《土力學(xué)》課件第11章_土在動(dòng)荷載作用下的特性(11.12)

1、第11章 土在動(dòng)荷載作用下的特性第11章 土在動(dòng)荷載作用下的特性11.1 概述11.2 土的壓實(shí)性11.3 土的振動(dòng)液化11.1 概述動(dòng)荷載類型及特點(diǎn)：沖擊荷載：一次快速施加的瞬時(shí)荷載。不規(guī)則荷載：加荷幾次至幾十次甚至千百次的動(dòng)荷載，荷載隨時(shí)間的變化沒有規(guī)律可循。周期荷載：加荷幾萬次以上的動(dòng)荷載，以同一振幅和周期反復(fù)循環(huán)作用的荷載。動(dòng)荷載的作用土的壓實(shí)砂土液化11.2 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性是指土體在動(dòng)荷載作用下密實(shí)度增加的特性，常用擊實(shí)試驗(yàn)測定一、擊實(shí)試驗(yàn)輕型擊實(shí)儀-錘重2.5kg，落距305mm，擊實(shí)筒高116mm，體積947.4cm3。擊實(shí)試樣為25kg，分3層，每層25擊。重型擊實(shí)儀-錘

2、重4.5kg，落距457mm，擊實(shí)筒高166mm，體積2103.9cm3。擊實(shí)試樣為410kg，分5層，每層56擊。二、最優(yōu)含水量和最大干密度在擊實(shí)曲線中，峰值干密度即為最大干密度，對應(yīng)的含水量即為最優(yōu)含水量。1.41.61.82.00481216202428含水量w（%）干密度d飽和曲線含水量干密度曲線三、壓實(shí)度（壓實(shí)系數(shù)）公路壓實(shí)度要求見表11-12建筑地基壓實(shí)系數(shù)要求見表11-3四、土壓實(shí)的影響因素（1）含水量太干不能壓實(shí)，太濕容易形成“橡皮土”。（2）土類及級(jí)配含粗粒越多的土樣其最大干密度越大，而最優(yōu)含水量越小級(jí)配不良不易壓實(shí)（3）擊實(shí)功能壓實(shí)功能愈大，得到的最優(yōu)含水量愈小，相應(yīng)的最大

3、干密度愈高含水量超過最優(yōu)含水量以后，壓實(shí)功能的影響減小含水量較高時(shí)，曲線趨近于飽和曲線11.3 土的振動(dòng)液化11.3.1 土的振動(dòng)液化機(jī)理及其試驗(yàn)分析振動(dòng)液化:在振動(dòng)荷載作用下,土中超孔隙水壓力逐漸累積,有效應(yīng)力下降,當(dāng)孔隙水壓力累積至總應(yīng)力時(shí),有效應(yīng)力為零,土粒處于懸浮狀態(tài),表現(xiàn)為類似水的性質(zhì)而完全喪失其抗剪強(qiáng)度.飽和砂土振動(dòng)液化的基本原理：當(dāng)有效應(yīng)力為零即抗剪強(qiáng)度為零時(shí)，沒有粘聚力的飽和砂土就喪失了承載能力。11.3.3 地基液化判別與防治1.液化的初步判別2.液化判別方法3.液化等級(jí)劃分11.3 土的振動(dòng)液化基本概念抗震設(shè)防烈度按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度?？拐?/p>

4、設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)防。設(shè)計(jì)基本地震加速度定義為50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率10%的地震加速度的設(shè)計(jì)值。抗震設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)基本地震加速度取值的對應(yīng)關(guān)系，應(yīng)符合表11-4的規(guī)定。對于飽和的砂土或粉土（不含黃土），當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，可初步判別為不液化或可不考慮液化影響。 (1)地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世（Q3)及其以前時(shí)，7, 8度時(shí)可判為不液化土； (2)粉土的黏粒（粒徑小于0.005mm的顆粒）含量百分率，7, 8度和9度分別不小于10、13和16時(shí)，可判為不液化土； (3)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：1.液化

5、的初步判別式中:dw地下水位深度（m）。du一上覆蓋非液化土層厚度（m)。db基礎(chǔ)埋置深度(m)，不超過 2m時(shí)應(yīng)采用2m。d0液化土特征深度（m），對于飽和粉土，7, 8,9度時(shí)，分別取6、 7、8m，對于飽和砂土，則分別取7、 8、9m。2.液化判別方法經(jīng)初步判定有可能液化的土層，可通過標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，進(jìn)一步判定土層是否液化。(1)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范方法 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011-2001）規(guī)定：當(dāng)初步判別認(rèn)為需進(jìn)一步進(jìn)行液化判別時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別法判別地面下15m深度范圍內(nèi)土的液化；當(dāng)采用樁基或埋深大于5m的深基礎(chǔ)時(shí)，尚應(yīng)判別1520m范圍內(nèi)土的液化。當(dāng)飽和土的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊

6、數(shù)（未經(jīng)桿長修正）小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值時(shí)，應(yīng)判為液化土。在地面下15m深度范圍內(nèi)，液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值可按下式計(jì)算：在地面下1520m深度范圍內(nèi)，則可按下式計(jì)算：Ncr液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值；No液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值，應(yīng)按表11-6采用；ds標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度（m）；dw地下水位深度（m）；c黏粒含量百分率，當(dāng)小于3或?yàn)樯巴習(xí)r，應(yīng)采用3。 (2)公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范方法土層實(shí)測的修正標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N小于修正液化臨界標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)時(shí)，則判為液化，否則為不液化。式中系數(shù)見P292-293，自學(xué)3.液化等級(jí)劃分對存在液化土層的地基，應(yīng)探明各液化土層的深度和厚度。按下式計(jì)

7、算每個(gè)鉆孔的液化指數(shù)，并按表11-10綜合劃分地基的液化等級(jí)：n在判別深度范圍內(nèi)每一個(gè)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的總數(shù)；Ni、Ncrii點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)的實(shí)測值和臨界值，當(dāng)實(shí)測值大于臨界值時(shí)應(yīng)取臨界值的數(shù)值； dii點(diǎn)所代表的土層厚度（m），可采用與該標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)相鄰的上、下兩標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)深度差的一半，但上界不高于地下水位的深度，下界不深于液化深度；wii土層單位土層厚度的層位影響權(quán)函數(shù)值（m-1），若判別深度為15m，當(dāng)該層中點(diǎn)深度不大于5m時(shí)應(yīng)采用10，等于15m時(shí)應(yīng)采用零值，515m時(shí)按線性內(nèi)插法取值；若判別深度為20m,當(dāng)該層中點(diǎn)深度不大于5m時(shí)應(yīng)采用10，等于20m時(shí)應(yīng)采用零值，520m時(shí)

8、按線性內(nèi)插法取值。課堂練習(xí)題某一場地地層為第四紀(jì)全新世沖積層及新近沉積層，地下水位埋深2.8m，該地地震烈度為8度（第一組），巖土工程勘察鉆孔深度為15m。基礎(chǔ)埋深1.5m。土層自上而下為五層；粉細(xì)砂。稍濕、飽和，松散，層厚3.5m；細(xì)砂，飽和，松散，層厚3.7m;中粗砂，稍密中密，層厚3.2m；粉質(zhì)黏土，可塑硬塑，層厚3m；粉土，硬塑?，F(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的結(jié)果如表所示。根據(jù)此勘察結(jié)果，判別此地基是否會(huì)液化?若為液化土，判斷液化等級(jí)。步驟（1）初步判別（2）逐個(gè)點(diǎn)計(jì)算臨界值，判別是否液化（3）計(jì)算液化指數(shù)，判別液化等級(jí)編號(hào)深度（m）實(shí)測N12.152.45623.153.45234.154.45245.655.95456.656.95867.657.951378.658.9518解（1）初步判別（2）逐個(gè)點(diǎn)計(jì)算臨界值，判別是否液化（3）計(jì)算液化指數(shù)，判別液化等級(jí)小 結(jié)熟悉土的壓實(shí)性了解液化機(jī)理熟悉液化判別方法作業(yè)11-1本章概念題1.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500112001)判別液化時(shí)，用（ ）指標(biāo)進(jìn)行判別，地基的液化等級(jí)根據(jù)（ ）進(jìn)行劃分。2.粘粒含量越大，土體