工程地质分析原理 (83).pdf

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1、地震的工程地质研究地震的工程地质研究5.61 5.61 选择场地和地基选择场地和地基（1)1)尽可能避开产生强烈地基失效及其它加重震害地尽可能避开产生强烈地基失效及其它加重震害地面效应的场地或地基面效应的场地或地基，用于这类场地或地基的主要有：活，用于这类场地或地基的主要有：活断层带、可能产生地震液化的砂层或强烈沉降的淤泥层，断层带、可能产生地震液化的砂层或强烈沉降的淤泥层，厚填土层，可能产生不均匀沉降的地基厚填土层，可能产生不均匀沉降的地基以及可能受地震引起的崩以及可能受地震引起的崩塌、滑坡等斜坡效应影响塌、滑坡等斜坡效应影响的地区，如陡山坡、斜坡的地区，如陡山坡、斜坡及河坎旁。及河坎旁。5

2、.6 5.6 地震区划抗震设计原则地震区划抗震设计原则(2)(2)考虑到考虑到地基土石的卓越周期和建筑物的自振周期地基土石的卓越周期和建筑物的自振周期，尽可能避免结构与地基土石之间产生共振尽可能避免结构与地基土石之间产生共振。也就是自。也就是自振周期长的建筑物尽可能不建在深厚松软沉积之上，振周期长的建筑物尽可能不建在深厚松软沉积之上，而刚性建筑物则不建于卓越周期短的地基上。而刚性建筑物则不建于卓越周期短的地基上。(3)(3)岩溶地区地下不深处有大溶洞，地震时可能塌陷的岩溶地区地下不深处有大溶洞，地震时可能塌陷的地区不宜作为场地。地区不宜作为场地。对抗震有利的场地条件是；地形开阔平坦；基岩地区岩

3、性均一坚硬或上对抗震有利的场地条件是；地形开阔平坦；基岩地区岩性均一坚硬或上有较薄的覆盖层；若为较厚的覆盖层则应较密实；地下水埋藏较深；崩塌、有较薄的覆盖层；若为较厚的覆盖层则应较密实；地下水埋藏较深；崩塌、滑波泥石流等不发育。滑波泥石流等不发育。(4)(4)避免以加重震害的孤立突出地形作为建筑场地避免以加重震害的孤立突出地形作为建筑场地。云云南南某某村村寨寨562 562 选探适宜的持力层和基础方案选探适宜的持力层和基础方案场地如已选定，即应根据详细查明的场地内地质条件，为各场地如已选定，即应根据详细查明的场地内地质条件，为各类不同建筑物选择适宜的持力层和基础方案。类不同建筑物选择适宜的持力

4、层和基础方案。在地震区的松散层上进行建筑，有地下室的深基础有利；如在地震区的松散层上进行建筑，有地下室的深基础有利；如采用桩基应为支撑桩而不能用摩擦桩，且桩基不能改变地基土的采用桩基应为支撑桩而不能用摩擦桩，且桩基不能改变地基土的类别；高层建筑物以采用达到良好持力层的管柱基础为宜，有的类别；高层建筑物以采用达到良好持力层的管柱基础为宜，有的资料认为圆柱形薄壳基础能大大提高地基承载力和减少基础变形，资料认为圆柱形薄壳基础能大大提高地基承载力和减少基础变形，对抗震有利；在易于产生不均匀沉降的地基上以采用钢筋混凝土对抗震有利；在易于产生不均匀沉降的地基上以采用钢筋混凝土条形基础或筏式基础为宜。条形基

5、础或筏式基础为宜。5.6 5.6 地震区划抗震设计原则地震区划抗震设计原则5.6.3 5.6.3 建筑物合理布置和结构选型建筑物合理布置和结构选型5.6.3.1 5.6.3.1 工业民用建筑物工业民用建筑物选择有利抗震的平面和立面是抗震设计的重要环节，尽量使选择有利抗震的平面和立面是抗震设计的重要环节，尽量使建筑物的质量中心和刚度中心重合，建筑物的质量中心和刚度中心重合，平面上选择矩形、方形、平面上选择矩形、方形、圆形或其它没有凸出凹进的形状，立面上各部分层数尽量一致，圆形或其它没有凸出凹进的形状，立面上各部分层数尽量一致，以避免各个部分之间振型不同，受力不同，使平面转折或立面以避免各个部分之

6、间振型不同，受力不同，使平面转折或立面上层数不同的两部分连接处受扭转而断裂、倒塌。上层数不同的两部分连接处受扭转而断裂、倒塌。如必须采用如必须采用平面转折或立面层数有变化的型式，则应在转折处、层数有变平面转折或立面层数有变化的型式，则应在转折处、层数有变化的部分之间的连接处留抗震缝，使之分割为平面、立面上简化的部分之间的连接处留抗震缝，使之分割为平面、立面上简单均一的独立单元。单均一的独立单元。5.6 5.6 地震区划抗震设计原则地震区划抗震设计原则2 2减轻重量、降低重心，加强整体性使各部分、各构件减轻重量、降低重心，加强整体性使各部分、各构件之间有足够的刚度和强度。之间有足够的刚度和强度。

7、一般砖石承重墙抗拉或抗剪强度较低，一般砖石承重墙抗拉或抗剪强度较低，抗震性能抗震性能较差，震害严重。较差，震害严重。改善砌体方式及提高灰缝强度以增强抗拉强度，改善砌体方式及提高灰缝强度以增强抗拉强度，是这类结构抗层的主要措施。是这类结构抗层的主要措施。钢筋混凝土框架结构抗震性能良好。钢筋混凝土框架结构抗震性能良好。但也有承重但也有承重柱薄弱环节破坏的例子。其主要抗震措施是增加角柱柱薄弱环节破坏的例子。其主要抗震措施是增加角柱配筋和加强柱的箍筋以增加抗弯抗扭性能。配筋和加强柱的箍筋以增加抗弯抗扭性能。木构架承重的房屋，粱柱之间的连接点往往为榫接木构架承重的房屋，粱柱之间的连接点往往为榫接，柱子往

8、往浮搁在柱脚石上。侧向刚度很差，地震时极易发柱子往往浮搁在柱脚石上。侧向刚度很差，地震时极易发生倾斜，木柱也易从柱脚石上滑落。生倾斜，木柱也易从柱脚石上滑落。其主要措施有如下几点：其主要措施有如下几点：(1)(1)屋架屋架(梁梁)与柱的连接处，除柱顶用榫还应加与柱的连接处，除柱顶用榫还应加角撑角撑(斜斜撑撑)或夹板或夹板(图图5 554)54)。(2)(2)增加剪刀撑增加剪刀撑(图图5 555)55)或没柱间支撑或柱间砌实心墙或没柱间支撑或柱间砌实心墙以保证必要的纵向刚度。以保证必要的纵向刚度。加强木构架整体性的剪刀撑（3 3）木柱柱脚宜用铁件与基础固定木柱柱脚宜用铁件与基础固定，连接宜用螺栓

9、。，连接宜用螺栓。（4 4）所有连接的支撑、斜呈撑、夹板等均应用螺栓连）所有连接的支撑、斜呈撑、夹板等均应用螺栓连接，不宜用钉结合。接，不宜用钉结合。砖混结构是我国目前采用极广的结构。砖混结构是我国目前采用极广的结构。预制混凝土楼预制混凝土楼盖板往往浮搁于承重墙上，支承长度也不足，所以整体性盖板往往浮搁于承重墙上，支承长度也不足，所以整体性很差，受震时地震惯性力相对集中于楼板处很差，受震时地震惯性力相对集中于楼板处，各楼、盖板，各楼、盖板相推挤碰撞、移动错位，外侧的预制板撞击墙壁，使之外相推挤碰撞、移动错位，外侧的预制板撞击墙壁，使之外突，使支承长度减小，突，使支承长度减小，最后楼板可从墙上脱

10、落最后楼板可从墙上脱落。汉旺预制板砖混结构预制板塌落主要抗震措施为加强墙体之间及墙与楼、盖板之主要抗震措施为加强墙体之间及墙与楼、盖板之间的整体性。墙的整体性要求咬岔砌筑，使内外墙、间的整体性。墙的整体性要求咬岔砌筑，使内外墙、外墙转角、内墙交接处都有良好的连接，在外墙转角、内墙交接处都有良好的连接，在VIIIVIII度区度区在这些部位应每隔一定高度于灰缝内配置拉接钢筋。在这些部位应每隔一定高度于灰缝内配置拉接钢筋。设置抗震圈梁是加强房屋整体性、加固各部分墙体连设置抗震圈梁是加强房屋整体性、加固各部分墙体连接的有效措施。圈梁尽量设在楼盖板周围使它成为楼接的有效措施。圈梁尽量设在楼盖板周围使它成

11、为楼盖板周围的，以加强水平向整体性。盖板与盖板之间盖板周围的，以加强水平向整体性。盖板与盖板之间也必须锚固以增强整体性。也必须锚固以增强整体性。5.6.3.2 5.6.3.2 水工建筑物水工建筑物(1)(1)选择坝型选择坝型选择抗震性能良好的坝型是很重要的。不同坝型选择抗震性能良好的坝型是很重要的。不同坝型主要震害形式如下。主要震害形式如下。土石坝：以堆石坝抗震性能最好。例如美国的卡土石坝：以堆石坝抗震性能最好。例如美国的卡斯泰克坝斯泰克坝(高高104m)104m)，在，在197I197I年圣费尔南多地震时距震年圣费尔南多地震时距震中中32km32km坝址加速度水平达坝址加速度水平达0.39g

12、0.39g，垂直，垂直0.18g0.18g坝体未坝体未受损坏。墨西哥的英菲尔尼罗坝受损坏。墨西哥的英菲尔尼罗坝(高高149m)149m)于于1964196419661966年遭受三次年遭受三次IVIV-VIIIVIII地震，坝体未受损害。日本御地震，坝体未受损害。日本御母衣坝母衣坝(高高131m)1961131m)1961年遭受年遭受VIIIVIII度以上强震除坝顶沉度以上强震除坝顶沉陷，向下游位移陷，向下游位移5cm5cm外，坝体基本完好。外，坝体基本完好。冲填土坝抗震性能较差，比较容易产生坝坡滑坡、坝顶裂缝、冲填土坝抗震性能较差，比较容易产生坝坡滑坡、坝顶裂缝、严重者能溃决。严重者能溃决。

13、混凝土坝：以重力坝及拱坝整体性强抗震性能良好，而大头坝混凝土坝：以重力坝及拱坝整体性强抗震性能良好，而大头坝和连拱坝等，因侧向刚度不足抗震性能较差。如日本丰检油连拱坝和连拱坝等，因侧向刚度不足抗震性能较差。如日本丰检油连拱坝在在19461946年南海地震中，坝址烈度年南海地震中，坝址烈度VIVI度，支墩和坝接头处即多处漏水。度，支墩和坝接头处即多处漏水。各类混凝土坝主要震害是近坝顶部分、断面突变处为抗震薄弱环节，各类混凝土坝主要震害是近坝顶部分、断面突变处为抗震薄弱环节，容易产生断裂；坝内孔口廊道附近易裂缝；坝顶相当于孤立突出山容易产生断裂；坝内孔口廊道附近易裂缝；坝顶相当于孤立突出山梁，地震

14、反应强，因之其上的附属建筑物易破坏。梁，地震反应强，因之其上的附属建筑物易破坏。(2)(2)工程措施工程措施土石坝应防止地基失稳，提高坝体压实度，降低浸土石坝应防止地基失稳，提高坝体压实度，降低浸润曲线，以防坝体滑坡，适当增加坝顶宽和坝顶超高，润曲线，以防坝体滑坡，适当增加坝顶宽和坝顶超高，以防涌浪和溃决。以防涌浪和溃决。混凝土坝中的重力坝和大头坝应适当增加坝体顶部混凝土坝中的重力坝和大头坝应适当增加坝体顶部刚度，顶部坡折宜取弧形，坝面和坝墩顶部的几何形状刚度，顶部坡折宜取弧形，坝面和坝墩顶部的几何形状应尽量平缓、避免突变以减少应力集中。支墩坝应尽可应尽量平缓、避免突变以减少应力集中。支墩坝应

15、尽可能增加整体性，增强侧向刚度。拱坝应注意拱顶两岸岩能增加整体性，增强侧向刚度。拱坝应注意拱顶两岸岩体的稳定性。拱顶附属结构应力求轻型、简单、整体性体的稳定性。拱顶附属结构应力求轻型、简单、整体性好并加强连接部位。好并加强连接部位。本章重点：本章重点：（1 1）场地地震效应和地震力的静力分析方法；）场地地震效应和地震力的静力分析方法；(2)(2)地基岩（土）体的自振周期（卓越周期、特征周地基岩（土）体的自振周期（卓越周期、特征周期）及其对建筑物的影响；期）及其对建筑物的影响；(3)(3)地震区划和地震小区划的划分方法。地震区划和地震小区划的划分方法。本章难点：本章难点：（1 1）地基土卓越周期）地基土卓越周期;(2)(2)地震区划和地震烈度小区划分。发展过程、现状地震区划和地震烈度小区划分。发展过程、现状及发展趋势。及发展趋势。本章重点及难点本章重点及难点本章思考题（1）.震级与烈度的区别（2）.场地地震效应、卓越周期（3）.地震小区划的工程意义