《土力學》課件第11章_土在動荷載作用下的特性(11.12)

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

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

3、干密度愈高含水量超過最優(yōu)含水量以后，壓實功能的影響減小含水量較高時，曲線趨近于飽和曲線11.3 土的振動液化11.3.1 土的振動液化機理及其試驗分析振動液化:在振動荷載作用下,土中超孔隙水壓力逐漸累積,有效應力下降,當孔隙水壓力累積至總應力時,有效應力為零,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度.飽和砂土振動液化的基本原理：當有效應力為零即抗剪強度為零時，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.液化等級劃分11.3 土的振動液化基本概念抗震設防烈度按國家規(guī)定的權限批準作為一個地區(qū)抗震設防依據(jù)的地震烈度。抗震

4、設防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進行抗震設防。設計基本地震加速度定義為50年設計基準期超越概率10%的地震加速度的設計值?？拐鹪O防烈度和設計基本地震加速度取值的對應關系，應符合表11-4的規(guī)定。對于飽和的砂土或粉土（不含黃土），當符合下列條件之一時，可初步判別為不液化或可不考慮液化影響。 (1)地質(zhì)年代為第四紀晚更新世（Q3)及其以前時，7, 8度時可判為不液化土； (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，可判為不液化土； (3)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.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基礎埋置深度(m)，不超過 2m時應采用2m。d0液化土特征深度（m），對于飽和粉土，7, 8,9度時，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，可通過標準貫入試驗，進一步判定土層是否液化。(1)建筑抗震設計規(guī)范方法 建筑抗震設計規(guī)范（GB 50011-2001）規(guī)定：當初步判別認為需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下15m深度范圍內(nèi)土的液化；當采用樁基或埋深大于5m的深基礎時，尚應判別1520m范圍內(nèi)土的液化。當飽和土的標準貫入錘擊

6、數(shù)（未經(jīng)桿長修正）小于液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值時，應判為液化土。在地面下15m深度范圍內(nèi)，液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值可按下式計算：在地面下1520m深度范圍內(nèi)，則可按下式計算：Ncr液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值；No液化判別標準貫入錘擊數(shù)基準值，應按表11-6采用；ds標準貫入點深度（m）；dw地下水位深度（m）；c黏粒含量百分率，當小于3或為砂土時，應采用3。 (2)公路工程抗震設計規(guī)范方法土層實測的修正標準貫入錘擊數(shù)N小于修正液化臨界標準貫入錘擊數(shù)時，則判為液化，否則為不液化。式中系數(shù)見P292-293，自學3.液化等級劃分對存在液化土層的地基，應探明各液化土層的深度和厚度。按下式計

7、算每個鉆孔的液化指數(shù)，并按表11-10綜合劃分地基的液化等級：n在判別深度范圍內(nèi)每一個鉆孔標準貫入試驗點的總數(shù)；Ni、Ncrii點標準貫入擊數(shù)的實測值和臨界值，當實測值大于臨界值時應取臨界值的數(shù)值； dii點所代表的土層厚度（m），可采用與該標準貫入試驗點相鄰的上、下兩標準貫入試驗點深度差的一半，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函數(shù)值（m-1），若判別深度為15m，當該層中點深度不大于5m時應采用10，等于15m時應采用零值，515m時按線性內(nèi)插法取值；若判別深度為20m,當該層中點深度不大于5m時應采用10，等于20m時應采用零值，520m時

8、按線性內(nèi)插法取值。課堂練習題某一場地地層為第四紀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?；A埋深1.5m。土層自上而下為五層；粉細砂。稍濕、飽和，松散，層厚3.5m；細砂，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)場進行標準貫入試驗的結(jié)果如表所示。根據(jù)此勘察結(jié)果，判別此地基是否會液化?若為液化土，判斷液化等級。步驟（1）初步判別（2）逐個點計算臨界值，判別是否液化（3）計算液化指數(shù)，判別液化等級編號深度（m）實測N12.152.45623.153.45234.154.45245.655.95456.656.95867.657.951378.658.9518解（1）初步判別（2）逐個點計算臨界值，判別是否液化（3）計算液化指數(shù)，判別液化等級小 結(jié)熟悉土的壓實性了解液化機理熟悉液化判別方法作業(yè)11-1本章概念題1.建筑抗震設計規(guī)范(GB500112001)判別液化時，用（ ）指標進行判別，地基的液化等級根據(jù)（ ）進行劃分。2.粘粒含量越大，土體