場(chǎng)地和地基課件

1、場(chǎng)地和地基PPT課件第二章第二章 場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)2.1 2.1 概述概述一、地震的破壞作用一、地震的破壞作用 要正確地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，必須對(duì)建筑的震害有所了解。雖然迄今為止有很多地震的破壞現(xiàn)象還不能科學(xué)地加以解釋和防止，但是從震害中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，一直是改善建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的主要方法。 根據(jù)以往震害經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致建筑破壞的直接原因分以下三種： 1、地面變形：由于地震引起建筑所在場(chǎng)地產(chǎn)生滑坡、地陷、地裂或錯(cuò)位等地面大變形，對(duì)其上部建筑物形成直接危害造成建筑物的破壞。 2、地基失效：地震引起建筑場(chǎng)地的沙土液化、軟土震陷等造成地基失效，致使上部建筑發(fā)生破壞。 場(chǎng)地和地基PPT

2、課件3、建筑振動(dòng)：在地震地面運(yùn)動(dòng)的激發(fā)下，建筑物產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，在振動(dòng)過(guò)程中，由于結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不足、變形過(guò)大、接連不牢、構(gòu)件失穩(wěn)或整體傾覆等因素造成建筑破壞。 不論何種情況，場(chǎng)地和地基的土層條件對(duì)建筑的震害都有直接影響，表層地基的大變形或失效導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的破壞，與地基的強(qiáng)度有關(guān)，其對(duì)于不同層數(shù)的建筑產(chǎn)生的震害是相同的。而地震波在不同的表土層中傳播性不同，使上部建筑物產(chǎn)生不同的地震反應(yīng)，引起建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)也不同。 對(duì)于地面變形和地基失效的影響，一般采取選擇有利場(chǎng)地和地基處理等方法，減少或防止對(duì)上部建筑的破壞影響；而場(chǎng)地土對(duì)上部建筑振動(dòng)的影響，在設(shè)計(jì)中還需要考慮結(jié)構(gòu)自身的振動(dòng)及其動(dòng)力特性的問(wèn)題。所以

3、，建筑的破壞狀態(tài)和破壞程度，一方面取決于地震的特性，另一方面還取決于結(jié)構(gòu)本身的力學(xué)特性。 場(chǎng)地和地基PPT課件建筑物破壞規(guī)律建筑物破壞規(guī)律柔性結(jié)構(gòu)柔性結(jié)構(gòu)剛性結(jié)構(gòu)剛性結(jié)構(gòu)軟弱地基軟弱地基易遭破壞易遭破壞表現(xiàn)較好表現(xiàn)較好堅(jiān)硬地基堅(jiān)硬地基表現(xiàn)較好表現(xiàn)較好表現(xiàn)不一表現(xiàn)不一 從破壞性質(zhì)來(lái)看，在堅(jiān)硬地基上，建筑物的破壞通常是由于結(jié)構(gòu)破壞所造成。在軟弱地基上，則有時(shí)是由于結(jié)構(gòu)破壞、有時(shí)是由于地基破壞。 從總的破壞表現(xiàn)來(lái)看，在軟弱地基上比在堅(jiān)硬地基上更為嚴(yán)重從總的破壞表現(xiàn)來(lái)看，在軟弱地基上比在堅(jiān)硬地基上更為嚴(yán)重。 在強(qiáng)烈地震作用下，場(chǎng)地土對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)影響之所以復(fù)雜，其原因是：地震地面運(yùn)動(dòng)的大小和特征受到局部土

4、質(zhì)條件的影響。不同的地基土質(zhì)其地震反應(yīng)是不一樣的，地震時(shí)建筑物和地基土作為統(tǒng)一的整體而互相影響，即所謂土結(jié)構(gòu)相互作用，使建筑物地基的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有所不同。地基土在地震作用下，其物理力學(xué)性質(zhì)由于動(dòng)力效應(yīng)發(fā)生變化，常常使軟弱土上的建筑物遭到破壞。 我國(guó)在制定抗震規(guī)范時(shí)，認(rèn)為場(chǎng)地的地震影響是建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)條件（地質(zhì)構(gòu)造、地基、地基土類別等）對(duì)建筑物的綜合影響，而且每一因素的影響各不相同，應(yīng)該區(qū)別對(duì)待。因而將建筑場(chǎng)地區(qū)分為對(duì)抗震有利和不利條件。從而選擇對(duì)抗震有利的地段，同時(shí)考慮場(chǎng)地和結(jié)構(gòu)特征這兩種因素，確定地震作用和抗震構(gòu)造措施，對(duì)地基失效問(wèn)題，則采用地基處理的辦法解決。 場(chǎng)地和地基PPT課件二、場(chǎng)地、

5、地基、基礎(chǔ)問(wèn)題在抗震設(shè)計(jì)與非抗震設(shè)計(jì)時(shí)的區(qū)別二、場(chǎng)地、地基、基礎(chǔ)問(wèn)題在抗震設(shè)計(jì)與非抗震設(shè)計(jì)時(shí)的區(qū)別 共同點(diǎn)：都要慮支承上部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)在傳遞荷載時(shí)其承載力共同點(diǎn)：都要慮支承上部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)在傳遞荷載時(shí)其承載力和沉降量方面是否滿足設(shè)計(jì)要求和沉降量方面是否滿足設(shè)計(jì)要求 抗震設(shè)計(jì)時(shí)抗震設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮地震時(shí)場(chǎng)地的動(dòng)力效應(yīng)對(duì)地基的影響、還要考慮地震時(shí)場(chǎng)地的動(dòng)力效應(yīng)對(duì)地基的影響、場(chǎng)地和地基對(duì)結(jié)構(gòu)的地震作用的影響。場(chǎng)地和地基對(duì)結(jié)構(gòu)的地震作用的影響。 1、首先要了解地震時(shí)地震波在場(chǎng)地土層傳播時(shí)有哪些變化，具有哪些特性。2、其次是地面運(yùn)動(dòng)的特性對(duì)建筑物有怎樣的影響，上部結(jié)構(gòu)的破壞僅僅是由于地震作用引起的，還是由于地

6、基失效造成的，或者是兩者的綜合。3、從地基是否失效考慮，劃分了三類地段，采用三種不同的方針:宜選有利地段，避開(kāi)不利地段，不選危險(xiǎn)地段。4、地震時(shí)由于地基失效造成建筑物的震害，主要是軟弱土、不均勻沉降和砂土液化，其中砂土液化是研究的重點(diǎn)，主要討論的問(wèn)題是砂土液化的條件、液化的危害性、根據(jù)不同的液化危害程度選擇不同的抗液化措施。5、當(dāng)?shù)鼗O(shè)計(jì)合理時(shí)，有利地段上的建筑物，其震害絕大多數(shù)是由于上部結(jié)構(gòu)受地震作用而造成的，由此應(yīng)考慮不同的場(chǎng)地(包括場(chǎng)地土類別、覆蓋層厚度)對(duì)地震作用的影響。 上述各個(gè)問(wèn)題有些內(nèi)容是相關(guān)聯(lián)的，是有機(jī)整體的一部分。總的說(shuō)明場(chǎng)地選擇對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)是重要的組成部分。 只有在選擇抗

7、震有利的場(chǎng)地條件下，并注意了防止和避免地基失效只有在選擇抗震有利的場(chǎng)地條件下，并注意了防止和避免地基失效措施，才能考慮各類場(chǎng)地對(duì)地震作用的影響進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震分析。措施，才能考慮各類場(chǎng)地對(duì)地震作用的影響進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震分析。 場(chǎng)地和地基PPT課件2.2 2.2 地震地面運(yùn)動(dòng)特性地震地面運(yùn)動(dòng)特性 場(chǎng)地的地面運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是隨震源機(jī)制、震中距離和傳播場(chǎng)地的地面運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是隨震源機(jī)制、震中距離和傳播途徑中土層的性質(zhì)不同而變化。途徑中土層的性質(zhì)不同而變化。 作為建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，一個(gè)場(chǎng)地的地震地面運(yùn)動(dòng)是抗震設(shè)計(jì)的前提和依據(jù)。不同特性的地震動(dòng)對(duì)建筑物的影響和破壞作用是不一樣的，但從現(xiàn)有科學(xué)水平很難預(yù)估將會(huì)

8、發(fā)生的實(shí)際的地震大小，相應(yīng)也就很難預(yù)估設(shè)計(jì)建筑所在場(chǎng)地的地面運(yùn)動(dòng)情況。所以，只能根據(jù)歷次地震的震害教訓(xùn)以及取得的強(qiáng)震記錄，考慮對(duì)建筑物破壞的影響，對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)的特性進(jìn)行研究分析。 一、場(chǎng)地土的卓越周期（場(chǎng)地土固有周期）一、場(chǎng)地土的卓越周期（場(chǎng)地土固有周期） 許多震害現(xiàn)象表明，場(chǎng)地的周期特性對(duì)建筑物震害的程許多震害現(xiàn)象表明，場(chǎng)地的周期特性對(duì)建筑物震害的程度有重要的影響度有重要的影響 例：1970年3月28日，土耳其格迪茲(Gediz)地震中，某工廠鋼砼結(jié)構(gòu)(強(qiáng)度足夠符合規(guī)范，T=1.255)倒塌，同一場(chǎng)地上相近建筑，T=0.55、T=2.55的建筑都沒(méi)壞。震后分析，在T=1.25處有明顯的最大

9、反應(yīng)，故類共振引起破壞。 場(chǎng)地和地基PPT課件場(chǎng)地土固有周期就是它的自振周期。場(chǎng)地土固有周期就是它的自振周期。一般多采用剪切型質(zhì)點(diǎn)系來(lái)研究場(chǎng)地土的動(dòng)力特征。一般多采用剪切型質(zhì)點(diǎn)系來(lái)研究場(chǎng)地土的動(dòng)力特征。 將連續(xù)土體離散成多質(zhì)點(diǎn)（有限）體系。 剪切剛度 （ 與 層發(fā)生單位相對(duì)位移產(chǎn)生的力）應(yīng)滿足土的 關(guān)系 iK1iiGAV /hx所以有xhGAViiihGK 1x1Ai令、，則 層土的剪切剛度為V為作用在厚度為h的土層上的最大剪力。 作用在土層上的最大剪應(yīng)力。 x剪力作用下所引起的位移。 A為土柱的截面積。 場(chǎng)地和地基PPT課件土層質(zhì)點(diǎn)微幅無(wú)阻尼自由振動(dòng)方程的矩陣表達(dá)式： 0XKXM 由振動(dòng)方程

10、解出 及 ，這時(shí)的解是基于線彈性情況?？紤]到地震時(shí)土的關(guān)系 已呈非線性，應(yīng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。 )(iiT ix也可以按以下公式來(lái)求土層固有周期。也可以按以下公式來(lái)求土層固有周期。 對(duì)于只有一層土覆蓋層時(shí)：對(duì)于只有一層土覆蓋層時(shí)： sovvdT4對(duì)于多層土覆蓋層時(shí)：對(duì)于多層土覆蓋層時(shí)： smovVdT4siiovsmVddVovd覆蓋層厚度， smV土層平均剪切波速，sv土層剪切波速， siiVd ,i第 層土的厚度和剪切波速。式中場(chǎng)地和地基PPT課件二、場(chǎng)地土層的放大、濾波作用二、場(chǎng)地土層的放大、濾波作用 根據(jù)地震波理論分析的結(jié)果表明，當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ趥鞑ミ^(guò)程中，由速度大的地層向速度小的地層行進(jìn)時(shí)，由

11、于波的周期要保持不變，一個(gè)周期內(nèi)的波的前進(jìn)距離則將縮短，振幅將增大振幅將增大，特別是使每個(gè)波中所含的能量保持不變，短波長(zhǎng)的波要傳輸同樣的能量，則必須增大振幅。 一般來(lái)說(shuō)，地表地層的地質(zhì)年代較輕，傳播地震波速一般來(lái)說(shuō)，地表地層的地質(zhì)年代較輕，傳播地震波速底，因此地震波由硬、深的地層向淺、軟的地層傳播到達(dá)底，因此地震波由硬、深的地層向淺、軟的地層傳播到達(dá)地表時(shí)，其振幅將增大很多。這就是場(chǎng)地土層的放大作用。地表時(shí)，其振幅將增大很多。這就是場(chǎng)地土層的放大作用。 當(dāng)表層地基土層越軟或軟弱地基沉積越厚，放大效應(yīng)就越大。 通常地基是由具有不同特性的多層土組成，當(dāng)由下入射的大小和周期不同的波群進(jìn)入多層土的表層

12、時(shí)，多層土的表層土相當(dāng)于一個(gè)“濾波器”，會(huì)將某些頻率波群放大或通過(guò)而將另一些波衰減或?yàn)V掉。由于各土層的“濾波”效應(yīng)不同，因此，多層土的周期并不是單一的。 場(chǎng)地和地基PPT課件三、地震動(dòng)（即地面運(yùn)動(dòng)）卓越周期三、地震動(dòng)（即地面運(yùn)動(dòng)）卓越周期 從地震記錄可以清楚看出，一個(gè)場(chǎng)地的地面運(yùn)動(dòng)，一般從地震記錄可以清楚看出，一個(gè)場(chǎng)地的地面運(yùn)動(dòng)，一般均存在一個(gè)破壞性最強(qiáng)的主振周期。如果建筑物的自振周期均存在一個(gè)破壞性最強(qiáng)的主振周期。如果建筑物的自振周期與這個(gè)周期接近，建筑物的破壞程度就會(huì)加重。而這個(gè)主振與這個(gè)周期接近，建筑物的破壞程度就會(huì)加重。而這個(gè)主振周期稱地震動(dòng)卓越周期。周期稱地震動(dòng)卓越周期。 反應(yīng)譜曲線

13、中最大值對(duì)應(yīng)的周期就是該地震波的卓越周期。反應(yīng)譜曲線中最大值對(duì)應(yīng)的周期就是該地震波的卓越周期。 在進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要估計(jì)該建筑所在場(chǎng)地的地震動(dòng)卓越周期，之后使設(shè)計(jì)的建筑自振周期錯(cuò)開(kāi)卓越周期，盡量加大兩者之間的差距。而要正確預(yù)測(cè)地震動(dòng)卓越周期是很難做到的。然而某一工程場(chǎng)地的地震動(dòng)卓越周期，盡管隨震級(jí)大小和震中距遠(yuǎn)近而變化，但因與該場(chǎng)地的場(chǎng)地條件特別是場(chǎng)地土性質(zhì)存在某種相關(guān)性，可以利用場(chǎng)地周期來(lái)估計(jì)地震動(dòng)卓越周期，所以場(chǎng)地土卓越周期是地震地面運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力特性之一。當(dāng)?shù)卣饎?dòng)卓越周期與該地基土的固有周期一致，則將使地表面的振動(dòng)幅度大大增加。當(dāng)?shù)卣鸩ㄖ姓純?yōu)勢(shì)的波動(dòng)分量的周期與建筑物固有周期相近，建筑物

14、將受到非常大的地震作用。 場(chǎng)地和地基PPT課件2.3 2.3 地面運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)地面運(yùn)動(dòng)特征參數(shù) 為了分析強(qiáng)震記錄中對(duì)工程應(yīng)用有重要意義的特征，一般采用幅值、幅值、頻譜頻譜和持續(xù)時(shí)間持續(xù)時(shí)間三個(gè)參數(shù)來(lái)反映強(qiáng)震記錄的地面運(yùn)動(dòng)特征。 一、幅值一、幅值二、頻譜二、頻譜 地面運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)幅值可用所記錄的地面運(yùn)動(dòng)加速度、速度、位移三者之中任意一個(gè)的峰值來(lái)表示。 頻譜的概念就是一次地震動(dòng)中振幅與頻率的關(guān)系曲線。頻譜的概念就是一次地震動(dòng)中振幅與頻率的關(guān)系曲線。 假若地震動(dòng)的頻率經(jīng)過(guò)頻譜分析得出強(qiáng)震記錄中占主導(dǎo)地位的頻率集中于低頻，它引起自振周期長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的反應(yīng)；相反，若地震動(dòng)的卓越周期在高頻段，則對(duì)剛性結(jié)

15、構(gòu)物會(huì)造成大的危害。 到70年代，人們又進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到地震動(dòng)的頻譜組成是隨場(chǎng)地土壤條件而改變。宏觀震害現(xiàn)象以及強(qiáng)震記錄說(shuō)明，震級(jí)愈大、震中愈遠(yuǎn)、場(chǎng)地土愈軟而厚，則頻譜的長(zhǎng)周期成份越突出。由于地震動(dòng)頻譜是隨地震震級(jí)大小、震中距遠(yuǎn)近、以及場(chǎng)地震動(dòng)頻譜是隨地震震級(jí)大小、震中距遠(yuǎn)近、以及場(chǎng)地土層的軟硬和厚薄而變地土層的軟硬和厚薄而變的，所以不同自振周期的建筑結(jié)構(gòu)在相同的條件下會(huì)產(chǎn)生不同程度的震害。場(chǎng)地和地基PPT課件 近年來(lái)通過(guò)對(duì)某些地震震害實(shí)例以及同時(shí)記錄到地震動(dòng)加速度的過(guò)程，進(jìn)行研究對(duì)比了解到：有些地震動(dòng)雖然十分強(qiáng)烈，但持續(xù)時(shí)間很短，建筑破壞較輕。有些地震動(dòng)不十分強(qiáng)烈，但持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)建筑物造成嚴(yán)

16、重破壞。這些現(xiàn)象表明，只用地面運(yùn)動(dòng)的幅值和頻譜特征還不足以反映地震對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞影響，只有同時(shí)考慮到地震動(dòng)的持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，才能說(shuō)明建筑震害嚴(yán)重與否的原因。由此可見(jiàn)，強(qiáng)震持續(xù)時(shí)間對(duì)于結(jié)構(gòu)破壞是一個(gè)重要因素，不容忽視。 另一個(gè)說(shuō)明地震動(dòng)持續(xù)時(shí)間重要性的依據(jù)是地震動(dòng)造成的積累破壞效應(yīng)。如果承認(rèn)幾次地震可以產(chǎn)生積累破壞，則強(qiáng)震持續(xù)時(shí)間加長(zhǎng)，當(dāng)然也可以造成同樣的影響效果。 為了考慮持續(xù)時(shí)間影響，必須給以明確定義。但至今尚無(wú)統(tǒng)一意見(jiàn)。 綜上所述：地震地面運(yùn)動(dòng)是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的依據(jù)和前提。影響地震動(dòng)的主要地震地面運(yùn)動(dòng)是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的依據(jù)和前提。影響地震動(dòng)的主要因素是震源機(jī)制、傳播途徑和場(chǎng)地條件。工程上一些實(shí)用

17、公式常以震級(jí)、震中距因素是震源機(jī)制、傳播途徑和場(chǎng)地條件。工程上一些實(shí)用公式常以震級(jí)、震中距和場(chǎng)地類別來(lái)表述這些主要影響因素。對(duì)強(qiáng)震記錄進(jìn)行地震動(dòng)分析時(shí)，卓越周期和場(chǎng)地類別來(lái)表述這些主要影響因素。對(duì)強(qiáng)震記錄進(jìn)行地震動(dòng)分析時(shí)，卓越周期是重要的動(dòng)力特征之一。振幅、頻譜和持續(xù)時(shí)間三個(gè)特征參數(shù)用來(lái)反映對(duì)實(shí)際工是重要的動(dòng)力特征之一。振幅、頻譜和持續(xù)時(shí)間三個(gè)特征參數(shù)用來(lái)反映對(duì)實(shí)際工程抗震設(shè)計(jì)的影響因素。程抗震設(shè)計(jì)的影響因素。 三、持續(xù)時(shí)間三、持續(xù)時(shí)間 從頻譜分析可以了解到地震地面運(yùn)動(dòng)所記錄的一些頻帶較寬和波形復(fù)雜的地震動(dòng)中占主導(dǎo)地位的波動(dòng)周期。當(dāng)?shù)孛孢\(yùn)動(dòng)中占優(yōu)勢(shì)的波動(dòng)分量的周期與建筑物的基本周期相近時(shí)，將使

18、建筑物產(chǎn)生共振現(xiàn)象而遭到較大破壞。因此，進(jìn)行頻譜分析，研究頻譜變化的特征及其對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，具有很重要的工程價(jià)值。 場(chǎng)地和地基PPT課件2.4 2.4 場(chǎng)地分類場(chǎng)地分類 場(chǎng)地指工程群體所在地，具有相似的反應(yīng)譜特征。其場(chǎng)地指工程群體所在地，具有相似的反應(yīng)譜特征。其范圍相當(dāng)于廠區(qū)、居民小區(qū)和自然村或不小于范圍相當(dāng)于廠區(qū)、居民小區(qū)和自然村或不小于1km1km2的平面的平面面積。面積。 在這個(gè)范圍內(nèi)，影響反映譜特性的巖土性狀和土層厚在這個(gè)范圍內(nèi)，影響反映譜特性的巖土性狀和土層厚度相近。度相近。 場(chǎng)地條件的分類實(shí)質(zhì)就是場(chǎng)地反應(yīng)譜特性的分類，主要依據(jù)是場(chǎng)地條件對(duì)地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和譜特性的影響。也就是場(chǎng)地條件對(duì)地

19、震波的動(dòng)力放大作用和濾波特性的影響，而影響地震的場(chǎng)地條件很大程度上是與表層土的性質(zhì)（土層等效剪切波速）及其覆蓋層的厚度有關(guān)。 從理論上講，當(dāng)下層波速比上層波速大得多時(shí)，可以當(dāng)基巖。但實(shí)際地層剛度是漸變的，如果要求波速比很大時(shí)才能做基巖，勢(shì)必定得很大。 一、覆蓋層厚度一、覆蓋層厚度 覆蓋層厚度是指從地表到地下基巖面的距離，也就是覆蓋層厚度是指從地表到地下基巖面的距離，也就是巖石面的埋深。巖石面的埋深。場(chǎng)地和地基PPT課件1. 一般情況下，應(yīng)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(dāng)?shù)孛?m以下存在剪切波速大于其上部各土層剪切波速

20、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(shí)，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(yīng)視同周圍土層。 4. 土層中的火山巖硬夾層，應(yīng)視為剛體，其厚度應(yīng)從覆蓋土層中扣除。 規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：二、剪切波速和場(chǎng)地土的類型二、剪切波速和場(chǎng)地土的類型 場(chǎng)地土是指場(chǎng)地范圍內(nèi)地面下場(chǎng)地土是指場(chǎng)地范圍內(nèi)地面下20m（或淺于（或淺于20m）以內(nèi)的）以內(nèi)的土層。土層。 其類型主要決定于土的剛性，而土的剛性一般用土的剪切波速表示。因此，場(chǎng)地土的類型可根據(jù)剪切波速來(lái)劃分場(chǎng)地土的類型可根據(jù)剪切波速來(lái)劃分。 場(chǎng)地和地基PPT課件 建筑場(chǎng)地類別的劃分，應(yīng)

21、以土層等效剪切波速和場(chǎng)地建筑場(chǎng)地類別的劃分，應(yīng)以土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度為準(zhǔn)。對(duì)丁類建筑及丙類建筑中層數(shù)不超過(guò)覆蓋層厚度為準(zhǔn)。對(duì)丁類建筑及丙類建筑中層數(shù)不超過(guò)10層、高度不超過(guò)層、高度不超過(guò)24m的多層建筑，當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)剪切波速時(shí)，的多層建筑，當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)剪切波速時(shí)，可根據(jù)巖土名稱和性狀來(lái)劃分土的類型，再利用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)可根據(jù)巖土名稱和性狀來(lái)劃分土的類型，再利用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)在上表范圍內(nèi)估算各土層的剪切波速。在上表范圍內(nèi)估算各土層的剪切波速。 土的類型劃分和剪切波速范圍土的類型劃分和剪切波速范圍akf-為由載荷試驗(yàn)等方法得到的地基承載力特征值為由載荷試驗(yàn)等方法得到的地基承載力特征值 淤泥和淤泥質(zhì)土，松散

22、的砂，新近沉積的粘性土和粉土， 的填土，流塑黃土軟弱土稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細(xì)、粉砂， 的粘性土和粉土， 的填土，可塑新黃土中軟土中密、稍密的碎石土，密實(shí)、中密的礫、粗、中砂， 的粘性土和粉土，堅(jiān)硬黃土中硬土破碎和較破碎的巖石或軟和較軟的巖石，密實(shí)的碎石土堅(jiān)硬土或軟質(zhì)巖石堅(jiān)硬、較硬且完整的巖石巖石土層剪切波速范圍（ ）巖土名稱和性狀土的類型sm/150akf150akf130akf130akf800sv500800sv250500sv150250sv150sv場(chǎng)地和地基PPT課件tdvse/0土層的等效剪切波速，應(yīng)按下列公式計(jì)算：土層的等效剪切波速，應(yīng)按下列公式計(jì)算：nisiivdt1

23、)/(sev0dtidsivn土層的等效剪切波速（土層的等效剪切波速（m/sm/s）計(jì)算深度（計(jì)算深度（m)m)，取覆蓋層厚度和，取覆蓋層厚度和20m20m二者的較小值二者的較小值剪切波在地面至計(jì)算深度之間的傳播時(shí)間剪切波在地面至計(jì)算深度之間的傳播時(shí)間計(jì)算深度范圍內(nèi)第計(jì)算深度范圍內(nèi)第i i土層的厚度土層的厚度(m)(m)計(jì)算深度范圍內(nèi)第計(jì)算深度范圍內(nèi)第i i土層的剪切波速土層的剪切波速(m/s)(m/s)計(jì)算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)計(jì)算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)三、場(chǎng)地類別劃分三、場(chǎng)地類別劃分 建筑場(chǎng)地類別，建筑場(chǎng)地類別，應(yīng)根據(jù)土層等效剪應(yīng)根據(jù)土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度按下表劃

24、分層厚度按下表劃分為四類。為四類。 場(chǎng)地和地基PPT課件例：已知某建筑場(chǎng)地的鉆孔例：已知某建筑場(chǎng)地的鉆孔土層資料如表所示，試確定土層資料如表所示，試確定該建筑場(chǎng)地的類別。該建筑場(chǎng)地的類別。層底深度層底深度(m)土層厚度土層厚度(m)土的名稱土的名稱剪切波速剪切波速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土200632.9細(xì)砂細(xì)砂31069.56.5礫混粗砂礫混粗砂520解：解：（1 1）確定地面下）確定地面下20m20m表層土表層土的場(chǎng)地土類型的場(chǎng)地土類型tdvse/0m/s3577.146130/5 .1

25、0170/5 . 92010nisiivdd（2 2）確定覆蓋層厚度）確定覆蓋層厚度md630（3 3）確定建筑場(chǎng)地類別）確定建筑場(chǎng)地類別屬于軟弱土屬于軟弱土屬于屬于類場(chǎng)地類場(chǎng)地場(chǎng)地和地基PPT課件2.5 2.5 場(chǎng)地選擇場(chǎng)地選擇工程地質(zhì)條件對(duì)地震破壞的影響很大。工程地質(zhì)條件對(duì)地震破壞的影響很大。常有地震烈度異常現(xiàn)象，即常有地震烈度異常現(xiàn)象，即產(chǎn)生的原因是局部地區(qū)的工程地質(zhì)條件不同。產(chǎn)生的原因是局部地區(qū)的工程地質(zhì)條件不同。“重災(zāi)區(qū)里有輕災(zāi)，輕災(zāi)區(qū)里有重災(zāi)重災(zāi)區(qū)里有輕災(zāi)，輕災(zāi)區(qū)里有重災(zāi)”一、場(chǎng)地選擇原則一、場(chǎng)地選擇原則 應(yīng)根據(jù)工程需要和地震活動(dòng)情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資應(yīng)根據(jù)工程需要和地震

26、活動(dòng)情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料，對(duì)抗震有利、一般、不利和危險(xiǎn)地段做出綜合評(píng)價(jià)。料，對(duì)抗震有利、一般、不利和危險(xiǎn)地段做出綜合評(píng)價(jià)。 宜選擇有利及一般的地段；避開(kāi)不利的地段，當(dāng)無(wú)法避宜選擇有利及一般的地段；避開(kāi)不利的地段，當(dāng)無(wú)法避開(kāi)時(shí)應(yīng)采取有效措施；對(duì)危險(xiǎn)地段嚴(yán)禁建造甲、乙類的建筑，開(kāi)時(shí)應(yīng)采取有效措施；對(duì)危險(xiǎn)地段嚴(yán)禁建造甲、乙類的建筑，不應(yīng)建造丙類建筑。不應(yīng)建造丙類建筑。 1 1、 有利地段有利地段 指地震時(shí)，建筑物震害較輕，且無(wú)地面殘余變形的地段。在該地段修建建筑物時(shí)，一般可以不考慮防止地面殘余變形的措施。 場(chǎng)地和地基PPT課件二、各類地段的劃分二、各類地段的劃分有利、一般、不利和危險(xiǎn)地

27、段的劃分有利、一般、不利和危險(xiǎn)地段的劃分 是指可能產(chǎn)生較明顯的殘余變形或地基失效的地段。地震時(shí)建筑是指可能產(chǎn)生較明顯的殘余變形或地基失效的地段。地震時(shí)建筑物的震害會(huì)有不同程度的加重，但從目前的工程技術(shù)水平，通過(guò)必要物的震害會(huì)有不同程度的加重，但從目前的工程技術(shù)水平，通過(guò)必要的地基處理或加強(qiáng)結(jié)構(gòu)物的剛度、強(qiáng)度和整體性等措施是可以防御的。的地基處理或加強(qiáng)結(jié)構(gòu)物的剛度、強(qiáng)度和整體性等措施是可以防御的。 2、 不利地段不利地段3、 危險(xiǎn)地段危險(xiǎn)地段 主要指可能發(fā)生嚴(yán)重地面殘余變形的地段。這種殘余變形對(duì)建筑主要指可能發(fā)生嚴(yán)重地面殘余變形的地段。這種殘余變形對(duì)建筑物的破壞作用，就目前的工程技術(shù)水平而言，尚

28、難以抗御。物的破壞作用，就目前的工程技術(shù)水平而言，尚難以抗御。 地段類別地段類別 地質(zhì)、地形、地貌地質(zhì)、地形、地貌有利地段有利地段穩(wěn)定基巖，堅(jiān)硬土，開(kāi)闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等穩(wěn)定基巖，堅(jiān)硬土，開(kāi)闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等一般地段一般地段不屬于有利、不利和危險(xiǎn)的地段不屬于有利、不利和危險(xiǎn)的地段不利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，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、疏松的斷層破裂帶、暗埋的塘浜溝

29、谷和半填半挖地基），（含故河道、疏松的斷層破裂帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基），高含水量的可能塑黃土，地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等高含水量的可能塑黃土，地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等危險(xiǎn)地段危險(xiǎn)地段地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯(cuò)位的部位裂帶上可能發(fā)生地表錯(cuò)位的部位場(chǎng)地和地基PPT課件三、局部突出地形的影響三、局部突出地形的影響19741974年云南昭通地震，蘆家灣年云南昭通地震，蘆家灣某村坐落于山梁上，山梁長(zhǎng)某村坐落于山梁上，山梁長(zhǎng)150m150m，頂部最寬，頂部最寬15m15m，最窄，最窄5m5m，高高60m6

30、0m。距震中。距震中18km18km。經(jīng)分析突出端部的最大加速度經(jīng)分析突出端部的最大加速度為為0.632g,0.632g,鞍部為鞍部為0.257g0.257g，大山，大山根部為根部為0.431g0.431g。烈度為烈度為9度度烈度為烈度為8度度烈度為烈度為7度度1.1.高突地形距離基準(zhǔn)面的高度愈大，高處的反應(yīng)愈大；高突地形距離基準(zhǔn)面的高度愈大，高處的反應(yīng)愈大；2.2.離陡坎和邊坡頂部邊緣的距離大，反應(yīng)相對(duì)減小；離陡坎和邊坡頂部邊緣的距離大，反應(yīng)相對(duì)減小；3.3.在同樣地形條件下，土質(zhì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)比巖質(zhì)結(jié)構(gòu)大；在同樣地形條件下，土質(zhì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)比巖質(zhì)結(jié)構(gòu)大；4.4.高突地形頂面愈開(kāi)闊，遠(yuǎn)離邊緣的中心

31、部位的反應(yīng)明高突地形頂面愈開(kāi)闊，遠(yuǎn)離邊緣的中心部位的反應(yīng)明 顯減?。伙@減小；5.5.邊坡愈陡，其頂部的放大效應(yīng)相應(yīng)加大。邊坡愈陡，其頂部的放大效應(yīng)相應(yīng)加大。場(chǎng)地和地基PPT課件1局部突出地形頂部的地震影響系數(shù)的放大系數(shù)-局部突出地形頂部的地震影響系數(shù)的放大系數(shù)-局部突出地形地震動(dòng)參數(shù)的增大幅度-附加調(diào)整系數(shù)H1LL 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 0巖質(zhì)地層巖質(zhì)地層非巖質(zhì)地層非巖質(zhì)地層3 . 0/LH6 . 0/3 . 0LH0 . 1/6 . 0LH5H20H155H2515H25H4020H6040H6

32、0H0 . 1/ LH突出地形突出地形的高度的高度(m)局部突出局部突出臺(tái)地邊緣臺(tái)地邊緣的側(cè)向平的側(cè)向平均坡降均坡降(H/L)局部突出地形地震影響系數(shù)的增大幅度局部突出地形地震影響系數(shù)的增大幅度 0.3 0.6 1.05 . 2/1HL5/5 . 21HL5/1HL場(chǎng)地和地基PPT課件四、發(fā)震斷裂的影響四、發(fā)震斷裂的影響與地下斷裂構(gòu)造直接相關(guān)的地裂與地下斷裂構(gòu)造直接相關(guān)的地裂與發(fā)震斷裂間接相關(guān)的受應(yīng)力場(chǎng)控制所產(chǎn)生的地裂與發(fā)震斷裂間接相關(guān)的受應(yīng)力場(chǎng)控制所產(chǎn)生的地裂 斷裂帶是地質(zhì)上的薄弱環(huán)節(jié)，淺源地震多與斷裂活斷裂帶是地質(zhì)上的薄弱環(huán)節(jié)，淺源地震多與斷裂活動(dòng)有關(guān)。動(dòng)有關(guān)。 發(fā)震斷裂帶附近地表，在地震

33、時(shí)可能產(chǎn)生新的錯(cuò)動(dòng)，發(fā)震斷裂帶附近地表，在地震時(shí)可能產(chǎn)生新的錯(cuò)動(dòng)，使建筑物遭受較大的破壞，屬于地震危險(xiǎn)地段。使建筑物遭受較大的破壞，屬于地震危險(xiǎn)地段。 建設(shè)時(shí)應(yīng)避開(kāi)。建設(shè)時(shí)應(yīng)避開(kāi)。 發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯(cuò)位的地段主要在高烈度發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯(cuò)位的地段主要在高烈度區(qū)，全新世（區(qū)，全新世（1 1萬(wàn)年）以來(lái)經(jīng)?；顒?dòng)的斷裂上面。萬(wàn)年）以來(lái)經(jīng)?；顒?dòng)的斷裂上面。場(chǎng)地和地基PPT課件 場(chǎng)地內(nèi)存在發(fā)震斷裂時(shí)，應(yīng)對(duì)斷裂的工程影響進(jìn)行評(píng)場(chǎng)地內(nèi)存在發(fā)震斷裂時(shí)，應(yīng)對(duì)斷裂的工程影響進(jìn)行評(píng)價(jià)，并應(yīng)符合下列要求：價(jià)，并應(yīng)符合下列要求：對(duì)符合下列規(guī)定之一的情況，可忽略發(fā)震斷裂錯(cuò)動(dòng)對(duì)地對(duì)符合下列規(guī)定之一的情況，可忽

34、略發(fā)震斷裂錯(cuò)動(dòng)對(duì)地面建筑的影響：面建筑的影響： 1 1）抗震設(shè)防烈度小于）抗震設(shè)防烈度小于8 8度；度； 2 2）非全新世活動(dòng)斷裂；）非全新世活動(dòng)斷裂； 3 3）抗震設(shè)防烈度為）抗震設(shè)防烈度為8 8度和度和9 9度時(shí)，前第四紀(jì)基巖隱伏斷裂度時(shí)，前第四紀(jì)基巖隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大于的土層覆蓋厚度分別大于60m60m和和90m90m。2. 2. 對(duì)不符合上條對(duì)不符合上條1 1款規(guī)定的情況，應(yīng)避開(kāi)主斷裂帶。其避讓款規(guī)定的情況，應(yīng)避開(kāi)主斷裂帶。其避讓距離不宜小于下表對(duì)發(fā)震斷裂最小避讓距離的規(guī)定。距離不宜小于下表對(duì)發(fā)震斷裂最小避讓距離的規(guī)定。 _ 200m 400m 專門研究專門研究 9 _ 10

35、0m 200m 專門研究專門研究 8 丁丁 丙丙 乙乙 甲甲建筑抗震設(shè)防類別建筑抗震設(shè)防類別烈度烈度發(fā)震斷裂的最小避讓距離發(fā)震斷裂的最小避讓距離(m)(m)在避讓距離范圍內(nèi)確有需要建造分散的、低于三層的丙、丁類建筑時(shí)，應(yīng)按提高一度采取抗震措施，并提高基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的整體性，且不得跨越斷層線。場(chǎng)地和地基PPT課件2.6 2.6 天然地基的震害特點(diǎn)及其抗震措施天然地基的震害特點(diǎn)及其抗震措施地震時(shí)由于地基原因造成房屋破壞的例子極少地震時(shí)由于地基原因造成房屋破壞的例子極少 。 這表明一般天然地基在靜力作用下，具有相當(dāng)?shù)陌踩珒?chǔ)備；盡管在地震時(shí)地基所受到的作用有所增大，但由于地震作用歷時(shí)短暫，在瞬時(shí)狀態(tài)下

36、一般地基承載力有所提高，地基能保持足夠的強(qiáng)度而處于正常的工作狀態(tài)。 但砂土液化、軟土震陷和不均勻地基等給上部結(jié)構(gòu)帶來(lái)的破壞仍是不能忽視的，因?yàn)榈鼗坏l(fā)生破壞，震后修復(fù)加固是很困難的，有時(shí)甚至是不可能的。因此，應(yīng)對(duì)地基震害現(xiàn)象分析，需要時(shí)采取相應(yīng)的抗震措施。一、天然地基的震害特點(diǎn)一、天然地基的震害特點(diǎn)1、高壓縮性飽和軟粘土和承載力較低的淤泥質(zhì)土在地震中產(chǎn)生不同程度的震陷，造成或加劇上部結(jié)構(gòu)的傾斜或破壞；場(chǎng)地和地基PPT課件2、雜填土、回填土和沖填土等松軟填土地基，土質(zhì)松軟且承載力較低，地震中易產(chǎn)生沉陷，使結(jié)構(gòu)開(kāi)裂；3、溝、坑、古河道、坡地辦挖半填等非勻質(zhì)地基在地震中的不均勻沉降或地裂縫引起上部

37、結(jié)構(gòu)破壞。二、二、 天然地基的抗震措施天然地基的抗震措施1、軟弱粘性土地基采用樁基，地基加固；2.雜填土地基換土夯實(shí)；地基加固；3.不均勻地基綜合建筑體型、荷載、烈度、結(jié)構(gòu)類型等采取合理的結(jié)構(gòu)布局、地基抗震措施。地基加固處理方法地基加固處理方法換土墊層法換土墊層法重錘夯實(shí)法重錘夯實(shí)法擠密樁法擠密樁法沉井預(yù)壓法沉井預(yù)壓法場(chǎng)地和地基PPT課件2.7 2.7 地基和基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)和驗(yàn)算地基和基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)和驗(yàn)算 地基在地震作用下的穩(wěn)定性對(duì)基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布是比較敏地基在地震作用下的穩(wěn)定性對(duì)基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布是比較敏感的，因此確保地震時(shí)地基基礎(chǔ)能夠承受上部結(jié)構(gòu)傳下來(lái)的豎向和水平地感的，因此確保

38、地震時(shí)地基基礎(chǔ)能夠承受上部結(jié)構(gòu)傳下來(lái)的豎向和水平地震作用以及傾覆力矩而不發(fā)生過(guò)大變形和不均勻沉降是地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)震作用以及傾覆力矩而不發(fā)生過(guò)大變形和不均勻沉降是地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)的基本要求。的基本要求。1、同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土層上；2、同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基而另外部分采用樁基；3、地基有軟弱土、可液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土層時(shí)，宜加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛性；4、根據(jù)具體情況，選擇對(duì)抗震有利的基礎(chǔ)類型，在抗震驗(yàn)算時(shí)應(yīng)盡量考慮結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的相互作用影響，使之能反映地基基礎(chǔ)在不同階段上的工作狀態(tài)。 地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)是通過(guò)選擇合理的基礎(chǔ)體系和抗震驗(yàn)算來(lái)保證其地基基礎(chǔ)

39、抗震設(shè)計(jì)是通過(guò)選擇合理的基礎(chǔ)體系和抗震驗(yàn)算來(lái)保證其抗震能力的?？拐鹉芰Φ?。一、一、 地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)的一般要求地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)的一般要求場(chǎng)地和地基PPT課件 因此可以認(rèn)為，天然地基基礎(chǔ)的抗水平地震作用能力是因此可以認(rèn)為，天然地基基礎(chǔ)的抗水平地震作用能力是足夠的。故而，在評(píng)價(jià)地震時(shí)的地基承載力，主要從豎向強(qiáng)足夠的。故而，在評(píng)價(jià)地震時(shí)的地基承載力，主要從豎向強(qiáng)度和變形來(lái)考慮。但是由于地震作用下地基變形十分復(fù)雜，度和變形來(lái)考慮。但是由于地震作用下地基變形十分復(fù)雜，目前還沒(méi)有條件進(jìn)行定量計(jì)算，只是對(duì)上部結(jié)構(gòu)或地基基礎(chǔ)目前還沒(méi)有條件進(jìn)行定量計(jì)算，只是對(duì)上部結(jié)構(gòu)或地基基礎(chǔ)采取一定的抗震措施來(lái)彌補(bǔ)。因此規(guī)范

40、規(guī)定，只要求對(duì)地基采取一定的抗震措施來(lái)彌補(bǔ)。因此規(guī)范規(guī)定，只要求對(duì)地基進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算。進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算。 地基在靜荷載作用下，有兩種可能破壞形式：地基在靜荷載作用下，有兩種可能破壞形式： 一種是在基礎(chǔ)下面兩側(cè)土中的剪應(yīng)力超過(guò)土的承載力，一種是在基礎(chǔ)下面兩側(cè)土中的剪應(yīng)力超過(guò)土的承載力，發(fā)生滑動(dòng)，造成基礎(chǔ)破壞；發(fā)生滑動(dòng)，造成基礎(chǔ)破壞； 另一種是地基沉陷過(guò)大，造成的基礎(chǔ)破壞。另一種是地基沉陷過(guò)大，造成的基礎(chǔ)破壞。 根據(jù)震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)很少有明顯水平位移的，即使根據(jù)震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)很少有明顯水平位移的，即使有，往往也是伴隨著地面運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的；基礎(chǔ)水平位移的根本有，往往也是伴隨著地面運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的；

41、基礎(chǔ)水平位移的根本原因，不是結(jié)構(gòu)基底剪力不夠造成的，而是由于地面運(yùn)動(dòng)導(dǎo)原因，不是結(jié)構(gòu)基底剪力不夠造成的，而是由于地面運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的滑坡、地裂引起的。致的滑坡、地裂引起的。 二、可不進(jìn)行天然地基和基礎(chǔ)抗震承載力驗(yàn)算的建筑物二、可不進(jìn)行天然地基和基礎(chǔ)抗震承載力驗(yàn)算的建筑物場(chǎng)地和地基PPT課件1 1、地基主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱粘性土層的下列建筑：、地基主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱粘性土層的下列建筑： （1 1）一般的單層廠房和單層空曠房屋；）一般的單層廠房和單層空曠房屋； （2 2）砌體房屋；砌體房屋； （3 3）不超過(guò)）不超過(guò)8 8層且高度在層且高度在24m24m以下的一般民用框架和框架以下的一般民

42、用框架和框架- -抗震墻房屋；抗震墻房屋； （4 4）基礎(chǔ)荷載與（）基礎(chǔ)荷載與（3 3）項(xiàng)相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房和多層混）項(xiàng)相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房和多層混凝土抗震墻房屋。凝土抗震墻房屋。2 2、規(guī)范規(guī)定可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑。、規(guī)范規(guī)定可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑。 歷次震害調(diào)查表明，一般天然地基上，有一些類型的建筑歷次震害調(diào)查表明，一般天然地基上，有一些類型的建筑很少因?yàn)榈鼗Ф鴮?dǎo)致破壞的。因此規(guī)范規(guī)定，下列建筑可很少因?yàn)榈鼗Ф鴮?dǎo)致破壞的。因此規(guī)范規(guī)定，下列建筑可以不進(jìn)行地基抗震承載力驗(yàn)算：以不進(jìn)行地基抗震承載力驗(yàn)算：軟弱粘性土層指軟弱粘性土層指7 7、8 8、9 9度時(shí)，地基承載力

43、特征值度時(shí)，地基承載力特征值分別小于分別小于8080、100100、120kPa120kPa的土層。的土層。 場(chǎng)地和地基PPT課件三、天然地基抗震承載力驗(yàn)算三、天然地基抗震承載力驗(yàn)算采用采用“擬靜力法擬靜力法” 規(guī)范規(guī)定：基礎(chǔ)底面平均壓力和邊緣最大壓力應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定：基礎(chǔ)底面平均壓力和邊緣最大壓力應(yīng)符合下式要求下式要求aEfp aEfp2 . 1max式中：式中：P地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基礎(chǔ)底面平均壓力（地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基礎(chǔ)底面平均壓力（kPakPa）Pmaxmax基地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基礎(chǔ)邊緣最大壓力基地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基礎(chǔ)邊緣最大壓力 （kPakPa）faE aE 調(diào)整后的地基

44、抗震承載力調(diào)整后的地基抗震承載力 高寬比大于高寬比大于4的高層建筑，在地震作用下基礎(chǔ)底面不的高層建筑，在地震作用下基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力；其他建筑，基礎(chǔ)底面與地基土之間零應(yīng)力宜出現(xiàn)拉應(yīng)力；其他建筑，基礎(chǔ)底面與地基土之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過(guò)基礎(chǔ)底面面積的區(qū)面積不應(yīng)超過(guò)基礎(chǔ)底面面積的15%。 場(chǎng)地和地基PPT課件地基抗震承載力的調(diào)整地基抗震承載力的調(diào)整地基抗震承載力在靜力設(shè)計(jì)承載力基礎(chǔ)上調(diào)整。地基抗震承載力在靜力設(shè)計(jì)承載力基礎(chǔ)上調(diào)整。 調(diào)整的出發(fā)點(diǎn)：調(diào)整的出發(fā)點(diǎn)： 1 1）地震是偶發(fā)事件，是特殊荷載，因而地基抗）地震是偶發(fā)事件，是特殊荷載，因而地基抗震承載力安全系數(shù)可比靜載時(shí)降低；震承載力安全系數(shù)

45、可比靜載時(shí)降低； 2 2）地震是有限次數(shù)不等幅的隨機(jī)荷載，其等效）地震是有限次數(shù)不等幅的隨機(jī)荷載，其等效循環(huán)荷載不超過(guò)十幾到幾十次，而多數(shù)土在有限次循環(huán)荷載不超過(guò)十幾到幾十次，而多數(shù)土在有限次的動(dòng)載下，強(qiáng)度較靜載下稍高。的動(dòng)載下，強(qiáng)度較靜載下稍高。場(chǎng)地和地基PPT課件aaaEff地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)1.0淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，雜填土，新近堆積黃土及流塑黃土1.1稍密的細(xì)、粉砂， 100fak150的粘性土和粉土，可塑黃土1.3中密、稍密的碎石土，中密和稍密的礫、粗、中砂，密實(shí)和中密的細(xì)、粉砂，150fak300的粘性土和粉土，堅(jiān)硬黃土1.5巖石，密實(shí)的碎石土，密

46、實(shí)的礫、粗、中砂，fak300的粘性土和粉土巖土名稱和性狀巖土名稱和性狀a地基抗震承載力的調(diào)整地基抗震承載力的調(diào)整式中式中faEaE調(diào)整后的地基抗震承載力設(shè)計(jì)值調(diào)整后的地基抗震承載力設(shè)計(jì)值 地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)fa a深寬修正后的地基承載力特征值，按深寬修正后的地基承載力特征值，按建筑建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007GB50007采用采用a 場(chǎng)地和地基PPT課件2.8 2.8 場(chǎng)地土的液化與抗液化措施場(chǎng)地土的液化與抗液化措施一、砂土液化一、砂土液化 處于地下水位以下的飽和砂土處于地下水位以下的飽和砂土和粉土的土顆粒結(jié)構(gòu)受到地震作用和粉土的土顆粒結(jié)構(gòu)受到

47、地震作用時(shí)將趨于密實(shí)，使空隙水壓力急劇時(shí)將趨于密實(shí)，使空隙水壓力急劇上升，而在地震作用的短暫時(shí)間內(nèi)，上升，而在地震作用的短暫時(shí)間內(nèi)，這種急劇上升的空隙水壓力來(lái)不及這種急劇上升的空隙水壓力來(lái)不及消散，使原有土顆粒通過(guò)接觸點(diǎn)傳消散，使原有土顆粒通過(guò)接觸點(diǎn)傳遞的壓力減小，當(dāng)有效壓力完全消遞的壓力減小，當(dāng)有效壓力完全消失時(shí)，土顆粒處于懸浮狀態(tài)之中。失時(shí)，土顆粒處于懸浮狀態(tài)之中。這時(shí)，土體完全失去抗剪強(qiáng)度而顯這時(shí)，土體完全失去抗剪強(qiáng)度而顯示出近于液體的特性。這種現(xiàn)象稱示出近于液體的特性。這種現(xiàn)象稱為液化。為液化。場(chǎng)地和地基PPT課件或：飽和砂土和飽和粉土的液化，是指在地震作用下，飽或：飽和砂土和飽和粉土

48、的液化，是指在地震作用下，飽和土中的孔隙水壓力等于或大于周圍土的固結(jié)壓力，使土和土中的孔隙水壓力等于或大于周圍土的固結(jié)壓力，使土體喪失抗剪強(qiáng)度呈液體狀態(tài)而喪失其承載力。體喪失抗剪強(qiáng)度呈液體狀態(tài)而喪失其承載力。 更概括地說(shuō)，液化就是指將任何物質(zhì)轉(zhuǎn)變成液態(tài)的更概括地說(shuō)，液化就是指將任何物質(zhì)轉(zhuǎn)變成液態(tài)的作用或過(guò)程作用或過(guò)程 。 在無(wú)粘性土中，從固態(tài)向液態(tài)的轉(zhuǎn)變是因孔隙水壓增高和有效應(yīng)力減少所導(dǎo)致的。 由力學(xué)平衡條件可知：如液化區(qū)的水頭梯度達(dá)到其臨界值icr時(shí)，則使土顆粒間有效應(yīng)力等于0，就會(huì)發(fā)生液化現(xiàn)象。 ediscr11液化的宏觀標(biāo)志是在地表出現(xiàn)噴水冒砂。液化的宏觀標(biāo)志是在地表出現(xiàn)噴水冒砂。 式中

49、：ds土粒比重； e天然孔隙比。 場(chǎng)地和地基PPT課件 唐山地震時(shí)，嚴(yán)唐山地震時(shí)，嚴(yán)重液化地區(qū)噴水高度重液化地區(qū)噴水高度可達(dá)可達(dá)8 8米，廠房沉降米，廠房沉降可達(dá)可達(dá)1 1米。米。 天津地震時(shí)，海天津地震時(shí)，海河故道及新近沉積土河故道及新近沉積土地區(qū)有近地區(qū)有近30003000個(gè)噴水個(gè)噴水冒砂口成群出現(xiàn)，一冒砂口成群出現(xiàn)，一般冒砂量般冒砂量0.1-10.1-1立方立方米，最多可達(dá)米，最多可達(dá)5 5立方立方米。有時(shí)地面運(yùn)動(dòng)停米。有時(shí)地面運(yùn)動(dòng)停止后，噴水現(xiàn)象可持止后，噴水現(xiàn)象可持續(xù)續(xù)3030分鐘。分鐘。場(chǎng)地和地基PPT課件二、砂土液化的宏觀經(jīng)驗(yàn)二、砂土液化的宏觀經(jīng)驗(yàn) 從大量宏觀震害調(diào)查中，可以總結(jié)

50、出以下幾點(diǎn)有關(guān)工程抗震的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律：1、在砂土液化區(qū)內(nèi)，上部結(jié)構(gòu)的震害大都是由于地基失效引起的，、在砂土液化區(qū)內(nèi)，上部結(jié)構(gòu)的震害大都是由于地基失效引起的，直接由于振動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)本身震害幾乎沒(méi)有。直接由于振動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)本身震害幾乎沒(méi)有。 這是因?yàn)樯巴烈夯笊皩硬荒茉賯鬟f剪切波，從而阻止了振動(dòng)引起的震害。假若液化砂層之上有一層又厚又堅(jiān)實(shí)的表層土足以支承上部結(jié)構(gòu)，則結(jié)構(gòu)物的總震害將比無(wú)砂土液化時(shí)輕；假若液化砂層離地面很近或地表層不足以防止地基失效時(shí)，則上部結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)由于地基失效而引起的震害。其震害將是整棟房屋傾斜、八字型裂縫、有的也會(huì)出現(xiàn)建筑物底層陷入地面以下、室內(nèi)地坪上鼓、開(kāi)裂或設(shè)備基礎(chǔ)上浮或下沉

51、。 2、砂土液化大多發(fā)生在近地表的飽和松散粉細(xì)砂層，最常見(jiàn)的是在地、砂土液化大多發(fā)生在近地表的飽和松散粉細(xì)砂層，最常見(jiàn)的是在地表下表下10m 以內(nèi)，個(gè)別的有發(fā)生在以內(nèi)，個(gè)別的有發(fā)生在10-17m處的，但處的，但20m以下的情況很少見(jiàn)。以下的情況很少見(jiàn)。 其原因可能是： （1）埋藏深的砂層受到周圍的壓力較大，需要有較大的孔隙水壓才能液化。 （2）埋藏深的砂層相對(duì)密度較大，強(qiáng)度高可以承擔(dān)較大的應(yīng)力，在地下較深處的地震動(dòng)可能較小，非飽和砂土的孔隙水壓不高，當(dāng)砂土的顆粒粗時(shí)，孔隙水容易流動(dòng)，孔隙水壓不易很快提高。 場(chǎng)地和地基PPT課件（3）由于埋藏較深，即使液化也難于冒出地表，不易被發(fā)現(xiàn)。目前國(guó)內(nèi)外一

52、般認(rèn)為地下砂層在地震時(shí)是否發(fā)生液化，主要以地面是否出現(xiàn)冒水噴砂為依據(jù)。地面若有冒水噴砂者，即認(rèn)為其下的砂層液化，否則難以判斷其下的砂層是否液化。 3、砂土液化的冒水噴砂現(xiàn)象，常發(fā)生于地震過(guò)程中，有時(shí)也發(fā)生于地震、砂土液化的冒水噴砂現(xiàn)象，常發(fā)生于地震過(guò)程中，有時(shí)也發(fā)生于地震快終止或終止后的一段時(shí)間內(nèi)?？旖K止或終止后的一段時(shí)間內(nèi)。 這一過(guò)程表明：液化現(xiàn)象出露到地表至少需要三個(gè)階段，即砂層局部液化、全部砂層液化和液化噴出地表。這三個(gè)階段的完成需要一定時(shí)間，這個(gè)時(shí)間與地震動(dòng)的大小、持續(xù)時(shí)間、砂層和覆蓋層的力學(xué)特征和幾何形態(tài)等有關(guān)。 4、強(qiáng)地震可能使松散砂層變密，也可能使密實(shí)砂層變松；這一點(diǎn)已被、強(qiáng)地震

53、可能使松散砂層變密，也可能使密實(shí)砂層變松；這一點(diǎn)已被現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查所證實(shí)?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查所證實(shí)。 由于自然狀態(tài)的砂層常常是不均勻的水平層，各相臨層的密度常常是不一樣的，在強(qiáng)震作用下，松散的砂層可能在液化，液化后砂層的孔隙水可能會(huì)向相臨較密的砂層滲透，從而使密砂變松散；而原來(lái)松散的砂層在液化后變密；但在下一次強(qiáng)震時(shí)，這一過(guò)程又可能反過(guò)來(lái)。由此可見(jiàn)，液化后的砂層可能再液化而不是變得更密實(shí)，直至密實(shí)得而不會(huì)再液化。 場(chǎng)地和地基PPT課件三、場(chǎng)地土液化的主要危害三、場(chǎng)地土液化的主要危害 （1）淹沒(méi)農(nóng)田，淤塞渠道，橋梁破壞；）淹沒(méi)農(nóng)田，淤塞渠道，橋梁破壞；（2）地面開(kāi)裂下沉使建筑物產(chǎn)生過(guò)度下沉或整體傾斜；）地面開(kāi)裂

54、下沉使建筑物產(chǎn)生過(guò)度下沉或整體傾斜；（3）不均勻沉降引起建筑物上部結(jié)構(gòu)破壞，使梁板等）不均勻沉降引起建筑物上部結(jié)構(gòu)破壞，使梁板等水平構(gòu)件及其節(jié)點(diǎn)破壞，使墻體開(kāi)裂和建筑物體形變水平構(gòu)件及其節(jié)點(diǎn)破壞，使墻體開(kāi)裂和建筑物體形變化處開(kāi)裂；化處開(kāi)裂； （4）室內(nèi)地坪上鼓、開(kāi)裂，設(shè)備基礎(chǔ)上浮或下沉。）室內(nèi)地坪上鼓、開(kāi)裂，設(shè)備基礎(chǔ)上浮或下沉。 當(dāng)砂土和粉土液化時(shí)，其強(qiáng)度將完全喪失從而導(dǎo)致地基失效。危害有以下幾方面：四、影響場(chǎng)地土液化的主要因素四、影響場(chǎng)地土液化的主要因素 1、地質(zhì)年代、地質(zhì)年代 地質(zhì)年代的新老表示土層沉積時(shí)間的長(zhǎng)短，較老的沉積土經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的固結(jié)作用使土的密實(shí)程度增大。因此，地質(zhì)年代愈久的土層抵

55、抗液化能力就愈強(qiáng)。宏觀震害調(diào)查表明：在我國(guó)歷次大地震中，尚未發(fā)現(xiàn)地質(zhì)年代屬于第四紀(jì)晚更新世Q3（年代測(cè)定為126000年（5000年）至10000年 ）及其以前的飽和土層發(fā)生液化的。 場(chǎng)地和地基PPT課件2、土中粘粒含量、土中粘粒含量 粘粒是指粒徑小于0.005mm的土顆粒，粘粒顆粒含量多少?zèng)Q定了這類土壤的性質(zhì)是與粘性土靠近還是與砂類土靠近；同時(shí)土中粘粒的增加，使土的粘聚力增大，從而抵抗液化的能力增強(qiáng)。 3、上覆非液化土層厚度和地下水位深度、上覆非液化土層厚度和地下水位深度 上覆非液化土層是指地震時(shí)抑制可液化土層噴水冒砂的厚度。構(gòu)成覆蓋層的非液化層除天然地層外，還包括堆積五年以上或地基承載力大

56、于100kPa的人工填土層，當(dāng)覆蓋層夾有軟土層時(shí)，該土層應(yīng)從覆蓋層中扣除。 實(shí)際震害表明，地下水位高低是影響噴水冒砂的一個(gè)重要因素。 4、土的密實(shí)度、土的密實(shí)度 砂土和粉土的密實(shí)度是影響土層液化的重要因素。 5、地震烈度的影響、地震烈度的影響 烈度越高的地區(qū)，土層越易液化。在6度地區(qū)較少發(fā)生液化現(xiàn)象，在7度及以上地區(qū)，則液化現(xiàn)象明顯增多。 場(chǎng)地和地基PPT課件五、飽和土層液化的判別五、飽和土層液化的判別 1 1、液化判別和處理的一般原則：、液化判別和處理的一般原則： 1 1）對(duì)存在飽和砂土和粉土（不含黃土）的地基，）對(duì)存在飽和砂土和粉土（不含黃土）的地基， 除除6 6度外，應(yīng)進(jìn)行液化判別。對(duì)度

57、外，應(yīng)進(jìn)行液化判別。對(duì)6 6度區(qū)一般情況度區(qū)一般情況 下可不進(jìn)行判別和處理，但對(duì)液化敏感的乙類下可不進(jìn)行判別和處理，但對(duì)液化敏感的乙類 建筑可按建筑可按7 7度的要求進(jìn)行判別和處理。度的要求進(jìn)行判別和處理。 2 2）存在液化土層的地基，應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類）存在液化土層的地基，應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類 別、地基的液化等級(jí)結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的措別、地基的液化等級(jí)結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的措 施。施。2 2、液化判別、液化判別 砂土是否會(huì)液化和液化后的土層對(duì)上部結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)砂土是否會(huì)液化和液化后的土層對(duì)上部結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生什么影響，這對(duì)工程實(shí)踐有重要意義。目前規(guī)范規(guī)生什么影響，這對(duì)工程實(shí)踐有重要意義。目前規(guī)范

58、規(guī)定有初步判別和標(biāo)準(zhǔn)判別。定有初步判別和標(biāo)準(zhǔn)判別。 場(chǎng)地和地基PPT課件1 1）初步判別）初步判別 以地質(zhì)年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土以地質(zhì)年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土層厚度等作為判斷條件。層厚度等作為判斷條件。（1 1）地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世（）地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世（Q Q3 3）及以前時(shí)，）及以前時(shí)，7 7、8 8度時(shí)可判為不液化；度時(shí)可判為不液化；（2 2）粉土的粘粒含量百分率在）粉土的粘粒含量百分率在7 7、8 8和和9 9度時(shí)分別不小于度時(shí)分別不小于1010、1313和和1616可判為不液化土；可判為不液化土； 粉土是界于粘性土和無(wú)粘性砂土之間的土。粘性土粉

59、土是界于粘性土和無(wú)粘性砂土之間的土。粘性土是指粒徑小于是指粒徑小于0.005mm的顆粒。當(dāng)其含量多于一定界限，的顆粒。當(dāng)其含量多于一定界限，其特性靠近粘性土，因而不液化。該界限值是從海城、其特性靠近粘性土，因而不液化。該界限值是從海城、唐山地區(qū)液化點(diǎn)資料中經(jīng)分析后確定的。唐山地區(qū)液化點(diǎn)資料中經(jīng)分析后確定的。 場(chǎng)地和地基PPT課件（3 3）淺埋天然地基的建筑，當(dāng)上覆非液化土層厚度和）淺埋天然地基的建筑，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。地下水位深度符合下列條件之一時(shí)，可不考慮液化影響。20buddd30bwddd5 . 425 . 10bwuddddud 上

60、覆非液化土層厚度（上覆非液化土層厚度（m)m)，計(jì)算時(shí)宜將淤泥和淤泥，計(jì)算時(shí)宜將淤泥和淤泥 質(zhì)土層扣除；質(zhì)土層扣除；bd 基礎(chǔ)埋置深度基礎(chǔ)埋置深度(m),(m),不超過(guò)不超過(guò)2m2m時(shí)采用時(shí)采用2m2m；wd 地下水位深度（地下水位深度（m)m)，宜按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)年平均最，宜按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)年平均最 高水位采用，也可按近期內(nèi)年最高水位采用；高水位采用，也可按近期內(nèi)年最高水位采用；0d 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烈度烈度飽和土飽和土類別類別場(chǎng)地和地基PPT課件上面判別式（上面判別式（db=2)=2)亦可用下圖表