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1、21 场地,场地: 是指工程群体所在地，具有相似的反应谱特征，其范围大体相当于厂区、居民点和自然村或不小于的平面面积。,工程地质条件对地震破坏的影响很大。,211 场地土及场地覆盖层厚度,场地土:场地范围内的地基土。 软弱地基上：柔性结构容易遭受破坏，且破坏原因可以是结构破坏产生，也可以是地基破坏产生； 坚硬地基上，柔性结构一般表现较好，破坏主要是结构的破坏产生。 比较而言，软弱场地上的建筑物震害一般重于坚硬场地。,地震波软弱地基 以长周期为主。坚硬地基 以短周期为主。 当建筑的自振周期与场地的周期相近时，振动会放大，使破坏更大，相反则小。,场地 （放大器，滤波器）,场地的地震效应,共振效应,
2、软弱地基上建筑震害较重的原因,1）建筑的破坏有一个过程，当建筑开裂后结构的自振周期将加大，对于坚硬场地上的建筑来说，由于结构的周期将远离场地的周期，故结构的地震作用将减小。2）而软弱场地上的建筑开裂后，自振周期将靠近场地的周期，使结构的地震作用进一步加大，故破坏严重。,抗震规范将建筑场地划分成四个类别：坚硬、中硬、中软及软弱。考虑因素为：场地土的坚硬程度和土层的组成。土层的坚硬程度可用剪切波的传播速度来确定（根据波在坚硬物体中的传播速度大于软弱物体中的传播速度）。,场地土类型的划分,单一土层：根据 由判别标准得出。,多层土层：,-计算深度，取覆盖层厚度和20m两者的较小值； 计算深度范围内土层
3、的分层数； 计算深度范围内第i层土的剪切波速(ms)； 第i层土的厚度。,式中,800ms为岩石； 800 500ms为坚硬土层； 500 250ms 为中硬土层； 250 150ms为中软土层； 150ms为软弱土层。,判别标准：,对浅层岩土分类时采用如下标准，尤其是对于重要建筑物更应如此。,由于实际工程中，场地各土层的剪切波速不易测得或测试费用较高，为此对于丁类建筑和层数不超过10层且高度在30m以下的丙类建筑，当无实测资料时，可利用场地的地质勘查资料，根据不同岩性土层的坚硬程度按下表估计土层的剪切波速：,场地覆盖层厚度,1)一般情况下，应按地面至剪切波速大于500ms的坚硬土层或岩层顶面
4、的距离确定。2)当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速25倍的土层，且其下卧土层的剪切波速均不小于400ms时，可按地面至该土层顶面的距离确定。3)场地土剪切波速大于500ms的孤石和硬土透镜体应视同周围土层一样。4)剪切波速大于500ms 的硬夹层(火山岩夹层)当做绝对刚体看待，其厚度应从覆盖土层中扣除。,2.1.2场地类别,不同场地上的地震动，其频谱特征有明显的差别，而场地类别由剪切波速和覆盖层厚度两条件确定；由此条件，建筑抗震设计规范将场地划分为4个不同的类别，见下表。,例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。,解：,（1）确定地面下20m表层土的场地
5、土类型,例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。,解：,（1）确定地面下20m表层土的场地土类型,（2）确定覆盖层厚度,（3）确定建筑场地类别,属于软弱土,属于类场地,发震断裂的影响,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,断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活动有关。,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。,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区，全新世以来经常活动的断裂上面。,场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，并应符合下列要求：,对
6、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：,1）抗震设防烈度小于8度； 2）非全新世活动断裂； 3）抗震设防烈度为8度和9度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。,2. 对不符合本条1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。,2.2 天然地基与基础的抗震验算,从震害调查得知，建筑物很少因地基承载力不足而破坏，只有软弱或不均匀地基上的建筑因地基而失效。所以建筑应根据地质和震级烈度情况对地基及基础承载力进行抗震验算和采取必要的抗震措施：,a规范允许可不进行上部结构抗震验算的结构； b地基主要受力层范围内不存在软弱粘
7、性土层的下列建筑： 1）一般的单层厂房和单层空旷房屋； 2）不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋； 3）基础荷载与2）项相当的多层框架厂房。 4）砌体房屋,2.2.1 可不进行地基及基础的抗震承载力验算的建筑,（1）地震作用产生的地基变形要比相同条件下静荷载产生的地基变形要小得多；（2）一般土的动承载力比静承载力高；（3）土体在地震作用下承载力的可靠度可低于一般情况下的可靠度。（4）地震作用对软土的承载力影响较大。,2.2.2 天然地基土在地震作用下的抗震承载力验算,地基抗震承载力调整的因素有：,式中,faE-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fa -深宽修正后的
8、地基承载力特征值，按建筑地基基础设计规范GB50007-2012采用,地基土抗震承载力,地基平均压力设计值 P faE地基最大压力设计值 Pmax 1.2 faE零应力区不大于底面积的15%。,当需要验算地基抗震承载力时，应将建筑物上各类荷载效应和地震作用效应加以组合，并取基础底面的压力为直线分布)。具体验算要求是：,地基土抗震验算,2.3 液化土与软土地基,2.3.1 地基土的液化,地震时，处于地下水位下的砂土和粉土的颗粒结构在地震作用下趋于密实，这种挤压作用使孔隙水压力急剧上升，而短时间内，孔隙水压力来不及消散，造成土颗粒接触点传递的压力（亦称有效压力）减小；,液化区因下部水压力高，水上涌
9、，把土粒代出地面（即冒水喷砂）。随着水和土粒不断涌出，孔隙水压力逐渐消散，冒水喷砂慢慢停止，土的液化过程结束。但土体承载力将完全丧失从而导致地基失效。,危害 砂土和粉土液化时，其强度完全丧失从而导致地基失效。 场地液化将使建筑整体倾斜，下沉，墙体开裂，地面喷水、冒砂、裂缝等。,液化导致地基失效的条件,）、砂土或粉土的密实度低）、地振动剧烈）、土的微观结构的稳定性差）、地下水位高）、高压水不易渗透）、上覆非液化土层较薄，或者有薄弱部位（前5条是导致液化的条件，后一条是导致地基失效的条件）,影响液化的因素,1），土层的地质年代，古老的不易液化，新近的易液化2），土层土粒的组成和密实度，细砂较粗砂易
10、液化，松散的较密实的易液化。3），沙土的埋深和地下水位深度，埋深越深、地下水越深越不易液化。4），地震烈度和地震持续时间。,232 液化的判别,1、液化判别和处理的一般原则：,1）对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基，除6度外，应进行液化判别。对6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建筑可按7度的要求进行判别和处理。 2）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施。,2液化的判别 为了减少判别液化的勘察工作量，饱和土液化的判别分为两步，即初步判别和标准贯入试验判别，凡经初步判别定为不液化或不考虑液化影响，则可不进行标准贯入试验的判别
11、。 a.初步判别：根据影响因素判别，满足上述条件时，地基土不液化。 b标准贯入试验判别：不满足上述条件时，地基土可能液化。应采用标准贯入试验来判别。,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。,（1）地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及以前时，7、8度可判为不液化；,（2）当粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率在7、8和9度时分别大于10、13和16可判为不液化；,a.初步判别,（3）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，可不考虑液化影响。,-上覆非液化土层厚度（m)，计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除；,-基础埋置深度(m),不超过2m时采用2m；,-地下水位深度（m)，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；,-液化土特征深度（m)， 按右表采用。,
