巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件

巖土工程勘察巖土工程勘察2房屋建筑與構筑物的勘察與評價房屋建筑與構筑物的勘察與評價3對于建（構）筑物的巖土工程評價，經常遇到的問題有：①區(qū)域地殼穩(wěn)定性問題區(qū)域地殼穩(wěn)定性是在可行性研究勘察階段進行選址時必須考慮的問題。一般地說，區(qū)域地殼穩(wěn)定性是指工程建設地區(qū)，在地球內外動力的綜合作用下，現今地殼其表層的相對穩(wěn)定程度，以及這種穩(wěn)定程度與工程建筑之間的相互作用和影響。在可行性研究勘察階段，是對擬建場地的穩(wěn)定性和適宜性作出評價，在初步勘察階段，則是對場地內擬建建筑地段的穩(wěn)定性作出評價。對于建（構）筑物的巖土工程評價，經常遇到的問題有：①區(qū)域地殼4②地基穩(wěn)定性地基的穩(wěn)定性直接影響到建筑物的安全和正常使用，是勘察評價的一個重要方面。在詳細勘察階段，要在查明建筑物范圍內巖土層的類型、深度、分布、工程特性的基礎上，分析和評價地基的穩(wěn)定性。地基的穩(wěn)定性涉及承載力和變形兩個方面，承載力要求在上部荷載作用下，地基土不發(fā)生剪切破壞和喪失穩(wěn)定，變形要求地基變形值不超過地基變形允許值。②地基穩(wěn)定性5③設計與施工方案的建議

比如：基礎類型的選擇，基坑開挖圍護類型，需不需要降低地下水位，以使地下水位位于基坑開挖面以下。開挖、地下水位降低產生的附加應力，產生的沉降，對周圍的建筑物、道路、地下管線會產生不良影響。要不要進行地基處理，采用什么方法處理。③設計與施工方案的建議6④不良地質作用防治的建議地殼上部的巖土層在各種各樣的內外動力地質作用下，如地殼運動、地震、流水作用以及人類活動等，形成了不同的地質現象，對工程的安全和使用功能會產生不良影響。比如滑坡、泥石流的發(fā)生引起的后果往往是災難性的。因此要查明不良地質作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，提出整治方案的建議。④不良地質作用防治的建議7

9.1區(qū)域地殼穩(wěn)定性區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究的目的是評價地震、現代火山、斷層位錯和地殼運動等形成的山崩、滑坡等災害對工程建筑安全的影響程度，從而選擇相對穩(wěn)定的地區(qū)作為工程建設的基地和場址。地震烈度高、活動斷裂發(fā)育、高應力地帶以及由斷裂活動引起的滑坡、山崩、地裂縫區(qū)等均是不利于工程建設的地區(qū)。9.1區(qū)域地殼穩(wěn)定性區(qū)域地8

研究的內容和方法區(qū)域地殼穩(wěn)定性是由內力造成的地質災害對工程建筑影響程度綜合反映，研究內容可分為兩個方面：巖石圈的結構及其動力條件；內力的災害地質現象及其對建筑安全的影響。因此區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究就是要研究地殼的演化過程、現代動力條件，分析它們產生的地質現象與工程建筑的相互關系，在較大的區(qū)域內，分析和研究不同地區(qū)、地段的地殼現代活動程度，選擇穩(wěn)定性良好的地區(qū)作為規(guī)劃建設地段。研究的內容和方法區(qū)域地殼穩(wěn)定9區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究內容和方法區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究內容和方法10

控制區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素地殼演化的動力主要來自重力均衡和熱對流。

重力均衡就是在具有流動性的地幔物質和地殼中的某一等深面上，其上部物質造成的靜壓力處處相等。控制區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素地殼演化的動力主要來11兩點計算出的靜壓力不相等，則需要進行重力調整補償。這種補償是通過上地幔物質上升、地面剝蝕，或上地幔物質下降、地面堆積來實現的。在壓強差大的地區(qū)由于重力均衡補償，成為地殼活動帶、地震帶，在壓強差小的地區(qū)地殼活動性小，相對穩(wěn)定兩點計算出的靜壓力不相等，則需要進行重力調整12

Joey于1923年提出：地幔放射物產生的熱引起地幔的全部熔融，使地殼產生對流熱脈沖，高的對流傳導熱導致地幔迅速冷卻和再固結。Joey于1923年提出：地幔放射物產生的熱13巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件14地熱和熱對流是地殼構造運動的重要動力源。地熱和熱對流是地殼構造運動的重要動力源。15控制地殼現代活動性的因素控制地殼現代活動性的因素16穩(wěn)定性分級和評價地殼穩(wěn)定性分級就是將一個區(qū)域劃分成不同穩(wěn)定程度的區(qū)供工程設計部門利用，以便于選擇條件好的地區(qū)和制定合理的建設、規(guī)劃方案。穩(wěn)定性分級和評價地殼穩(wěn)定性分級就是將一個區(qū)域17地殼穩(wěn)定性分級與地震指標表地殼穩(wěn)定性分級與地震指標表18在缺乏歷史地震的地區(qū)或地震周期很長時，利用綜合指標判定區(qū)域地殼穩(wěn)定性更有實用價值。在缺乏歷史地震的地區(qū)或地震周期很長時，利用綜19地殼穩(wěn)定性的綜合指標表地殼穩(wěn)定性的綜合指標表20地震及液化評價我國是個多地震的國家之一，處于世界兩大地震帶之間（東臨環(huán)太平洋地震帶，南北接歐亞地震帶），地震相當強烈，烈度在Ⅶ度以上的地震區(qū)約占全國總面積的一半以上。地震可直接導致建筑物和地基破壞，同時誘導滑坡、山崩等不良地質現象的發(fā)生，危害人類及工程的安全。因此地震是區(qū)域地殼穩(wěn)定性評價和分級中最重要的因素。地震及液化評價我國是個多地震的國家之一，處于21巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件22地震震級與地震烈度地震震級M是表示地震本身大小的尺度，是以地震過程中釋放出來的能量E總和來衡量的。震級與震源釋放能量之間存在如下關系式：地震烈度：是指地面各類建筑物遭受地震破壞的程度。地震震級與地震烈度地震震級M是表示地震23抗震設防烈度按國家規(guī)定的權限批準作為一個地區(qū)抗震設防依據的地震烈度。一般情況，取50年內超越概率10%的地震烈度。地震基本烈度

地震基本烈度是指未來50年內在一般場地條件下可能遭遇的超越概率為10%的地震烈度值。地震眾值烈度

地震基本烈度是指未來50年內在一般場地條件下可能遭遇的超越概率為63%的地震烈度值?？拐鹪O防烈度地震基本烈度地震眾值烈度24巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件25為了評價地震的影響程度，需要有一個評定地震烈度的標準，這個標準是根據宏觀現象（人的感覺、器物反映、建筑物及地表破壞等）和地震加速度等定量指標來判定出來的，稱為地震烈度表，我國采用的是12級的烈度表。為了評價地震的影響程度，需要有一個評定地震烈26巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件27巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件28地震效應地震效應包括有地震力效應、地震破裂效應、地震液化效應和地震引發(fā)的地質災害效應。地震效應地震效應包括有地震力效應、地震破裂291.地震力效應地震力是由地震波直接產生的慣性力，可使建筑物發(fā)生變形和破壞，地震力是由于地震波在傳播過程中使質點做簡諧振動引起的，所以它的大小決定于這種簡諧振動引起的加速度。地震時，地震加速度包括水平方向和垂直方向，因而地震力也是有方向性的，據資料統(tǒng)計，一般垂直加速度為水平加速度的1/3~1/2。1.地震力效應30巖土工程勘察2.地震破裂效應在震源處以地震波的形式傳播于周圍的地層上，引起相鄰巖石的振動，這種振動具有很大的能量，它以力的形式作用于巖石上，當這些作用力超過巖石的強度時，巖石就會發(fā)生突然破裂和位移，形成斷層和地裂縫，引起建筑物變形和破壞。巖土工程勘察2.地震破裂效應313.地震激發(fā)地質災害的效應強烈的地震作用能激發(fā)斜坡上巖土體松動、失穩(wěn)，發(fā)生滑坡和崩塌等不良地質現象，如果遇上大雨，在地震誘導下往往會發(fā)生泥石流、滑坡。3.地震激發(fā)地質災害的效應324.地震液化效應液化會引起土體和建筑物產生嚴重的破壞，其破壞形式主要有四種：一是涌砂，涌出的砂掩蓋農田，壓死農作物，使沃土鹽堿化，同時河床、渠底和井筒淤塞；二是滑塌，土層產生大規(guī)模的滑移，導致建于其上的建筑物破壞和地面裂縫；三是沉陷，指地面下沉，同時在沉陷區(qū)邊緣產生大量邊緣裂縫；四是浮起，砂土液化使某些構筑在地下的輕型結構物如同罐體類結構浮出地面。4.地震液化效應液化會引起土體和建筑物產生33砂土、粉土的液化砂土、粉土的液化34巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件35飽和土類別7度8度9度粉土678砂土789表4.3.3液化土特征深度(m)注：當區(qū)域的地下水位處于變動狀態(tài)時，應按不利的情況考慮。飽和土類別7度8度9度粉土678砂土789表4.3.3液化土36巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件37巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件38巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件39巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件40建筑抗震設防類別地基的液化等級輕微中等嚴重乙類部分消除液化沉陷，或對基礎和上部結構處理全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對基礎和上部結構處理全部消除液化沉陷丙類基礎和上部結構處理，亦可不采取措施基礎和上部結構處理，或更高要求的措施全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對基礎和上部結構處理丁類可不采取措施可不采取措施基礎和上部結構處理，或其他經濟的措施表4.3.6抗液化措施注：甲類建筑的地基抗液化措施應進行專門研究，但不宜低于乙類的相應要求。建筑抗震地基的液化等級輕微中等嚴重乙類部分消除液化沉陷，或全41場地分類選擇建筑場地時，應按表4.1.1劃分對建筑抗震有利、一般、不利和危險的地段。表4.1.1有利、一般、不利和危險地段的劃分地段類別地質、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅硬土，開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等一般地段不屬于有利、不利和危險的地段不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（含故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黃土，地表存在結構性裂縫等危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地箔、地裂、混石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯的部位場地分類選擇建筑場地時，應按表4.1.142按照土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度，建筑場地的類別劃分為四大類，其中Ⅰ分為兩亞類。巖石的剪切波速或土的等效剪切波速(m/s)場地類別Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣυS＞8000800≥υS＞5000500≥υS＞250＜5≥5250≥υS＞150＜33～50＞50υS≤150＜33～1515～50＞80表4.1.6各類建筑場地的覆蓋層厚度(m)

注：表中υS系巖石的剪切波速。按照土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度，建筑場43巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件44對丁類建筑及丙類建筑中層數不超過10層、高度不超過24m的多層建筑，當無實測剪切波速時，可根據巖土名稱和性狀，按表4.1.3劃分土的類型，再利用當地經驗在表4.1.3的剪切波速范圍內估算各土層的剪切波速。對丁類建筑及丙類建筑中層數不超過10層、高度45表4.1.3土的類型劃分和剪切波速范圍土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍(m/s)巖石堅硬、較硬且完整的巖石υS＞800堅硬土或軟質巖石破碎和較破碎的巖石或軟和較軟的巖石，密實的碎石土800≥υS＞500中硬土中密、稍密的碎石土，密實、中密的礫、粗、中砂，fak>150的黏性土和粉土，堅硬黃土500≥υS＞250中軟土稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細、粉砂，fak≤150的黏性土和粉土，fak＞130的填土，可塑新黃土250≥υS＞150軟弱土淤泥和淤泥質土，松散的砂，新近沉積的黏性土和粉土，fak≤130的填土，流塑黃土υS≤150注：fak為由載荷試驗等方法得到的地基承載力特征值(kPa)；υS為巖土剪切波速。表4.1.3土的類型劃分和剪切波速范圍土的類型巖土名稱和性狀464.1.4建筑場地覆蓋層厚度確定，應符合下列要求：1一般情況下，應按地面至剪切波速大于500m/s且其下臥各層巖土的剪切波速均不小于500m／s的土層頂面的距離確定。2當地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土層剪切波速2.5倍的土層，且該層及其下臥各層巖土的剪切波速均不小于400m/s時，可按地面至該土層頂面的距離確定。3剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應視同周圍土層。4土層中的火山巖硬夾層，應視為剛體，其厚度應從覆蓋土層中扣除。4.1.4建筑場地覆蓋層厚度確定，應符合下列要求：47地震影響建筑所在地區(qū)遭受的地震影響，應采用相應于抗震設防烈度的設計基本地震加速度和設計特征周期來表征。地震影響建筑所在地區(qū)遭受的地震影響，應采用48抗震設防烈度6789設計基本地震加速度值0.05g0.10(0.15)g0.20(0.30)g0.40g表3.2.2抗震設防烈度和設計基本地震加速度值的對應關系注：g為重力加速度?？拐鹪O防烈度6789設計基本地0.05g0.10(0.15)49建筑的設計特征周期即設計所用的地震影響系數特征周期，應根據其所在地的設計地震分組和場地類別確定。建筑的設計特征周期即設計所用的地震影響系數特50表5.1-4-2特征周期值(s)設計地震分組場地類別Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ第一組0.200.250.350.450.65第二組0.250.300.400.550.75第三組0.300.350.450.650.90表5.1-4-2特征周期值(s)設計地場地類別Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ51地震場地的勘察要求與評價抗震設防烈度等于或大于6度時，應進行場地和地基地震效應的巖土工程勘察，并提出勘察場地的設防烈度、設計基本地震加速度和設計特征周期分區(qū)。地震場地的勘察要求與評價抗震設防烈度等于或52進行巖土工程勘察首先應劃分場地類別，劃分對抗震有利、不利或危險地段；其次對需要采用時程分析的工程提供土層剖面、覆蓋層厚度和剪切波速度等參數；然后進行液化判別；還要對場地附近的滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)等不良地質現象進行專門勘察，分析評價在遭受地震作用時的穩(wěn)定性。進行巖土工程勘察首先應劃分場地類別，劃分對抗534.1.3土層剪切波速的測量，應符合下列要求：在場地初步勘察階段，對大面積的同一地質單元，測試土層剪切波速的鉆孔數量不宜少于3個。在場地詳細勘察階段，對單幢建筑，測試土層剪切波速的鉆孔數量不宜少于2個，測試數據變化較大時，可適量增加；對小區(qū)中處于同一地質單元內的密集建筑群，測試土層剪切波速的鉆孔數量可適量減少，但每幢高層逵筑和大跨空間結構的鉆孔數量均不得少于1個。4.1.3土層剪切波速的測量，應符合下列要求：54

地震液化的勘察和評價包括三個方面的內容：一是場地有無液化的可能；二是評價液化等級和危害程度；三是提出抗液化的措施。場地液化的初步判別，宜采用下列內容進行綜合判別：①分析場地地形、地貌、地層、地下水等與液化有關場地條件；②當場地及其附近存在歷史地震液化遺跡時，宜分析液化重復發(fā)生的可能性；③傾斜場地或液化層傾向水面或臨空面時，應評價液化引起土體滑移的可能。地震液化的勘察和評價包括三個方面的內容：一是55對判別液化而布置的勘探點不應少于3個，勘探孔深度應大于液化判別深度。當采用標準貫入試驗判別液化時，應按每個試驗孔的實測擊數進行，在需作判別的土層中，試驗點豎向間距定為1.0~1.5m，每層土的試驗點數不宜少于6個。對判別液化而布置的勘探點不應少于3個，勘探孔56活斷裂

活斷裂是指目前還在持續(xù)活動的斷裂，或者是以前曾經活動過，在不久的將來還有可能重新活動的斷裂?？紤]到工程安全的實際需要，《巖土工程勘察規(guī)范》將活斷裂分為：

全新活動斷裂：在全新地質時期（一萬年）內有過地震活動或近期正在活動，在今后100年有可能繼續(xù)活動的斷裂。

發(fā)震斷裂：全新活動斷裂中、近期（近500年來）發(fā)生過地震震級M≥5級的斷裂，或在今后100年內可能發(fā)生M≥5級的斷裂。活斷裂活斷裂是指目前還在持續(xù)活動的斷裂，或57

非全新活動斷裂：一萬年前活動過，一萬年以來沒有發(fā)生過活動的斷裂。活斷裂的活動對工程建筑有很大影響，一方面斷層兩側的水平錯動、拉開會破壞跨越斷層或斷層附近的建（構）筑物，另一方面活斷層往往伴隨有地震發(fā)生。非全新活動斷裂：一萬年前活動過，一萬年以來沒58活動特性根據構造應力狀態(tài)及斷層兩盤相對位移關系，活斷裂可分為正斷裂、逆斷裂和平移斷裂?；顢嗔鸦顒拥姆绞接袃煞N：一是伴隨地震的劇烈位移運動（地震斷層活動）；二是不發(fā)生地震的緩慢位移運動（蠕動斷層運動）。活動特性根據構造應力狀態(tài)及斷層兩盤相對位移59基本特征1.深大斷裂復活運動是產生活動斷裂的基礎2.繼承性活動是活斷裂最基本特性。3.位移速率4.活動周期基本特征1.深大斷裂復活運動是產生活動斷裂的基礎2.繼60活動斷層的鑒定活動斷層的鑒定包括定性和定量兩個方面，活動斷裂既然是第四紀以來構造運動的反映，它便顯示出新的構造活動形跡，塑造了現代地形地貌形態(tài)，形成現代地球物理異常，這樣我們可以用地質學和地貌學方法定性研究活動斷裂，同時可以借助于現代科技手段，對活動斷裂的活動特性進行定量測試研究。活動斷層的鑒定活動斷層的鑒定包括定性和定量61活斷裂的勘察與評價活動斷裂的勘察和評價是重大工程選址時應進行的一項重要工作，大型工業(yè)建設場地或者《建筑抗震設計規(guī)范》規(guī)定的甲類、乙類和部分重要的丙類建筑，應屬于重大工程?？拐鹪O防烈度等于7或者大于7度的重大工程場地應進行活動斷裂勘察。活斷裂的勘察與評價活動斷裂的勘察和評價是重621.勘察搜集資料搜集和分析有關文獻檔案資料，包括衛(wèi)星航空照片、區(qū)域地質構造、強震震中分布、地應力和地形變、歷史和近期地震等1.勘察搜集資料63工程地質測繪一是地形地貌特征：山區(qū)或高原不斷上升剝蝕或有長距離的平滑分界線；一系列滑坡、崩塌和山前疊置的洪積扇；定向斷續(xù)線性分布的殘丘、洼地、沼澤、湖泊、跌水、泉、溫泉等；水系定向展布或同向扭曲錯動等。二是地質特征：近期斷裂活動留下的第四紀錯動，地下水和植被的特征；斷層帶的破碎和膠結特征等；測定斷層位的地質年齡，并確定斷裂活動的最新時限。三是地震特征：斷層、地裂縫、崩塌、滑坡、地震湖、河流改道和砂土液化等。工程地質測繪642.評價全新活動斷裂分級：全新活動斷裂的規(guī)模、活動性質、地震強度、運動速率差別大，對工程穩(wěn)定性的影響不同。2.評價全新活動斷裂分級：全新活動斷裂的規(guī)65全新活動斷裂分級全新活動斷裂分級66對工程的影響：大型工業(yè)建設場地，在可行性研究勘察時，應建議避讓全新活動斷裂的發(fā)震斷裂。避讓距離應根據斷裂的等級、規(guī)模、性質、覆蓋層厚度、地震烈度等因素，按有關標準綜合確定。非全新活動斷裂可不采取避讓措施，但當淺埋且破碎帶發(fā)育時，可按不均勻地基處理。對工程的影響：大型工業(yè)建設場地，在可行性研究67

68設計基本地震動加速度值（中震，50年超越概率10%的地震動大?。┰O計基本地震動加速度值69巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件70巖土工程勘察巖土工程勘察71房屋建筑與構筑物的勘察與評價房屋建筑與構筑物的勘察與評價72對于建（構）筑物的巖土工程評價，經常遇到的問題有：①區(qū)域地殼穩(wěn)定性問題區(qū)域地殼穩(wěn)定性是在可行性研究勘察階段進行選址時必須考慮的問題。一般地說，區(qū)域地殼穩(wěn)定性是指工程建設地區(qū)，在地球內外動力的綜合作用下，現今地殼其表層的相對穩(wěn)定程度，以及這種穩(wěn)定程度與工程建筑之間的相互作用和影響。在可行性研究勘察階段，是對擬建場地的穩(wěn)定性和適宜性作出評價，在初步勘察階段，則是對場地內擬建建筑地段的穩(wěn)定性作出評價。對于建（構）筑物的巖土工程評價，經常遇到的問題有：①區(qū)域地殼73②地基穩(wěn)定性地基的穩(wěn)定性直接影響到建筑物的安全和正常使用，是勘察評價的一個重要方面。在詳細勘察階段，要在查明建筑物范圍內巖土層的類型、深度、分布、工程特性的基礎上，分析和評價地基的穩(wěn)定性。地基的穩(wěn)定性涉及承載力和變形兩個方面，承載力要求在上部荷載作用下，地基土不發(fā)生剪切破壞和喪失穩(wěn)定，變形要求地基變形值不超過地基變形允許值。②地基穩(wěn)定性74③設計與施工方案的建議

比如：基礎類型的選擇，基坑開挖圍護類型，需不需要降低地下水位，以使地下水位位于基坑開挖面以下。開挖、地下水位降低產生的附加應力，產生的沉降，對周圍的建筑物、道路、地下管線會產生不良影響。要不要進行地基處理，采用什么方法處理。③設計與施工方案的建議75④不良地質作用防治的建議地殼上部的巖土層在各種各樣的內外動力地質作用下，如地殼運動、地震、流水作用以及人類活動等，形成了不同的地質現象，對工程的安全和使用功能會產生不良影響。比如滑坡、泥石流的發(fā)生引起的后果往往是災難性的。因此要查明不良地質作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，提出整治方案的建議。④不良地質作用防治的建議76

9.1區(qū)域地殼穩(wěn)定性區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究的目的是評價地震、現代火山、斷層位錯和地殼運動等形成的山崩、滑坡等災害對工程建筑安全的影響程度，從而選擇相對穩(wěn)定的地區(qū)作為工程建設的基地和場址。地震烈度高、活動斷裂發(fā)育、高應力地帶以及由斷裂活動引起的滑坡、山崩、地裂縫區(qū)等均是不利于工程建設的地區(qū)。9.1區(qū)域地殼穩(wěn)定性區(qū)域地77

研究的內容和方法區(qū)域地殼穩(wěn)定性是由內力造成的地質災害對工程建筑影響程度綜合反映，研究內容可分為兩個方面：巖石圈的結構及其動力條件；內力的災害地質現象及其對建筑安全的影響。因此區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究就是要研究地殼的演化過程、現代動力條件，分析它們產生的地質現象與工程建筑的相互關系，在較大的區(qū)域內，分析和研究不同地區(qū)、地段的地殼現代活動程度，選擇穩(wěn)定性良好的地區(qū)作為規(guī)劃建設地段。研究的內容和方法區(qū)域地殼穩(wěn)定78區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究內容和方法區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究內容和方法79

控制區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素地殼演化的動力主要來自重力均衡和熱對流。

重力均衡就是在具有流動性的地幔物質和地殼中的某一等深面上，其上部物質造成的靜壓力處處相等?？刂茀^(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素地殼演化的動力主要來80兩點計算出的靜壓力不相等，則需要進行重力調整補償。這種補償是通過上地幔物質上升、地面剝蝕，或上地幔物質下降、地面堆積來實現的。在壓強差大的地區(qū)由于重力均衡補償，成為地殼活動帶、地震帶，在壓強差小的地區(qū)地殼活動性小，相對穩(wěn)定兩點計算出的靜壓力不相等，則需要進行重力調整81

Joey于1923年提出：地幔放射物產生的熱引起地幔的全部熔融，使地殼產生對流熱脈沖，高的對流傳導熱導致地幔迅速冷卻和再固結。Joey于1923年提出：地幔放射物產生的熱82巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件83地熱和熱對流是地殼構造運動的重要動力源。地熱和熱對流是地殼構造運動的重要動力源。84控制地殼現代活動性的因素控制地殼現代活動性的因素85穩(wěn)定性分級和評價地殼穩(wěn)定性分級就是將一個區(qū)域劃分成不同穩(wěn)定程度的區(qū)供工程設計部門利用，以便于選擇條件好的地區(qū)和制定合理的建設、規(guī)劃方案。穩(wěn)定性分級和評價地殼穩(wěn)定性分級就是將一個區(qū)域86地殼穩(wěn)定性分級與地震指標表地殼穩(wěn)定性分級與地震指標表87在缺乏歷史地震的地區(qū)或地震周期很長時，利用綜合指標判定區(qū)域地殼穩(wěn)定性更有實用價值。在缺乏歷史地震的地區(qū)或地震周期很長時，利用綜88地殼穩(wěn)定性的綜合指標表地殼穩(wěn)定性的綜合指標表89地震及液化評價我國是個多地震的國家之一，處于世界兩大地震帶之間（東臨環(huán)太平洋地震帶，南北接歐亞地震帶），地震相當強烈，烈度在Ⅶ度以上的地震區(qū)約占全國總面積的一半以上。地震可直接導致建筑物和地基破壞，同時誘導滑坡、山崩等不良地質現象的發(fā)生，危害人類及工程的安全。因此地震是區(qū)域地殼穩(wěn)定性評價和分級中最重要的因素。地震及液化評價我國是個多地震的國家之一，處于90巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件91地震震級與地震烈度地震震級M是表示地震本身大小的尺度，是以地震過程中釋放出來的能量E總和來衡量的。震級與震源釋放能量之間存在如下關系式：地震烈度：是指地面各類建筑物遭受地震破壞的程度。地震震級與地震烈度地震震級M是表示地震92抗震設防烈度按國家規(guī)定的權限批準作為一個地區(qū)抗震設防依據的地震烈度。一般情況，取50年內超越概率10%的地震烈度。地震基本烈度

地震基本烈度是指未來50年內在一般場地條件下可能遭遇的超越概率為10%的地震烈度值。地震眾值烈度

地震基本烈度是指未來50年內在一般場地條件下可能遭遇的超越概率為63%的地震烈度值?？拐鹪O防烈度地震基本烈度地震眾值烈度93巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件94為了評價地震的影響程度，需要有一個評定地震烈度的標準，這個標準是根據宏觀現象（人的感覺、器物反映、建筑物及地表破壞等）和地震加速度等定量指標來判定出來的，稱為地震烈度表，我國采用的是12級的烈度表。為了評價地震的影響程度，需要有一個評定地震烈95巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件96巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件97地震效應地震效應包括有地震力效應、地震破裂效應、地震液化效應和地震引發(fā)的地質災害效應。地震效應地震效應包括有地震力效應、地震破裂981.地震力效應地震力是由地震波直接產生的慣性力，可使建筑物發(fā)生變形和破壞，地震力是由于地震波在傳播過程中使質點做簡諧振動引起的，所以它的大小決定于這種簡諧振動引起的加速度。地震時，地震加速度包括水平方向和垂直方向，因而地震力也是有方向性的，據資料統(tǒng)計，一般垂直加速度為水平加速度的1/3~1/2。1.地震力效應99巖土工程勘察2.地震破裂效應在震源處以地震波的形式傳播于周圍的地層上，引起相鄰巖石的振動，這種振動具有很大的能量，它以力的形式作用于巖石上，當這些作用力超過巖石的強度時，巖石就會發(fā)生突然破裂和位移，形成斷層和地裂縫，引起建筑物變形和破壞。巖土工程勘察2.地震破裂效應1003.地震激發(fā)地質災害的效應強烈的地震作用能激發(fā)斜坡上巖土體松動、失穩(wěn)，發(fā)生滑坡和崩塌等不良地質現象，如果遇上大雨，在地震誘導下往往會發(fā)生泥石流、滑坡。3.地震激發(fā)地質災害的效應1014.地震液化效應液化會引起土體和建筑物產生嚴重的破壞，其破壞形式主要有四種：一是涌砂，涌出的砂掩蓋農田，壓死農作物，使沃土鹽堿化，同時河床、渠底和井筒淤塞；二是滑塌，土層產生大規(guī)模的滑移，導致建于其上的建筑物破壞和地面裂縫；三是沉陷，指地面下沉，同時在沉陷區(qū)邊緣產生大量邊緣裂縫；四是浮起，砂土液化使某些構筑在地下的輕型結構物如同罐體類結構浮出地面。4.地震液化效應液化會引起土體和建筑物產生102砂土、粉土的液化砂土、粉土的液化103巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件104飽和土類別7度8度9度粉土678砂土789表4.3.3液化土特征深度(m)注：當區(qū)域的地下水位處于變動狀態(tài)時，應按不利的情況考慮。飽和土類別7度8度9度粉土678砂土789表4.3.3液化土105巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件106巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件107巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件108巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件109建筑抗震設防類別地基的液化等級輕微中等嚴重乙類部分消除液化沉陷，或對基礎和上部結構處理全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對基礎和上部結構處理全部消除液化沉陷丙類基礎和上部結構處理，亦可不采取措施基礎和上部結構處理，或更高要求的措施全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對基礎和上部結構處理丁類可不采取措施可不采取措施基礎和上部結構處理，或其他經濟的措施表4.3.6抗液化措施注：甲類建筑的地基抗液化措施應進行專門研究，但不宜低于乙類的相應要求。建筑抗震地基的液化等級輕微中等嚴重乙類部分消除液化沉陷，或全110場地分類選擇建筑場地時，應按表4.1.1劃分對建筑抗震有利、一般、不利和危險的地段。表4.1.1有利、一般、不利和危險地段的劃分地段類別地質、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅硬土，開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等一般地段不屬于有利、不利和危險的地段不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（含故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黃土，地表存在結構性裂縫等危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地箔、地裂、混石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯的部位場地分類選擇建筑場地時，應按表4.1.1111按照土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度，建筑場地的類別劃分為四大類，其中Ⅰ分為兩亞類。巖石的剪切波速或土的等效剪切波速(m/s)場地類別Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣυS＞8000800≥υS＞5000500≥υS＞250＜5≥5250≥υS＞150＜33～50＞50υS≤150＜33～1515～50＞80表4.1.6各類建筑場地的覆蓋層厚度(m)

注：表中υS系巖石的剪切波速。按照土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度，建筑場112巖土工程勘察第九章房屋建筑與構筑物的勘察與評價課件113對丁類建筑及丙類建筑中層數不超過10層、高度不超過24m的多層建筑，當無實測剪切波速時，可根據巖土名稱和性狀，按表4.1.3劃分土的類型，再利用當地經驗在表4.1.3的剪切波速范圍內估算各土層的剪切波速。對丁類建筑及丙類建筑中層數不超過10層、高度114表4.1.3土的類型劃分和剪切波速范圍土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍(m/s)巖石堅硬、較硬且完整的巖石υS＞800堅硬土或軟質巖石破碎和較破碎的巖石或軟和較軟的巖石，密實的碎石土800≥υS＞500中硬土中密、稍密的碎石土，密實、中密的礫、粗、中砂，fak>150的黏性土和粉土，堅硬黃土500≥υS＞250中軟土稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細、粉砂，fak≤150的黏性土和粉土，fak＞130的填土，可塑新黃土250≥υS＞150軟弱土淤泥和淤泥質土，松散的砂，新近沉積的黏性土和粉土，fak≤130的填土，流塑黃土υS≤150注：fak為由載荷試驗等方法得到的地基承載力特征值(kPa)；υS為巖土剪切波速。表4.1.3土的類型劃分和剪切波速范圍土的類型巖土名稱和性狀1154.1.4建筑場地覆蓋層厚度確定，應符合下列要求：1一般情況下，應按地面至剪切波速大于500m/s且其下臥各層巖土的剪切波速均不小于500m／s的土層頂面的距離確定。2當地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土層剪切波速2.5倍的土層，且該層及其下臥各層巖土的剪切波速均不小于400m/s時，可按地面至該土層頂面的距離確定。3剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應視同周圍土層。4土層中的火山巖硬夾層，應視為剛體，其厚度應從覆蓋土層中扣除。4.1.4建筑場地覆蓋層厚度確定，應符合下列要求：116地震影響建筑所在地區(qū)遭受的地震影響，應采用相應于抗震設防烈度的設計基本地震加速度和設計特征周期來表征。地震影響建筑所在地區(qū)遭受的地震影響，應采用117抗震設防烈度6789設計基本地震加速度值0.05g0.10(0.15)g0.20(0.30)g0.40g表3.2.2抗震設防烈度和設計基本地震加速度值的對應關系注：g為重力加速度。抗震設防烈度6789設計基本地0.05g0.10(0.15)118建筑的設計特征周期即設計所用的地震影響系數特征周期，應根據其所在地的設計地震分組和場地類別確定。建筑的設計特征周期即設計所用的地震影響系數特119表5.1-4-2特征周期值(s)設計地震分組場地類別Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ第一組0.200.250.350.450.65第二組0.250.300.400.550.75第三組0.300.350.450.650.90表5.1-4-2特征周期值(s)設計地場地類別Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ120地震場地的勘察要求與評價抗震設防烈度等于或大于6度時，應進行場地和地基地震效應的巖土工程勘察，并提出勘察場地的設防烈度、設計基本地震加速度和設計特征周期分區(qū)。地震場地的勘察要求與評價抗震設防烈度等于或121進行巖土工程勘察首先應劃分場地類別，劃分對抗震有利、不利或危險地段；其次對需要采用時程分析的工程提供土層剖面、覆蓋層厚度和剪切波速度等參數；然后進行液化判別；還要對場地附近的滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)等不良地質現象進行專門勘察，分析評價在遭受地震作用時的穩(wěn)定性。進行巖土工程勘察首先應劃分場地類別，劃分對抗1224.1.3土層剪切波速的測量，應符合下列要求：在場地初步勘察階段，對大面積的同一地質單元，測試土層剪切波速的鉆孔數量不宜少于3個。在場地詳細勘察階段，對單幢建筑，測試土層剪切波速的鉆孔數量不宜少于2個，測試數據變化較大時，可適量增加；對小區(qū)中處于同一地質單元內的密集建筑群，測試土層剪切波速的鉆孔數量可適量減少，但每幢高層逵筑和大跨空間結構的鉆孔數量均不得少于1個。4.1.3土層剪切波速的測量，應符合下列要求：123

地震液化的勘察和評價包括三個方面的內容：一是場地有無液化的可能；二是評價液化等級和危害程度；三是提出抗液化的措施。場地液化的初步判別，宜采用下列內容進行綜合判別：①分析場地地形、地貌、地層、地下水等與液化有關場地條件；②當場地及其附近存在歷史地震液化遺跡時，宜分析液化重復發(fā)生的可能性；③傾斜場地或液化層傾向水面或臨空面時，應評價液化引起土體滑移的可能。地震液化的勘察和評價包括三個方面的內容：一是124對判別液化而布置的勘探點不應少于3個，勘探孔深度應大于液化判別深度。當采用標準貫入試驗判別液化時，應按每個試驗孔的實測擊數進行，在需作判別的土層中，試驗點豎向間距定為1.0~1.5m，每層土的試驗點數不宜少于6個。對判別液化而布置的勘探點不應少于3個，勘探孔125活