVEVEVPsPs522.3;581.0054.1;645.048.048.02.02.0

7、)21)(1()1(;)1(2EVEVPs2.1場(chǎng)地場(chǎng)地2.1.1 場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度先由波速公式說(shuō)起：先由波速公式說(shuō)起：當(dāng)泊松比變化時(shí)：當(dāng)泊松比變化時(shí)：為何用剪切波速而非壓縮波來(lái)判定土的類型？為何用剪切波速而非壓縮波來(lái)判定土的類型？由式 可知：泊松比對(duì)剪切波速度影響不太大，相對(duì)穩(wěn)定，而對(duì)壓縮波影響很大（例如=0.20.48時(shí)）。這種變化特征對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試VP時(shí)的要求很高，而實(shí)際上很難做到。土可以認(rèn)為是由骨架（礦物、砂粒等）與填充物（氣體、液體等）組成。剪切波不能在氣體或液體中傳播，即VS只與土的骨架性質(zhì)有關(guān)，而與填充特?zé)o關(guān)。巖土的骨架和顆粒之間的連接形式，是在一定的歷

8、史時(shí)期形成的，它相對(duì)穩(wěn)定。而壓縮波則不同，它可以在任何介質(zhì)中傳播，所以而壓縮波則不同，它可以在任何介質(zhì)中傳播，所以VP除除了與土的壓實(shí)程度和彈性常數(shù)有關(guān)外，還和巖土的含水量和人了與土的壓實(shí)程度和彈性常數(shù)有關(guān)外，還和巖土的含水量和人類活動(dòng)等因素有關(guān)，因此，用類活動(dòng)等因素有關(guān)，因此，用VS則更能客觀地反映土的性質(zhì)。則更能客觀地反映土的性質(zhì)。)21)(1()1(;)1(2EVEVPs2.1場(chǎng)地場(chǎng)地2.1.1 場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度 剪切波速的測(cè)試剪切波速的測(cè)試方法方法 震源設(shè)備：震源設(shè)備： 主要主要有擊板法有擊板法 、彈簧激振、彈簧激振法和定向爆破法三種。法和定向爆破法三種。

9、測(cè)試儀器：測(cè)試儀器：由孔由孔內(nèi)三分量檢波器與地震內(nèi)三分量檢波器與地震儀組成。儀組成。 測(cè)試方法測(cè)試方法: 單孔法單孔法單孔法單孔法(單孔檢層法單孔檢層法,也也稱彈性波速度測(cè)井稱彈性波速度測(cè)井 、 跨孔法、折射波法等?？缈追?、折射波法等。 2.1場(chǎng)地場(chǎng)地2.1.1 場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度地震儀充氣裝置氣囊三分量檢波器 單孔法波速測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)連接圖 vs1vs2vsivsnd1d2didnd1d0自然地面自然地面vsed0自然地面自然地面 等效剪切波速等效剪切波速Vse的確定方法的確定方法2.1場(chǎng)地場(chǎng)地2.1.1 場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度niidd10nisi

10、ivdt1nisiiniisevddtdv110土的類型 巖土名稱和性狀 土層剪切波速范圍（m/s）堅(jiān)硬土或巖石 穩(wěn)定巖石，密實(shí)的碎石土s500 中硬土 中密、稍密的碎石土，密實(shí)、中密的礫、粗、中砂，fak200的粘性土和粉土，堅(jiān)硬黃土 500s250 中軟土 稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細(xì)、粉砂，fak200 的粘性土和粉土，fak130 的填土，可塑黃土 250s140 軟弱土 淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的粘性土和粉土，fak130 的填土，流塑黃土 s140 2.1場(chǎng)地場(chǎng)地2.1.1 場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度土的類型劃分和剪切波速范圍土的類型劃分和剪切波速范

11、圍2. 場(chǎng)地覆蓋層厚度場(chǎng)地覆蓋層厚度(Thickness of site soil layer)(Thickness of site soil layer) 在一般情況下，可取地面至剪切波速大于在一般情況下，可取地面至剪切波速大于500m/s的堅(jiān)的堅(jiān)硬土層或巖層頂面的距離；硬土層或巖層頂面的距離； 當(dāng)?shù)孛娈?dāng)?shù)孛?m以下存在剪切波速大于相鄰上層土剪切波速以下存在剪切波速大于相鄰上層土剪切波速2.5倍的土層且其下臥巖土層的剪切波速均不小于倍的土層且其下臥巖土層的剪切波速均不小于400m/s時(shí)，亦可取地面至土層頂面的距離作為覆蓋層時(shí)，亦可取地面至土層頂面的距離作為覆蓋層厚度；厚度； 若土層中有剪切波

12、速大于若土層中有剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應(yīng)的孤石、透鏡體，應(yīng)視同周圍土層，土層中的火山巖硬夾層應(yīng)視為剛體，視同周圍土層，土層中的火山巖硬夾層應(yīng)視為剛體，其厚度應(yīng)從覆蓋土層中扣除。其厚度應(yīng)從覆蓋土層中扣除。 一般來(lái)講，震害隨著覆蓋層厚度的增加而加重。一般來(lái)講，震害隨著覆蓋層厚度的增加而加重。2.1場(chǎng)地場(chǎng)地2.1.1 場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度場(chǎng)地土及場(chǎng)地覆蓋層厚度 抗震規(guī)范抗震規(guī)范指出：建筑場(chǎng)地類別應(yīng)根據(jù)指出：建筑場(chǎng)地類別應(yīng)根據(jù)土層等效剪切速波土層等效剪切速波和和場(chǎng)地覆蓋層厚度場(chǎng)地覆蓋層厚度劃分為劃分為4類類。2.1場(chǎng)地場(chǎng)地2.1.2 場(chǎng)地類別場(chǎng)地類別等效剪切波速等效剪切波速(m/s

13、)場(chǎng)地類別場(chǎng)地類別se5000500se25014050se140158080 各類建筑場(chǎng)地的覆蓋層厚度各類建筑場(chǎng)地的覆蓋層厚度 例：已知某建筑場(chǎng)地的鉆孔土層資料如表所示，試確定該建筑例：已知某建筑場(chǎng)地的鉆孔土層資料如表所示，試確定該建筑場(chǎng)地的類別。場(chǎng)地的類別。層底深層底深度度(m)土層厚土層厚度度(m)土的名稱土的名稱剪切波剪切波速速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土200632.9細(xì)砂細(xì)砂31069.56.5礫混粗砂礫混粗砂520(2)(2)地面下地面下20m20m以上場(chǎng)地土類型以上場(chǎng)地土類型t

14、dvse/0m/s3577.146130/5 .10170/5 . 92010nisiivdd解：解：(1)(1)確定覆蓋層厚度確定覆蓋層厚度063md (3)(3)確定建筑場(chǎng)地類別確定建筑場(chǎng)地類別屬于中軟土屬于中軟土屬于屬于類場(chǎng)地類場(chǎng)地2.1場(chǎng)地場(chǎng)地2.1.2 場(chǎng)地類別場(chǎng)地類別v 下列建筑可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算：下列建筑可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算：n 砌體房屋砌體房屋n 地基主要受力層范圍內(nèi)不存在地基主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱粘性土層軟弱粘性土層的下列建的下列建筑筑: 一般單層廠房、單層空曠房屋一般單層廠房、單層空曠房屋; 不超過(guò)不超過(guò)8層且高度在層且高度在25m

15、以下的一般民用框架房屋以下的一般民用框架房屋; 基礎(chǔ)荷載與上一項(xiàng)相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房?；A(chǔ)荷載與上一項(xiàng)相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房。n 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)規(guī)定可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑。算的建筑。 注：軟弱粘性土層指注：軟弱粘性土層指7度、度、8度和度和9度時(shí)，地基土靜承度時(shí)，地基土靜承載力特征值分別小于載力特征值分別小于80kPa、100kPa和和120kPa的土層。的土層。2.2 天然地基與基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算天然地基與基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算2.2.1 2.2 天然地基與基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算天然地基與基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算 由于作用時(shí)間短促，只能讓地基產(chǎn)生彈性變形，而永久變形卻來(lái)不及由

16、于作用時(shí)間短促，只能讓地基產(chǎn)生彈性變形，而永久變形卻來(lái)不及發(fā)生，所以地震作用產(chǎn)生的地基變形較同值的靜載產(chǎn)生的變形要小得多。發(fā)生，所以地震作用產(chǎn)生的地基變形較同值的靜載產(chǎn)生的變形要小得多。因此，從容許變形的角度考慮，地基土的抗震承載力大于地基土的靜承載因此，從容許變形的角度考慮，地基土的抗震承載力大于地基土的靜承載力。力。 另外，考慮到地震作用的偶然性和短暫性以及工程結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，地另外，考慮到地震作用的偶然性和短暫性以及工程結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，地基在地震作用下的可靠性可以比靜力荷載下的適當(dāng)降低，故在確定地基土基在地震作用下的可靠性可以比靜力荷載下的適當(dāng)降低，故在確定地基土的抗震承載力時(shí)，其取值應(yīng)比地

17、基土的靜承載力有所提高。的抗震承載力時(shí)，其取值應(yīng)比地基土的靜承載力有所提高。 地震乃極短期動(dòng)載，地震乃極短期動(dòng)載， 土體在此作用下，土體在此作用下， 孔隙水壓力來(lái)不及消散，孔隙水壓力來(lái)不及消散， 此此時(shí)地基承載力實(shí)從抗剪總應(yīng)力而來(lái)。時(shí)地基承載力實(shí)從抗剪總應(yīng)力而來(lái)。 靜載下，孔隙水壓力來(lái)的及消散，靜載下，孔隙水壓力來(lái)的及消散，此時(shí)地基承載力實(shí)從抗剪有效應(yīng)力而來(lái)，此時(shí)地基承載力實(shí)從抗剪有效應(yīng)力而來(lái)， 故地基的抗震承載力大于靜承故地基的抗震承載力大于靜承載力載力. 但有一個(gè)前提是土體不得液化，但有一個(gè)前提是土體不得液化， 故此結(jié)論只適用于非液化地基。故此結(jié)論只適用于非液化地基。 地基土的動(dòng)承載力與靜

18、承載力比較，哪個(gè)大？地基土的動(dòng)承載力與靜承載力比較，哪個(gè)大？ 2.2.2 1、地基土的抗震承載力asaEff)5 . 0()3(dbffmdbaka2.2 天然地基與基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算天然地基與基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算n 地基土的抗震承載力地基土的抗震承載力faE巖土名稱和性狀巖土名稱和性狀s巖土，密實(shí)的碎石土，密實(shí)的礫、粗、中砂，巖土，密實(shí)的碎石土，密實(shí)的礫、粗、中砂，fak300粘性土和粉土粘性土和粉土1.5中密、稍密的碎石土，中密和稍密的礫、粗、中砂，密實(shí)和中密的細(xì)、中密、稍密的碎石土，中密和稍密的礫、粗、中砂，密實(shí)和中密的細(xì)、粉砂，粉砂，150fak300粘性土和粉土，堅(jiān)硬的黃土粘性土和粉土，堅(jiān)硬的

19、黃土1.3稍密的細(xì)、粉砂，稍密的細(xì)、粉砂，100fak150粘性土和粉土，新近沉積的粘性土粘性土和粉土，新近沉積的粘性土和粉土和粉土,可塑性黃土可塑性黃土1.1 淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的砂，填土新近堆積的黃土及流塑的黃土淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的砂，填土新近堆積的黃土及流塑的黃土1.02.2.2 地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù) 2、地震作用下天然地基的抗震驗(yàn)算2.2 天然地基與基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算天然地基與基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算2.2.2 pmaxp地基反力示意圖地基反力示意圖 a Em a xa E1 .2pfpf驗(yàn)算天然地基地震作驗(yàn)算天然地基地震作用下的豎向承載力時(shí)，可用下的豎向承載力時(shí)，可

20、認(rèn)為其在基礎(chǔ)底面所產(chǎn)生認(rèn)為其在基礎(chǔ)底面所產(chǎn)生的壓力是直線分布的。按的壓力是直線分布的。按地震作用效應(yīng)地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合的的基礎(chǔ)底面平均壓力和邊緣基礎(chǔ)底面平均壓力和邊緣最大壓力應(yīng)符合下列各式最大壓力應(yīng)符合下列各式要求：要求： n 液化（液化（Liquefaction Liquefaction ）的定義）的定義 n 大家都有這樣的經(jīng)驗(yàn)：敲擊盛滿干砂的容器，砂子就會(huì)塞滿而表面下大家都有這樣的經(jīng)驗(yàn)：敲擊盛滿干砂的容器，砂子就會(huì)塞滿而表面下沉，可是對(duì)于飽和的砂子（指砂粒間充滿水的砂子，即通常在水面以沉，可是對(duì)于飽和的砂子（指砂粒間充滿水的砂子，即通常在水面以下的砂子）給予振動(dòng)，其壓縮性能就低。

21、下的砂子）給予振動(dòng)，其壓縮性能就低。n 如果砂粒之間了孔隙中充滿了水，由于地震時(shí)砂粒力求趨于緊狀態(tài)，如果砂粒之間了孔隙中充滿了水，由于地震時(shí)砂粒力求趨于緊狀態(tài)，但是，砂粒之間的水是不可壓縮的。因此，水的壓力就增大了，地基但是，砂粒之間的水是不可壓縮的。因此，水的壓力就增大了，地基有效垂直壓應(yīng)力減少了，克服了砂土的剪切強(qiáng)度，地基土就液化了。有效垂直壓應(yīng)力減少了，克服了砂土的剪切強(qiáng)度，地基土就液化了。 2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.1 地基土的液化地基土的液化砂粒的振動(dòng)砂粒的振動(dòng)砂土液化試驗(yàn)砂土液化試驗(yàn)2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.1 地基土的液化地基土的液化

22、日本新瀉大地震(1964,M7.3) 日本新瀉大地震(1964,M7.3)Kawagishi-cho的公寓住宅下沉和傾斜液化的表現(xiàn)與震害液化的表現(xiàn)與震害2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.1 地基土的液化地基土的液化n 唐山地震時(shí)，嚴(yán)重液化地唐山地震時(shí)，嚴(yán)重液化地區(qū)噴水高度可達(dá)區(qū)噴水高度可達(dá)8 8米，廠房沉米，廠房沉降可達(dá)降可達(dá)1 1米。米。n 天津地震時(shí)，海河故道及天津地震時(shí)，海河故道及新近沉積土地區(qū)有近新近沉積土地區(qū)有近30003000個(gè)噴個(gè)噴水冒砂口成群出現(xiàn)，一般冒砂水冒砂口成群出現(xiàn)，一般冒砂量量0.1-10.1-1立方米，最多可達(dá)立方米，最多可達(dá)5 5立立方米。有時(shí)地面運(yùn)動(dòng)

23、停止后，方米。有時(shí)地面運(yùn)動(dòng)停止后，噴水現(xiàn)象可持續(xù)噴水現(xiàn)象可持續(xù)3030分鐘。分鐘。 2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.1 地基土的液化地基土的液化 為什么只提飽和的砂土或粉土，而不提其他的土？為什么只提飽和的砂土或粉土，而不提其他的土？ 按土的粒徑大小可以把地基分類為：礫石、砂、粉土、按土的粒徑大小可以把地基分類為：礫石、砂、粉土、粘土地基。粘土地基。 砂土地基的強(qiáng)度是由砂粒之間相互作用的摩擦力形成的，砂土地基的強(qiáng)度是由砂粒之間相互作用的摩擦力形成的，摩擦力摩擦力垂直壓應(yīng)力（地基自重垂直壓應(yīng)力（地基自重/覆蓋層厚度），砂土振覆蓋層厚度），砂土振動(dòng)時(shí)，地基的有效垂直壓應(yīng)力減少，砂粒

24、之間的摩擦力減動(dòng)時(shí)，地基的有效垂直壓應(yīng)力減少，砂粒之間的摩擦力減少，形成液化。少，形成液化。 粘土顆粒小，其強(qiáng)度是由粘土顆粒之間的凝聚力形成的，粘土顆粒小，其強(qiáng)度是由粘土顆粒之間的凝聚力形成的，靜力強(qiáng)度與動(dòng)力強(qiáng)度相同，所以，靜力強(qiáng)度與動(dòng)力強(qiáng)度相同，所以， 不會(huì)出現(xiàn)液化現(xiàn)象。不會(huì)出現(xiàn)液化現(xiàn)象。v 影響場(chǎng)地土液化的主要因素：影響場(chǎng)地土液化的主要因素：p土層的地質(zhì)年代和組成土層的地質(zhì)年代和組成 日本新瀉市的地質(zhì)年代為全新世（距今約日本新瀉市的地質(zhì)年代為全新世（距今約1萬(wàn)年），地萬(wàn)年），地質(zhì)年代比較新，故容易出現(xiàn)液化問(wèn)題。質(zhì)年代比較新，故容易出現(xiàn)液化問(wèn)題。 p土層的相對(duì)密度土層的相對(duì)密度 1964年，

25、日本新瀉市地震中，相對(duì)密度為年，日本新瀉市地震中，相對(duì)密度為50%的地區(qū)液的地區(qū)液化現(xiàn)象明顯，而相對(duì)密度化現(xiàn)象明顯，而相對(duì)密度70%以上的地區(qū)就未發(fā)現(xiàn)液化以上的地區(qū)就未發(fā)現(xiàn)液化現(xiàn)象?，F(xiàn)象。p土層的埋深和地下水位的深度土層的埋深和地下水位的深度 砂土層的埋深越大，地下水位越深，其飽和砂土層上的砂土層的埋深越大，地下水位越深，其飽和砂土層上的有效覆蓋壓力也越大，越不容易發(fā)生液化。有效覆蓋壓力也越大，越不容易發(fā)生液化。p地震烈度與地震持續(xù)時(shí)間地震烈度與地震持續(xù)時(shí)間 烈度越高，地震持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，越容易發(fā)生液化。烈度越高，地震持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，越容易發(fā)生液化。2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.

26、1 地基土的液化地基土的液化年代名稱年代名稱年代符號(hào)年代符號(hào)距今年數(shù)距今年數(shù)主要現(xiàn)象主要現(xiàn)象新新生生代代第四紀(jì)第四紀(jì)全新世全新世Q41萬(wàn)年萬(wàn)年更新世更新世Q3200萬(wàn)年萬(wàn)年冰川廣布，黃土生成冰川廣布，黃土生成晚第三紀(jì)晚第三紀(jì)上新世上新世N2600萬(wàn)年萬(wàn)年西部造山運(yùn)動(dòng)，東部低平，西部造山運(yùn)動(dòng)，東部低平，湖泊廣布湖泊廣布中新世中新世N12200萬(wàn)年萬(wàn)年早第三紀(jì)早第三紀(jì)漸新世漸新世E33800萬(wàn)年萬(wàn)年哺乳類分化哺乳類分化始新世始新世E25500萬(wàn)年萬(wàn)年蔬果繁盛，哺乳蔬果繁盛，哺乳 類急速發(fā)展類急速發(fā)展古新世古新世E16500萬(wàn)年萬(wàn)年（我國(guó)無(wú)古新世地層發(fā)現(xiàn)）（我國(guó)無(wú)古新世地層發(fā)現(xiàn)）2.3 液化土與軟土

27、地基液化土與軟土地基2.3.1 地基土的液化地基土的液化 地質(zhì)年代表地質(zhì)年代表(新生代新生代) 2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.2 液化的判別液化的判別初步判別初步判別標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別判別（Standard Penetration Test, SPT） 可初步判別為不液化或不考慮液化可初步判別為不液化或不考慮液化影響的場(chǎng)地土影響的場(chǎng)地土: 地質(zhì)年代為地質(zhì)年代為Q3及其以前時(shí)及其以前時(shí); 粉土的粘粒含量百分率不小于粉土的粘粒含量百分率不小于某值時(shí)某值時(shí); 上覆非液化土層厚度和地下水上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合某些條件時(shí)位深度符合某些條件時(shí);標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的基本過(guò)

28、程：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的基本過(guò)程： 先用鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上先用鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上15cm處，然后將貫入器打至標(biāo)高位置，處，然后將貫入器打至標(biāo)高位置，最后在錘的落距為最后在錘的落距為76cm的條件下，打的條件下，打入土層入土層30cm，記錄錘擊數(shù)為，記錄錘擊數(shù)為N63.5, N63.5 Ncr時(shí)為可液化土?xí)r為可液化土。1、初步判別2、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.2 液化的判別液化的判別n 飽和的砂土或粉土飽和的砂土或粉土( (不含黃土不含黃土),),當(dāng)符合下列條件之一時(shí)當(dāng)符合下列條件之一時(shí), ,可可初步判別為不液化或可不考慮液化影響。初步判別為不液化或可

29、不考慮液化影響。p 地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世（地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世（Q Q3 3）及以前時(shí)，）及以前時(shí)，7 7、8 8度可度可判為不液化；判為不液化；p 當(dāng)粉土的粘粒（粒徑小于當(dāng)粉土的粘粒（粒徑小于0.005mm0.005mm的顆粒的顆粒) )含量百分率在含量百分率在7 7、8 8和和9 9度時(shí)分別大于度時(shí)分別大于1010、1313和和1616時(shí)時(shí), ,可判為不液化；可判為不液化；p 天然地基的建筑，當(dāng)上覆非液化土層厚度和地下水位深天然地基的建筑，當(dāng)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(shí)，可不考慮液化影響。度符合下列條件之一時(shí)，可不考慮液化影響。1. 初步判別20buddd30

30、bwddd5 . 425 . 10bwuddddm80d查液化土特征深度表查液化土特征深度表例例 圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖, ,上覆非液化土層厚度上覆非液化土層厚度du=5.5m,=5.5m,其其下為砂土，地下水位深度為下為砂土，地下水位深度為dw=6m.=6m.基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深db=2m,=2m,該場(chǎng)地為該場(chǎng)地為8 8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。度區(qū)。確定是否考慮液化影響。解：解：需要考慮液化影響。需要考慮液化影響。2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.2 液化的判別液化的判別d dw=6m=6md db b=2m=2md du=5.5m=5.5m20buddd

31、22855.30bwddd32865 . 425 . 10bwudddd5422851655.2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.2 液化的判別液化的判別香港新機(jī)場(chǎng)的標(biāo)貫試驗(yàn)香港新機(jī)場(chǎng)的標(biāo)貫試驗(yàn)76cm15cm30cm2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.2 液化的判別液化的判別標(biāo)貫試驗(yàn)設(shè)備示意圖實(shí)物照片實(shí)物照片試驗(yàn)裝置圖試驗(yàn)裝置圖零件圖零件圖3、液化指數(shù)與液化等級(jí)p 為了衡量液化場(chǎng)地的危害程度，為了衡量液化場(chǎng)地的危害程度，抗震規(guī)范抗震規(guī)范提出用提出用液液化指數(shù)化指數(shù)IlE來(lái)劃分場(chǎng)地的來(lái)劃分場(chǎng)地的液化等級(jí)液化等級(jí)。p 一般地，液化指數(shù)越大，液化震害就越嚴(yán)重。一般地，液化指

32、數(shù)越大，液化震害就越嚴(yán)重。p 液化等級(jí)分為：輕微、中等、嚴(yán)重液化等級(jí)分為：輕微、中等、嚴(yán)重3級(jí)。級(jí)。2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.2 液化的判別液化的判別液化等級(jí)液化等級(jí)輕微輕微中等中等嚴(yán)重嚴(yán)重判別深度為判別深度為 15m 時(shí)的液化指時(shí)的液化指數(shù)數(shù)0IlE55IlE15IlE15判別深度為判別深度為 20m 時(shí)的液化指時(shí)的液化指數(shù)數(shù)0IlE66IlE18IlE18液化指數(shù)與液化等級(jí)液化指數(shù)與液化等級(jí)2.3 液化土與軟土地基液化土與軟土地基2.3.3 可液化地基的抗震措施可液化地基的抗震措施抗液化措施抗液化措施建筑抗震建筑抗震設(shè)防類別設(shè)防類別地基的液化等級(jí)地基的液化等級(jí)輕微輕微

33、中等中等嚴(yán)重嚴(yán)重乙類乙類部分消除液化沉陷，部分消除液化沉陷，或?qū)A(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)或?qū)A(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理處理全部消除液化沉陷，全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷或部分消除液化沉陷且對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)且對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理處理全部消除液化沉陷全部消除液化沉陷丙類丙類基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，亦可不采取措施理，亦可不采取措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，或更高要求的措理，或更高要求的措施施全部消除液化沉陷，全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷或部分消除液化沉陷且對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)且對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理處理丁類丁類可不采取措施可不采取措施可不采取措施可不采取措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處基礎(chǔ)和上部結(jié)

34、構(gòu)處理，或其他經(jīng)濟(jì)的措理，或其他經(jīng)濟(jì)的措施施1.1.全部消除地基液化沉陷全部消除地基液化沉陷n 采用樁基時(shí)，樁端深入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長(zhǎng)度（不采用樁基時(shí)，樁端深入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長(zhǎng)度（不包括樁尖部分），應(yīng)按計(jì)算確定，且對(duì)碎石土，礫、粗、中砂，包括樁尖部分），應(yīng)按計(jì)算確定，且對(duì)碎石土，礫、粗、中砂，堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土尚不應(yīng)小于堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土尚不應(yīng)小于0.5m0.5m，對(duì)其他非巖石尚不應(yīng)，對(duì)其他非巖石尚不應(yīng)小于小于1.5m1.5m；n 采用深基礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)底面埋入深度以下穩(wěn)定土層中的深度，采用深基礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)底面埋入深度以下穩(wěn)定土層中的深度，不應(yīng)小于不應(yīng)小于0.5m0.5m；n 采用加密法（如振沖、振動(dòng)加密、砂樁擠密、強(qiáng)夯等）加固采用加密法（如振沖、振動(dòng)加密、砂樁擠密、強(qiáng)夯等）加固時(shí)，應(yīng)處理至液化深