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1、第13章 场地和地基的地震效应,岩土工程勘察规范（GB 500212001)规定：抗震设防烈度大于或等于6度的地区，应进行场地和地基地震效应的岩土工程勘察。,第1节 地震对工程场地的破坏作用,地震烈度表，是 划分地震烈度的标准，主要是根据地震时地面建筑物受破坏的程度、地震现象、人的感觉等等来划分制定的。 震级是反映地震本身大小的等级，只与地震释放的能量有关，而烈度则表示地面受到的影响和破坏的程度。 震级与烈度虽然都是地震的强烈程度指标，但烈度对工程抗震来说具有 更为密切的关系。,地震烈度分为： 基本烈度 地震基本烈度是指未来50年内在一般场地条件下可能遭遇的超越概率为10%的地震烈度值。 场地
2、烈度 建设地点在工程有效使用期间内，可能遭遇的最高地震烈度。是在基本烈度的基础上，考虑了小区域地震烈度异常的影响后确定的。 设防烈度 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。,尼泊尔8.1级地震烈度图,此次地震灾区最高烈度为度及以上，等震线长轴总体呈北西西走向，度区及以上总面积约为214700平方千米，造成尼泊尔、中国、印度、孟加拉等国受灾。度区及以上面积约8300平方千米，长轴155千米，短轴63千米。度区面积约20500平方千米，长轴260千米，短轴135千米。度区面积约45000平方千米，长轴383千米，短轴236千米。度区面积约140900平方千米，长轴588千米，短轴
3、470千米。,强震区（高烈度地震区）：抗震设防烈度大于等于7度地区 建筑物（建设工程抗震设防标准GB50223-2008） 特殊设防类（甲类） 重点设防类（乙类） 标准设防类（丙类） 适度设防类（丁类）,场地：工程群体的所在地，其在平面上大体相当于厂区、居民区、自然村或不小于1.0km2的区域范围。 场地土：场地范围一般深度15-20m内地基土 场地土的作用：地震波的传播介质结构物地基 建筑物震害程度： 与场地的地形、地貌、土层性质、水文条件密切相关,第1节 地震对工程场地的破坏作用,地震力的破坏作用 地变形的破坏作用 断裂错动、地裂缝与地倾斜等。 地震促使软弱地基变形、失效的破坏作用 地震激
4、发滑坡、崩塌与泥石流的破坏作用,尼泊尔8.1级强震滑坡,尼泊尔8.1级强震堰塞湖,2015年4月 临洮地震,2008汶川地震,1933年叠溪地震,对于由软岩或松散物质组成的坡体，在震裂溃屈后，可能会在地震过后的一段时间甚至新的因素(暴雨)作用下才发生滑动。,北川王家岩滑坡在地震后十余分钟后才整体滑坡，掩埋1600余人。,第2节 抗震设计原则和建筑物抗震措施,抗震设防的基本思想 现行抗震设计规范适用于抗震设防烈度为6、7、8、9度地区建筑工程的抗震设计、隔震、消能减震设计。 抗震设防是以现有的科技水平和经济条件为前提的。,我国现行建筑抗震设计规范(GB500112001)，适用于抗震设防烈度为（
5、 ）度地区建筑工程的抗震设计。 A4、5、6和7 B5、6、7和8 C6、7、8和9 D7、8、9和10,我国抗震设防规范的基本思想和原则是以“三个水准”为抗震设防目标。简单地说就是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。 “三个水准”的抗震设防目标是： 当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；,当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用； 当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，建筑物不会倒塌或发生危及生命的严重破坏。,建筑抗震设防分类 建筑物的抗震设计根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、
6、丙类、丁类四个抗震设防类别 抗震结构的概念设计 概念设计是根据地震灾害和工程经验所形成的基本原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。,第2节 抗震设计原则和建筑物抗震措施,建筑场地的选择 尽可能避开强烈振动效用和地面效应的地段作用场地和地基 避开活动断裂带和与断裂有联系的断层 避开不稳定斜坡或可能产生破坏的斜坡区 避免孤立突出的地形 地下水位埋深过浅的地区 避开浅埋大溶洞,持力层和基础方案的选择: 基础要砌置于坚硬、密实的地基上，避免松软地基 基础砌置深度要大些，以防止地震时建筑物的倾倒 同一建筑物不要并用几种不同型式的基础 同一建筑物的基础，不要跨越在性质显著不同或厚度变
7、化很大的地基土上 建筑物的基础要以刚性强的联结梁连成一个整体,建筑物结构形式的选择及抗震措施 (1)多层砌体房屋的抗震构造措施。 1)设置钢筋混凝土构件柱，减少墙身的破坏，并改善其抗震性能，提高延性。 2)设置钢筋混凝土圈梁并与构造柱连接起来，增强了房屋的整体性，改善了房屋的抗震性能，提高了房屋的抗震能力。 3)加强墙体的连接，楼板和梁应有足够的支承长度和可靠连接 4)加强楼梯间的整体性等。 (2)框架结构构造措施。 钢筋混凝土框架房屋是我国工业与民用建筑较常用的结构形式 (3)设置必要的防震缝。,第3节 场地和地基的工程地震分析评价,场地条件对震害的影响 场地条件对建筑物展害影响的主要因素：
8、 场地土的刚度 场地覆盖层的厚度 震害表明： 同一震级、震中距，软弱地基地面的自振周期长，振幅大，持续时间长，震害严重 软弱地基上，柔性建筑易遭到破坏；坚硬地基上，柔性建筑表现较好，刚性建筑表现不一 总体上，在软弱地基上建筑物的震害比刚性地基严重；建筑物的震害随覆盖土层厚度的增加而加重,建筑场地地段划分,这里有两点值得注意： 1、不存在饱和砂土和饱和粉上时，不判别液化；虽存在饱和砂土和饱和粉上，但判别结果为不考虑液化，应不划归不利地段。 2、半挖半填地基中，当填土厚度小于天然地基基础埋深时，也不属不利地段。,第3节 场地和地基的工程地震分析评价,场地和场地土类别划分 建筑抗震设计规范（GB50
9、011-2010）4.1.2： 建筑场地的类别划分，应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。 规范（GB50011-2010）4.1.6 ： 建筑的场地类别，应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表4.1.6划分为四类，其中I类分为I0、I1两个亚类。,抗震设计场地土层剪切波速的测量： 1. 在场地初步勘察阶段，对大面积的同一地质单元，测量土层剪切波速的钻孔数量， 应为控制性钻孔数量的1/5-1/3，山间河谷地区可适量减少，但不宜少于3 个。 2. 在场地详细勘察阶段，对单幢构筑物，测量土层剪切波速的钻孔数量不宜少于2 个，当测量的剪切波速值相差较大时，可适量增加测孔数量；对同一地质单元内
10、的多幢构筑物，测孔数量可适量减少，但每幢构筑物下不得少于一个。 3. 丁类建筑层数不超10层，高度不超30m丙类建筑，可查表计算,土层的等效剪切波速,为场地评定计算深度与剪切波在地表与计算深度之间传播的时间的比值,场地土类型,土的类型划分和剪切波速范围,土的类型取决于土的刚度，按土的等效剪切波速,覆盖层厚度,覆盖层厚度用以描述地震波输入松散层的基准面，从基岩传来的各种谐波分量在覆盖层中有不同的滤波和放大作用，对地面反应谱特征具有重要影响。,建筑场地覆盖层厚度确定： 1） 一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500ms的土层顶面的距离确定。 2） 当地
11、面5m以下存在剪切波速大于其上部各土层翦切波速2.5倍的土层，且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于400m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定。3）剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。 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扣除。,场地类别的确定,场地类别,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,属于中软土,（2）确定覆盖层厚度,（3）确定建筑场地类别,属于类场地,卓越周期,地震时，从震源发出的地震波在土层中传播时，经过不同性质地质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波。若
12、某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，由于共振的作用，这种地震波的振幅将得到放大，此周期称为卓越周期。 场地地基条件的固有特征 工程意义：自振周期避开卓越周期,卓越周期测定,地脉动法 剪切波速法,地基土的卓越周期,地基土随软硬程度的不同有不同的卓越周期，可划分为四级： 一级稳定基岩，卓越周期是0.1-0.2s，平均为0.15s。 二级一般土层，卓越周期为0.21-0.4s，平均为0.27s。 三级为松软土层，卓越周期在二级和四级之间。 四级为异常松软的土层，卓越周期为0.3-0.7s，平均为0.5s.,天然地基基础的抗震验算,天然地基地震作用下的承载力验算 采用“拟静力法” 规范规定：基础底
13、面平均压力和边缘最大压力应符合下式要求,高宽比大于4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区面积不应超过基础底面面积的15%。,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。,调整的出发点：,1）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；,2）多数土在有限次的动载下，强度较静载下绍高。,地基土抗震承载力确定,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 -深宽修正后的地基承载力特征值，按建筑地基基础设计规范GB50007采用,地基的抗震稳定性,深基础的地震稳定性验算 地震时挡土墙结构土压力分
14、析,第4节 场地条件对震害的影响及地震小区划,场地条件对震害的影响,水边地的地下水位较高，土质也较松软，容易在地震时产生土壤滑动或地层液化。,山坡地在地震时会产生滑动,用另外的土石來填补地基，常有土壤密实度不足情形，导致建筑物在地震时产生倾斜、沉陷。,冲积地的土质松软，地震时容易塌陷，如果此处有地下水层，还容易发生液化。,临近悬崖， 容易滑落,谷地或低地，这里的建筑物容易在地震发生时，受土石崩塌破坏。,萨尔瓦多地震引发了泥石流，数百户人家被埋在泥石里，估计有1200多人遇难,地裂,地段选择,1.选择有利地段； 2.避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施； 3.不在危险地段建设。,局部
15、突出地形的影响,1994年云南昭通地震，芦家湾某村坐落于山梁上，山梁长150m，顶部最宽15m，最窄5m，高60m.距震中18km。,突出端部的最大加速度为0.632g,鞍部为0.257g，大山根部为0.431g。,烈度为9度,烈度为8度,烈度为7度,局部突出地形的影响,1.高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大； 2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应相对减小； 3.在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大； 4.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; 5.边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。,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
16、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。,发震断裂的影响,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：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。,地震小区划,地震小区划是对某一特定区域范围内地震安全环境进行划分，预测这一范围内可能遭遇到的地震影响分布，包括设计地震动参数的分布和地震地质灾害的分布。,地震小区划,调整烈度小区划 调整反应谱小区划 设计地震动小区划,
