《地震破坏作》PPT课件.ppt

《《地震破坏作》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《地震破坏作》PPT课件.ppt（43页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1/31/20231职业技术学院职业技术学院2.1 2.1 2.1 2.1 地震破坏作用地震破坏作用地震破坏作用地震破坏作用 从破坏性质和工程对策角度，地震对结构的破坏作用可从破坏性质和工程对策角度，地震对结构的破坏作用可分为两种类型：场地、地基的破坏作用和场地的震动作用。分为两种类型：场地、地基的破坏作用和场地的震动作用。场地和地基的破坏作用场地和地基的破坏作用一般是指造成建筑破坏的直接原一般是指造成建筑破坏的直接原因是由于场地和地基稳定性引起的。因是由于场地和地基稳定性引起的。为此要确定工程场地的设计地震动参数。为此要确定工程场地的设计地震动参数。第二章第二章 场地、地基和基础场地、地基和

2、基础 场地和地基的破坏作用大致有地面破裂、滑坡、坍塌等。场地和地基的破坏作用大致有地面破裂、滑坡、坍塌等。这种破坏作用一般是通过场地选择和地基处理来减轻地这种破坏作用一般是通过场地选择和地基处理来减轻地震灾害的。震灾害的。场地的地震动作用场地的地震动作用是指由于强烈地面运动引起地面设施是指由于强烈地面运动引起地面设施振动而产生的破坏作用。振动而产生的破坏作用。减轻它所产生的地震灾害的主要途径是合理的进行抗震和减轻它所产生的地震灾害的主要途径是合理的进行抗震和减震设计和采取减震措施。减震设计和采取减震措施。1/31/20232职业技术学院职业技术学院2.2 2.2 建筑地段的选择建筑地段的选择工

3、程地质条件对地震破坏的影响很大。工程地质条件对地震破坏的影响很大。常有地震烈度异常现象，即常有地震烈度异常现象，即产生的原因是局部地区的工程地质条件不同。产生的原因是局部地区的工程地质条件不同。“重灾区里有轻灾，轻灾区里由重灾重灾区里有轻灾，轻灾区里由重灾”地段划分地段划分地段划分地段划分 地段类别地段类别 地质、地形、地貌地质、地形、地貌有利地段有利地段稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等不利地段不利地段软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边

4、缘，平面分布上成因、岩性、岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层（如故河道、疏松的断破裂带、暗状态明显不均匀的土层（如故河道、疏松的断破裂带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基）等埋的塘浜沟谷和半填半挖地基）等危险地段危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表错位的部位震断裂带上可能发生地表错位的部位1/31/20233职业技术学院职业技术学院 水边地的地下水边地的地下水位较高，土质也水位较高，土质也较松软，容易在地较松软，容易在地震时产生土壤滑动震时产生土壤滑动或地层液化。或地

5、层液化。山坡地在地震山坡地在地震时会产生土壤滑动时会产生土壤滑动 用另外的土石用另外的土石來填补地基，常有來填补地基，常有土壤密实度不足情土壤密实度不足情形，导致建筑物在形，导致建筑物在地震时产生倾斜、地震时产生倾斜、沉陷。沉陷。冲积地的土质冲积地的土质松软，地震时容易松软，地震时容易塌陷，如果此处有塌陷，如果此处有地下水层，还容易地下水层，还容易发生液化。发生液化。1/31/20234职业技术学院职业技术学院临近临近悬崖，悬崖，容易容易滑落滑落 谷地或低地，这里的谷地或低地，这里的建筑物容易在地震发生时，建筑物容易在地震发生时，受土石崩塌破坏。受土石崩塌破坏。萨尔瓦多地震引发了一巨大的萨尔瓦

6、多地震引发了一巨大的泥石流，数百户人家被埋在泥泥石流，数百户人家被埋在泥石里，估计有石里，估计有1200多人遇难多人遇难地裂地裂1/31/20235职业技术学院职业技术学院地段选择地段选择地段选择地段选择1.1.选择有利地段；选择有利地段；2.2.避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；3.3.不在危险地段建设。不在危险地段建设。局部突出地形的影响局部突出地形的影响局部突出地形的影响局部突出地形的影响19941994年云南昭通地震，芦家湾年云南昭通地震，芦家湾某村坐落于山梁上，山梁长某村坐落于山梁上，山梁长150m150m，顶部最宽顶

7、部最宽15m15m，最窄最窄5m5m，高高60m.60m.距震中距震中18km18km。突出端部的最大加速度为突出端部的最大加速度为0.632g,0.632g,鞍部为鞍部为0.257g0.257g，大山根大山根部为部为0.431g0.431g。烈度为烈度为9度度烈度为烈度为8度度烈度为烈度为7度度1/31/20236职业技术学院职业技术学院局部突出地形的影响局部突出地形的影响局部突出地形的影响局部突出地形的影响1.1.高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大；高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大；2.2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应相对减小；离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应

8、相对减小；3.3.在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大；在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大；4.4.高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明 显减小显减小;5.5.边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。1/31/20237职业技术学院职业技术学院局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数-局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数-局部突出地形地震动参数的增大幅度-附加调整系数 0.6 0.5 0.4 0.3 0.5 0.4 0.3 0.2 0.4 0.3 0.2 0.1 0.3 0.2 0.1

9、 0岩质地层岩质地层非岩质地层非岩质地层突出地形突出地形的高度的高度(m)局部突出局部突出台地边缘台地边缘的侧向平的侧向平均坡降均坡降(H/L)局部突出地形地震影响系数的增大幅度局部突出地形地震影响系数的增大幅度局部突出地形地震影响系数的增大幅度局部突出地形地震影响系数的增大幅度 0.3 0.6 1.01/31/20238职业技术学院职业技术学院发震断裂的影响发震断裂的影响与地下断裂构造直接相关的地裂与地下断裂构造直接相关的地裂与发震断裂间接相关的受应力场控制所产生的地裂与发震断裂间接相关的受应力场控制所产生的地裂1/31/20239职业技术学院职业技术学院 断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震

10、多与断裂活断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活动有关。动有关。发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，使建筑物遭受较大的破坏，属于地震危险地段。使建筑物遭受较大的破坏，属于地震危险地段。建设时应避开。建设时应避开。发震断裂带上可能发生地表错位的地段主要在高烈度发震断裂带上可能发生地表错位的地段主要在高烈度区，全新世以来经常活动的断裂上面。区，全新世以来经常活动的断裂上面。1/31/202310职业技术学院职业技术学院 场地内存在发震断裂时，场地内存在发震断裂时，并应符合下列要求：并应符合下列要求：1.1.对符合下列规定之一的情况，可忽

11、略发震断裂错动对地对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响：面建筑的影响：1 1）抗震设防烈度小于）抗震设防烈度小于8 8度；度；2 2）非全新世活动断裂；）非全新世活动断裂；3 3）抗震设防烈度为）抗震设防烈度为8 8度和度和9 9度时，前第四纪基岩隐伏断裂度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于的土层覆盖厚度分别大于60m60m和和90m90m。2.2.对不符合本条对不符合本条1 1款规定的情况，应避开主断裂带。其避让款规定的情况，应避开主断裂带。其避让距离不宜小于下表对发震断裂最小避让距离的规定。距离不宜小于下表对发震断裂最小避让距离的规定。_ 300m 50

12、0m 专门研究专门研究 9 _ 200m 300m 专门研究专门研究 8 丁丁 丙丙 乙乙 甲甲建筑抗震设防类别建筑抗震设防类别烈度烈度发震断裂的最小避让距离发震断裂的最小避让距离发震断裂的最小避让距离发震断裂的最小避让距离(m)(m)(m)(m)1/31/202311职业技术学院职业技术学院2.3 2.3 建筑场地的类别划分建筑场地的类别划分 建筑场地指建筑所在地。大体相当于厂区、居建筑场地指建筑所在地。大体相当于厂区、居民点和自然村的区域范围。民点和自然村的区域范围。建筑场地按地震对建筑的影响划分为建筑场地按地震对建筑的影响划分为4 4类。类。建筑场地分类的指标是以场地土的类型和覆盖建筑场

13、地分类的指标是以场地土的类型和覆盖层的厚度。层的厚度。场地土层的固有周期的简化计算公式为场地土层的固有周期的简化计算公式为单一土层时单一土层时多层土时多层土时-覆盖层厚度覆盖层厚度-土的剪切波速土的剪切波速-土层总数土层总数-i层厚度层厚度-i层层剪切波速剪切波速一、场地土层的固有周期与场地的地震效应一、场地土层的固有周期与场地的地震效应1.1.场地土层的固有周期场地土层的固有周期1/31/202312职业技术学院职业技术学院2.2.场地的地震效应场地的地震效应场地土对于从基岩传来的地震波具有防大作用。场地土对于从基岩传来的地震波具有防大作用。坚硬土层上的刚性建筑、软弱土上的柔性建筑破坏严重。

14、坚硬土层上的刚性建筑、软弱土上的柔性建筑破坏严重。二二二二.建筑场地的类别建筑场地的类别建筑场地的类别建筑场地的类别场地土的类型场地土的类型淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，和粉土，的填土，流塑黄土的填土，流塑黄土软弱土软弱土稍密的的砾、粗、中砂稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂除松散外的细、粉砂,可可塑黄土塑黄土,的粘性土和粉土的粘性土和粉土,的填土的填土中软土中软土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，砂，的粘性土和粉土，坚硬黄土的粘性土和粉土，坚硬黄土中硬土中硬土稳定岩石，密

15、实的碎石土稳定岩石，密实的碎石土坚硬土坚硬土或岩石或岩石土层剪切波土层剪切波速范围速范围(m/s)岩土名称和性状岩土名称和性状土的土的类型类型-地基土静承载力标准值地基土静承载力标准值1/31/202313职业技术学院职业技术学院场地类别场地类别场地覆盖层厚度的确定：场地覆盖层厚度的确定：1.1.一般情况下，应按地面至剪切波速大于一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s500m/s的土层顶面；的土层顶面；2.2.当地面当地面5m5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.52.5倍倍 的下卧土层，且下卧土层的剪切波速不小于的下卧土层，且下卧土层的剪

16、切波速不小于400m/s400m/s时，时，可按地面至该下卧土层顶面的距离确定；可按地面至该下卧土层顶面的距离确定；3.3.剪切波速大于剪切波速大于500m/s500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层；的孤石、透镜体，应视同周围土层；4.4.土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖 土层中扣除。土层中扣除。80 315 3050 0 等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场 地地 类类 型型1/31/202314职业技术学院职业技术学院土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速-土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速-计算深度（计算深度（m)m)

17、，取覆盖层厚度和取覆盖层厚度和20m20m二者的较小值二者的较小值-剪切波在地面至计算深度之间的传播时间剪切波在地面至计算深度之间的传播时间-计算深度范围内第计算深度范围内第i i土层的厚度土层的厚度(m)(m)-计算深度范围内第计算深度范围内第i i土层的剪切波速土层的剪切波速(m/s)(m/s)-计算深度范围内土层的分层数计算深度范围内土层的分层数场地类别场地类别 80 315 3050 0 等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场 地地 类类 型型1/31/202315职业技术学院职业技术学院例：已知某建筑场地的钻孔例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定土层资料如表所示，试确定该

18、建筑场地的类别。该建筑场地的类别。层底深度层底深度(m)土层厚度土层厚度(m)土的名称土的名称剪切波速剪切波速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥质粘土淤泥质粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥质粘土淤泥质粘土200632.9细砂细砂31069.56.5砾混粗砂砾混粗砂520解：解：（1 1）确定地面下）确定地面下20m20m表层土表层土的场地土类型的场地土类型淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，和粉土，的填土，流塑黄土的填土，流塑黄土软弱土软弱土稍密的的砾、粗、中砂稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂除

19、松散外的细、粉砂,可可塑黄土塑黄土,的粘性土和粉土的粘性土和粉土,的填土的填土中软土中软土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，砂，的粘性土和粉土，坚硬黄土的粘性土和粉土，坚硬黄土中硬土中硬土稳定岩石，密实的碎石土稳定岩石，密实的碎石土坚硬土坚硬土或岩石或岩石土层剪切波土层剪切波速范围速范围(m/s)岩土名称和性状岩土名称和性状土的土的类型类型1/31/202316职业技术学院职业技术学院例：已知某建筑场地的钻孔例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定土层资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。该建筑场地的类别。层底深度层底深度(m)土层

20、厚度土层厚度(m)土的名称土的名称剪切波速剪切波速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥质粘土淤泥质粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥质粘土淤泥质粘土200632.9细砂细砂31069.56.5砾混粗砂砾混粗砂520解：解：（1 1）确定地面下）确定地面下20m20m表层土表层土的场地土类型的场地土类型 80 315 3050 0 等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场 地地 类类 型型（2 2）确定覆盖层厚度）确定覆盖层厚度（3 3）确定建筑场地类别）确定建筑场地类别属于中软土属于中软土属于属于类场地类场地1/31/202317职业技术学院职业技术学院2.4 2

21、.4 天然地基和基础天然地基和基础 地基在地震作用下的稳定性对基础及上部结构的内力地基在地震作用下的稳定性对基础及上部结构的内力分布是比较敏感的，因此确保地震时地基基础能够承受上分布是比较敏感的，因此确保地震时地基基础能够承受上部结构传下来的竖向和水平地震作用以及倾覆力矩而不发部结构传下来的竖向和水平地震作用以及倾覆力矩而不发生过大变形和不均匀沉降是地基基础抗震设计的基本要求。生过大变形和不均匀沉降是地基基础抗震设计的基本要求。一、天然地基的震害特点一、天然地基的震害特点一、天然地基的震害特点一、天然地基的震害特点1.1.高压缩性饱和软粘土和承载力较低的淤泥质土在地震高压缩性饱和软粘土和承载力

22、较低的淤泥质土在地震 中产生不同程度的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏；中产生不同程度的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏；2.2.杂填土、回填土和冲填土等松软填土地基，土质松软杂填土、回填土和冲填土等松软填土地基，土质松软 且承载力较低，易产生沉陷，使结构开裂；且承载力较低，易产生沉陷，使结构开裂；3.3.沟、坑、古河道、坡地办挖半填等非匀质地基在地震沟、坑、古河道、坡地办挖半填等非匀质地基在地震 中的不均匀沉降或地裂缝引起上部结构破坏。中的不均匀沉降或地裂缝引起上部结构破坏。1/31/202318职业技术学院职业技术学院二二二二.天然地基的抗震措施天然地基的抗震措施天然地基的抗震措施天然地基的抗

23、震措施1.1.软弱粘性土地基软弱粘性土地基采用桩基，地基加固；采用桩基，地基加固；2.2.杂填土地基杂填土地基换土夯实；地基加固；换土夯实；地基加固；3.3.不均匀地基不均匀地基综合建筑体型、荷载、烈度、结构类型等采取合理综合建筑体型、荷载、烈度、结构类型等采取合理的结构布局、地基抗震措施。的结构布局、地基抗震措施。地基加固处理方法地基加固处理方法换土垫层法换土垫层法重锤夯实法重锤夯实法挤密桩法挤密桩法沉井预压法沉井预压法1/31/202319职业技术学院职业技术学院三、三、地基基础抗震设计地基基础抗震设计1 1）同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上；）同一结构单元不宜设置在性质截然

24、不同的地基土层上；2)2)同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；3)3)地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时，地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时，宜加强基础的整体性和刚性；宜加强基础的整体性和刚性；4)4)根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算 时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响，使之能时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响，使之能 反映地基基础在不同阶段上的工作状态。反映地基基础在不同阶段上的工作状态。地基基础抗震设计是通过

25、选择合理的基础体系和地基基础抗震设计是通过选择合理的基础体系和抗震验算来保证其抗震能力的。抗震验算来保证其抗震能力的。1.1.1.1.地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求1/31/202320职业技术学院职业技术学院2.2.2.2.可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围由震害调查得到下面结论：由震害调查得到下面结论：只有少数房屋是由地基的原因而导致上部结构的破坏。只有少数房屋是由地基的原因而导致上部结构的破坏。导致上部结构破坏的地基大多是液化地基

26、、易产生导致上部结构破坏的地基大多是液化地基、易产生震陷的软土地基和严重不均匀地基。震陷的软土地基和严重不均匀地基。大量的一般性地基具有良好的抗震性能，极少发现大量的一般性地基具有良好的抗震性能，极少发现因地基承载力不够而产生震害。因地基承载力不够而产生震害。我国抗震设计规范对量大面广的一般地基和基础不我国抗震设计规范对量大面广的一般地基和基础不作抗震验算，对容易产生地基基础震害的液化地基，软作抗震验算，对容易产生地基基础震害的液化地基，软土地基和严重不均匀地基规定了相应的抗震措施，以避土地基和严重不均匀地基规定了相应的抗震措施，以避免或减轻震害。免或减轻震害。1/31/202321职业技术学

27、院职业技术学院2.2.2.2.可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围1)1)砌体房屋；砌体房屋；2)2)地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：1 1）一般的单层厂房和单层空旷房屋；）一般的单层厂房和单层空旷房屋；2 2）不超过）不超过8 8层且高度在层且高度在25m25m以下的一般民用框架房屋；以下的一般民用框架房屋；3 3）基础荷载与）基础荷载与2 2）项相当的多层框架厂房。）项相当的多层框架厂房。3)3)规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。规范

28、规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。1/31/202322职业技术学院职业技术学院3.3.3.3.天然地基地震作用下的承载力验算天然地基地震作用下的承载力验算天然地基地震作用下的承载力验算天然地基地震作用下的承载力验算采用采用“拟静力法拟静力法”规范规定：基础底面平均压力和边缘最大压力应符合规范规定：基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下式要求下式要求式中式中p-基础底面平均压力（基础底面平均压力（kPakPa)pmaxmax基基础底面边缘最大压力础底面边缘最大压力(kPakPa)faEaE-地基土抗震允许承载力地基土抗震允许承载力 高宽比大于高宽比大于4 4的高层建筑，在地震作用下基础底面不

29、的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力；其它建筑，基础底面与地基土之间零应力宜出现拉应力；其它建筑，基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面面积的区面积不应超过基础底面面积的15%15%。1/31/202323职业技术学院职业技术学院4.4.4.4.地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定地基抗震承载力在静力设计承载力基础上调整。地基抗震承载力在静力设计承载力基础上调整。调整的出发点：调整的出发点：1 1）地震是偶发事件，地基抗震承载力安全系数）地震是偶发事件，地基抗震承载力安全系数可比静载时降低；可比静载时降低；2 2）多数土在有限次的

30、动载下，强度较静载下绍）多数土在有限次的动载下，强度较静载下绍高。高。1/31/202324职业技术学院职业技术学院4.4.4.4.地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定式中式中faEaE-调整后的地基抗震承载力设计值调整后的地基抗震承载力设计值 -地基抗震承载力调整系数地基抗震承载力调整系数fa a-深宽修正后的地基承载力特征值，按深宽修正后的地基承载力特征值，按建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB50007GB50007采用采用1.0淤泥，淤泥质土，松散的砂，填土淤泥，淤泥质土，松散的砂，填土1.1稍密的细、粉砂，稍密的细、粉砂，的粘性土和

31、粉土，新近沉积的粘性土和粉土的粘性土和粉土，新近沉积的粘性土和粉土1.3中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉砂，中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉砂，的粘性土和粉土的粘性土和粉土1.5岩石，稍密的碎石土，密实的砾、粗、中砂，岩石，稍密的碎石土，密实的砾、粗、中砂，的粘性土和粉土的粘性土和粉土 岩土名称和性状岩土名称和性状地基土抗震承载力调整系数地基土抗震承载力调整系数1/31/202325职业技术学院职业技术学院2.5 2.5 场地土的液化与抗液化措施场地土的液化与抗液化措施一一一一.场地土的液化现象与震害场地土的液化现象与震害场地土的

32、液化现象与震害场地土的液化现象与震害 处于地下水位以下的饱和砂土处于地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实，使空隙水压力急剧时将趋于密实，使空隙水压力急剧上升，而在地震作用的短暂时间内，上升，而在地震作用的短暂时间内，这种急剧上升的空隙水压力来不及这种急剧上升的空隙水压力来不及消散，使原有土颗粒通过接触点传消散，使原有土颗粒通过接触点传递的压力减小，当有效压力完全消递的压力减小，当有效压力完全消失时，土颗粒处于悬浮状态之中。失时，土颗粒处于悬浮状态之中。这时，土体完全失去抗剪强度而显这时，土体完全失去抗剪强度而显示出近于液体的特性。这种现

33、象称示出近于液体的特性。这种现象称为液化。为液化。液化的宏观标志是在地表出现喷砂冒水。液化的宏观标志是在地表出现喷砂冒水。1/31/202326职业技术学院职业技术学院 唐山地震时，严唐山地震时，严重液化地区喷水高度重液化地区喷水高度可达可达8 8米，厂房沉降米，厂房沉降可达可达1 1米。米。天津地震时，海天津地震时，海河故道及新近沉积土河故道及新近沉积土地区有近地区有近30003000个喷水个喷水冒砂口成群出现，一冒砂口成群出现，一般冒砂量般冒砂量0.1-10.1-1立方立方米，最多可达米，最多可达5 5立方立方米。有时地面运动停米。有时地面运动停止后，喷水现象可持止后，喷水现象可持续续30

34、30分钟。分钟。液化的震害：喷水冒砂淹没农田，淤塞渠道，淘空路基；液化的震害：喷水冒砂淹没农田，淤塞渠道，淘空路基；沿河岸出现裂缝、滑移，造成桥梁破坏，等等。沿河岸出现裂缝、滑移，造成桥梁破坏，等等。1/31/202327职业技术学院职业技术学院液化使建筑物产生下列震害：液化使建筑物产生下列震害：1.1.地面开裂下沉使建筑物产生过渡下沉或整体倾斜；地面开裂下沉使建筑物产生过渡下沉或整体倾斜；2.2.不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁板等不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁板等 水平构件及其节点破坏，使墙体开裂和建筑物体水平构件及其节点破坏，使墙体开裂和建筑物体 形变化处开裂；形变化处开裂

35、；3.3.室内地坪上鼓、开裂，设备基础上浮或下沉。室内地坪上鼓、开裂，设备基础上浮或下沉。影响场地土液化的主要因素：影响场地土液化的主要因素：1.1.土层的地质年代；土层的地质年代；2.2.土层的土粒的组成和密实程度；土层的土粒的组成和密实程度；3.3.砂土层埋置深度和地下水位深度；砂土层埋置深度和地下水位深度；4.4.地震烈度和地震持续时间。地震烈度和地震持续时间。1/31/202328职业技术学院职业技术学院二二二二.液化判别与危害程度估计液化判别与危害程度估计液化判别与危害程度估计液化判别与危害程度估计 1 1、液化判别和处理的一般原则：、液化判别和处理的一般原则：1 1）对存在饱和砂土

36、和粉土（不含黄土）的地基，）对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基，除除6 6度外，应进行液化判别。对度外，应进行液化判别。对6 6度区一般情况度区一般情况 下可不进行判别和处理，但对液化敏感的乙类下可不进行判别和处理，但对液化敏感的乙类 建筑可按建筑可按7 7度的要求进行判别和处理。度的要求进行判别和处理。2 2）存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类）存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类 别、地基的液化等级结合具体情况采取相应的措别、地基的液化等级结合具体情况采取相应的措 施。施。1/31/202329职业技术学院职业技术学院2 2 2 2、液化判别和危害性估计方法、液化判别和危

37、害性估计方法、液化判别和危害性估计方法、液化判别和危害性估计方法 对一般工程项目砂土或粉土液化判别及危害程度估对一般工程项目砂土或粉土液化判别及危害程度估计可按以下步骤进行：计可按以下步骤进行：1 1 1 1）初判）初判）初判）初判 以地质年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土以地质年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土层厚度等作为判断条件。层厚度等作为判断条件。（1 1）地质年代为第四纪晚更新世（）地质年代为第四纪晚更新世（Q3Q3）及以前时，及以前时，7 7、8 8 度可判为不液化；度可判为不液化；（2 2）当粉土的粘粒（粒径小于）当粉土的粘粒（粒径小于0.005mm0.005mm的颗粒的

38、颗粒)含量百分含量百分 率在率在7 7、8 8和和9 9度时分别大于度时分别大于1010、1313和和1616可判为不液化；可判为不液化；1/31/202330职业技术学院职业技术学院（3 3）采用天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和）采用天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和 地下水位深度符合下列条件之一时，可不考虑液地下水位深度符合下列条件之一时，可不考虑液 化影响。化影响。-上覆非液化土层厚度（上覆非液化土层厚度（m)m)，计算时宜将淤泥和淤泥计算时宜将淤泥和淤泥 质土层扣除；质土层扣除；-基础埋置深度基础埋置深度(m),(m),不超过不超过2m2m时采用时采用2m2m；-地下水位深度

39、（地下水位深度（m)m)，宜按建筑使用期内年平均最宜按建筑使用期内年平均最 高水位采用，也可按近期内年最高水位采用；高水位采用，也可按近期内年最高水位采用；-液化土特征深度（液化土特征深度（m)m)，按右表采用。按右表采用。9m8m7m砂土砂土8m7m6m粉土粉土987烈度烈度饱和土饱和土类别类别1/31/202331职业技术学院职业技术学院-上覆非液化土层厚度（上覆非液化土层厚度（m)m)；-基础埋置深度基础埋置深度(m)(m)；-地下水位深度（地下水位深度（m)m)；-液化土特征深度液化土特征深度(m).(m).上面判别式（上面判别式（d db b=2)=2)亦可用下图表示：亦可用下图表示

40、：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910dw(m)不考虑液化影响区不考虑液化影响区须进一步判别区须进一步判别区砂土砂土1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910dw(m)不考虑液化影响区不考虑液化影响区须进一步判别区须进一步判别区粉土粉土7 7度度9 9度度8 8度度7 7度度8 8度度9 9度度d db b22时，在时，在du、dw中中减去（减去（d db b-2)-2)后再查图确定。后再查图确定。1/31/202332职业技术学院职业技术学院查液化土特征深度表查液化土特征深度表例例1 1 图示为某场地地基剖面图图示为某场地地基剖面图 上覆非液

41、化土层厚度上覆非液化土层厚度d du u=5.5m=5.5m 其下为砂土，地下水位深度其下为砂土，地下水位深度 为为d dw=6m.=6m.基础埋深基础埋深d db b=2m,=2m,该该 场地为场地为8 8度区。确定是否考度区。确定是否考 虑液化影响。虑液化影响。解：按判别式确定解：按判别式确定9m8m7m砂土砂土8m7m6m粉土粉土987烈度烈度饱和土饱和土类别类别需要考虑液化影响。需要考虑液化影响。d dw=6m=6md du u=5.5m=5.5md db b=2m=2m1/31/202333职业技术学院职业技术学院例例1 1 图示为某场地地基剖面图图示为某场地地基剖面图 上覆非液化土

42、层厚度上覆非液化土层厚度d du u=5.5m=5.5m 其下为砂土，地下水位深度其下为砂土，地下水位深度 为为d dw=6m.=6m.基础埋深基础埋深d db b=2m,=2m,该该 场地为场地为8 8度区。确定是否考度区。确定是否考 虑液化影响。虑液化影响。解：按土层液化判别图确定解：按土层液化判别图确定需要考虑液化影响。需要考虑液化影响。d dw=6m=6md du u=5.5m=5.5md db b=2m=2m1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910dw(m)不考虑液化影响区不考虑液化影响区须进一步判别区须进一步判别区砂土砂土7 7度度8 8度度9 9度度d d

43、u u=5.5m=5.5md dw=6m=6m1/31/202334职业技术学院职业技术学院查液化土特征深度表查液化土特征深度表解：按判别式确定解：按判别式确定9m8m7m砂土砂土8m7m6m粉土粉土987烈度烈度饱和土饱和土类别类别不满足判别式，需要进一步判别是否考虑液化影响。不满足判别式，需要进一步判别是否考虑液化影响。例例2 2 图示为某场地地基剖面图图示为某场地地基剖面图 上覆非液化土层厚度上覆非液化土层厚度d du u=5.5m=5.5m 其下为沙土，地下水位深度其下为沙土，地下水位深度 为为d dw=6m.=6m.基础埋深基础埋深d db b=2.5m,=2.5m,该场地为该场地为

44、8 8度区。确定是否考度区。确定是否考 虑液化影响。虑液化影响。d dw=6m=6md du u=5.5m=5.5md db b=2.5m=2.5m1/31/202335职业技术学院职业技术学院例例2 2 图示为某场地地基剖面图图示为某场地地基剖面图 上覆非液化土层厚度上覆非液化土层厚度d du u=5.5m=5.5m 其下为沙土，地下水位深度其下为沙土，地下水位深度 为为d dw=6m.=6m.基础埋深基础埋深d db b=2.5m,=2.5m,该场地为该场地为8 8度区。确定是否考度区。确定是否考 虑液化影响。虑液化影响。解：按土层液化判别图确定解：按土层液化判别图确定 需要进一步判别是需

45、要进一步判别是否考虑液化影响。否考虑液化影响。d dw=6m=6md du u=5.5m=5.5md db b=2.5m=2.5m1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910dw(m)不考虑液化影响区不考虑液化影响区须进一步判别区须进一步判别区砂土砂土7 7度度8 8度度9 9度度1/31/202336职业技术学院职业技术学院2 2 2 2）细判细判细判细判采用标准贯入试验判别采用标准贯入试验判别 钻孔至试验土层上钻孔至试验土层上15cm15cm处处,用用63.563.5公公斤穿心锤，落距为斤穿心锤，落距为76cm76cm，打击土层，打打击土层，打入入30cm30cm所用的

46、锤击数记作所用的锤击数记作N N63.563.5，称为标贯称为标贯击数。用击数。用N N63.563.5与规范规定的临界值与规范规定的临界值N Ncrcr比比较来确定是否会液化。较来确定是否会液化。1-1-穿心锤穿心锤2-2-锤垫锤垫3-3-触探杆触探杆4-4-贯入器头贯入器头5-5-出水孔出水孔6-6-贯入器身贯入器身7-7-贯入器靴贯入器靴1/31/202337职业技术学院职业技术学院规范规定规范规定当饱和可液化土的标贯击数当饱和可液化土的标贯击数N N63.563.5的值小于的值小于N Ncrcr值时，判为液化，否值时，判为液化，否则判为不液化。则判为不液化。-地下水位深度（地下水位深度

47、（m)m)-饱和土标准贯入试验点深度（饱和土标准贯入试验点深度（m)m)-液化判别标准贯入锤击数基准值，按下表采用。液化判别标准贯入锤击数基准值，按下表采用。-粘粒含量百分率，当小于粘粒含量百分率，当小于3 3或是砂土时，均应取或是砂土时，均应取3 3。括号内数值用于设计基本地震加速度为括号内数值用于设计基本地震加速度为0.150.15和和0.3g0.3g的地区的地区 12(15)-8（10)第二、三组第二、三组 16 10(13)6（8）第一组第一组 9 8 7设计地震分组设计地震分组烈度烈度1/31/202338职业技术学院职业技术学院3.3.3.3.液化场地危害程度的确定液化场地危害程度

48、的确定液化场地危害程度的确定液化场地危害程度的确定采用土层柱状液化等级判定。采用土层柱状液化等级判定。-判别深度内每一个钻孔标准贯入试验点总数；判别深度内每一个钻孔标准贯入试验点总数；-分别为分别为i i点标准贯入锤击数的实测值和临界点标准贯入锤击数的实测值和临界 值，当实测值大于临界值时取临界值的取值；值，当实测值大于临界值时取临界值的取值；-第第i i点点所代表的土层厚度（所代表的土层厚度（m)m)；-第第i i层考虑单位土层厚度的层位影响权系数层考虑单位土层厚度的层位影响权系数 。若判别深度为。若判别深度为15m15m，当该层中点深度不大于当该层中点深度不大于5m5m时采用时采用1010

49、，等于，等于15m15m时应取零值时应取零值,515m,515m时应按线时应按线性内插值法取值性内插值法取值;若判别深度为若判别深度为20m20m，当该层中点当该层中点深度不大于深度不大于5m5m时采用时采用1010，等于，等于20m20m时应取零值，时应取零值，520m520m时应按线性内插值法取值。时应按线性内插值法取值。液化指数液化指数1/31/202339职业技术学院职业技术学院由液化指数，按下表确定液化等级由液化指数，按下表确定液化等级判别深度判别深度20m时的液化指标时的液化指标判别深度判别深度15m时的液化指标时的液化指标 严重严重 中等中等 轻微轻微 液化等级液化等级液化等级与

50、相应的震害液化等级与相应的震害液化等液化等级级 地面喷水冒砂情况地面喷水冒砂情况 对建筑物的危害情况对建筑物的危害情况轻微轻微地面无喷水冒砂，或仅在洼地、地面无喷水冒砂，或仅在洼地、诃边有零星的喷水冒砂点诃边有零星的喷水冒砂点危害性小，一般不致引起明显的震害危害性小，一般不致引起明显的震害中等中等喷水冒砂可能性大，从轻微到喷水冒砂可能性大，从轻微到严重均有，多数属中等严重均有，多数属中等危害性较大，可造成不均匀沉陷和开裂，危害性较大，可造成不均匀沉陷和开裂，有时不均匀沉陷可达有时不均匀沉陷可达200mm严重严重一般喷水冒砂都很严重，地面一般喷水冒砂都很严重，地面变形很明显变形很明显危害性大，不