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1、第三章 场地、地基和基础v 工程地质条件对震害的影响v 场 地v 地基及基础的抗震验算v 地基土的液化v 地基抗液化措施及处理编辑课件3.1 工程地质条件对震害的影响q局部地形条件的影响 局部地形条件对地震时建筑物的破坏有较大影响局部地形条件对地震时建筑物的破坏有较大影响q局部地质构造的影响断层危险 局部地质构造主要是指断层发震断层、非发震断层工程地质条件对地震破坏影响很大烈度异常现象编辑课件地段选择地段选择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。
2、编辑课件 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。 编辑课件临近悬崖，临近悬崖，容易滑落容易滑落 谷地或低地，这里的谷地或低地，这
3、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萨尔瓦多地震引发了一巨大的泥石流，数百户人家被埋的泥石流，数百户人家被埋在泥石里，在泥石里，1200多人遇难多人遇难地地 裂裂编辑课件局部突出地形的影响局部突出地形的影响 1994年云南昭通地震，芦年云南昭通地震，芦家湾某村坐落于山梁上，山梁家湾某村坐落于山梁上，山梁长长150m，顶部最宽，顶部最宽15m，最窄，最窄5m，高，高60m，距震中，距震中18km。 。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度度编辑课件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
4、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；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；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. 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。编辑课件q 地下水位的影响 地震时，地下水位对建筑物危害程度的影响与水位深浅地震时，地下水位对建筑物危害程度的影响与水位深浅和地基土的类别有关。和地基土的类别有关。 水位浅水位浅破
5、坏重破坏重 水位深度水位深度5m5m5m，无明显影响，无明显影响 对软弱土层（如粉砂、细砂、淤泥质土）对软弱土层（如粉砂、细砂、淤泥质土） 地下水影响地下水影响最大最大 对粘性土对粘性土地下水影响稍差地下水影响稍差 对碎石、角砾对碎石、角砾 地下水影响较小地下水影响较小编辑课件 场场 地地基本概念场场 地地 是指工程群体所在地，具有相似的反应谱特征。其是指工程群体所在地，具有相似的反应谱特征。其范围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于范围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于1 1平方平方公里的平面面积。（公里的平面面积。（GB50011-2010GB50011-2010第第2.1.82.1.8
6、条）条）场地土场地土 场地范围内的地基土。场地范围内的地基土。土土 编辑课件n n同一烈度区内，场地土质条件不同，震害不同同一烈度区内，场地土质条件不同，震害不同 软弱地基与坚硬地基相比：软弱地基与坚硬地基相比： 自振周期长、振幅大、振动持续时间长、土不稳定、自振周期长、振幅大、振动持续时间长、土不稳定、易液化易液化 土土结相互作用更明显，增大结构周期，改变振型结相互作用更明显，增大结构周期，改变振型n n场地土层的组成不同，对震害影响也不同场地土层的组成不同，对震害影响也不同编辑课件图3-1 房屋破坏率与土层厚度关系 建筑物震害除与地震类型、结构类型等有关外，还与其下卧层的构成、覆盖层厚度密
7、切相关。编辑课件一一一一般般般般而而而而言言言言，房房房房屋屋屋屋倒倒倒倒塌塌塌塌率率率率随随随随土土土土层层层层厚厚厚厚度度度度的的的的增增增增加加加加而而而而加加加加大大大大，软软软软弱场地上建筑物震害一般重于坚硬场地。弱场地上建筑物震害一般重于坚硬场地。弱场地上建筑物震害一般重于坚硬场地。弱场地上建筑物震害一般重于坚硬场地。岩岩岩岩层层层层中中中中的的的的地地地地震震震震波波波波具具具具有有有有多多多多种种种种频频频频率率率率成成成成分分分分。其其其其中中中中，在在在在振振振振幅幅幅幅谱谱谱谱中中中中幅幅幅幅值值值值最最最最大大大大的的的的频频频频率率率率分分分分量量量量所所所所对对对对
8、应应应应的的的的周周周周期期期期，称称称称为为为为地地地地震震震震动动动动的的的的卓越周期卓越周期卓越周期卓越周期。由由由由于于于于土土土土层层层层的的的的过过过过滤滤滤滤特特特特性性性性与与与与选选选选择择择择放放放放大大大大作作作作用用用用，地地地地表表表表地地地地震震震震动动动动的的的的卓越周期很大程度上取决于场地的固有周期卓越周期很大程度上取决于场地的固有周期卓越周期很大程度上取决于场地的固有周期卓越周期很大程度上取决于场地的固有周期。当当当当建建建建筑筑筑筑物物物物固固固固有有有有周周周周期期期期与与与与地地地地震震震震动动动动的的的的卓卓卓卓越越越越周周周周期期期期接接接接近近近近
9、时时时时，建建建建筑筑筑筑物振动会加大，震害加重。物振动会加大，震害加重。物振动会加大，震害加重。物振动会加大，震害加重。多多多多层层层层土土土土的的的的地地地地震震震震效效效效应应应应主主主主要要要要取取取取决决决决于于于于三三三三个个个个基基基基本本本本因因因因素素素素：覆覆覆覆盖盖盖盖土土土土层层层层厚厚厚厚度度度度、土土土土层层层层剪剪剪剪切切切切波波波波速速速速、岩岩岩岩土土土土阻阻阻阻抗抗抗抗比比比比。其其其其中中中中，岩岩岩岩土土土土阻阻阻阻抗抗抗抗比比比比主主主主要要要要影影影影响响响响共共共共振振振振放放放放大大大大效效效效应应应应，其其其其他他他他两两两两者者者者则则则则主
10、主主主要要要要影影影影响响响响地地地地震动的频谱特性。震动的频谱特性。震动的频谱特性。震动的频谱特性。编辑课件场地类别n n考考虑虑到到地地震震作作用用下下不不同同场场地地条条件件对对结结构构振振动动响响应应的的影影响响，建建筑筑抗抗震震设设计计规规范范将将场场地地划划分分为为I IIVIV四种类别。四种类别。n n场地类别反映了地震情况下场地的动力效应。场地类别反映了地震情况下场地的动力效应。n n决决定定场场地地类类别别的的主主要要因因素素是是覆覆盖盖层层厚厚度度和和土土层层等等效剪切波速效剪切波速编辑课件3.2.1 覆盖层厚度覆覆盖盖层层厚厚度度是是指指地地表表面面至至地地下下基基岩岩面
11、面的的距距离离。所所谓谓基基岩岩界界面面是是地地震震波波传传播播途途径径中中的的一一个个强强烈烈的的折折射射与与反反射射面面，此此界界面面以以下下的的岩岩层层振振动动刚刚度度要要比比上上部部土土层层的相应值大很多。的相应值大很多。工工程程中中，当当下下部部土土层层剪剪切切波波速速达达到到上上部部土土层层剪剪切切波波速速2.52.5倍倍，且且下下部部土土层层中中没没有有剪剪切切波波速速小小于于400m/s400m/s的岩土层时，该下部土层可视作基岩。的岩土层时，该下部土层可视作基岩。深部土层的剪切波速往往难以取得。深部土层的剪切波速往往难以取得。编辑课件关于场地覆盖层厚度：一般情况下，应按地面至
12、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的土层顶的土层顶面的距离确定。面的距离确定。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倍的土层，且其下卧岩土的剪切波速均不小于倍的土层，且其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s400m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定。时，可按地面至该土层顶面的距离确定。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。 土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆
13、盖土层扣除。盖土层扣除。覆盖土层厚度越大，震害越严重。覆盖土层厚度越大，震害越严重。编辑课件3.2.2 3.2.2 土层等效剪切波速土层等效剪切波速场地土的刚性一般用土的剪切波速表示，剪切波速是土场地土的刚性一般用土的剪切波速表示，剪切波速是土的重要动力参数，反映了场地的动力性能。的重要动力参数，反映了场地的动力性能。 土层的平均剪切波速土层的平均剪切波速土层的平均剪切波速土层的平均剪切波速计算公式：计算公式：计算公式：计算公式： se土层等效剪切波速(m/s)； d0计算深度（m），取覆盖层厚度和20m二者的较小值； t 剪切波在地面至计算深度之间的传播时间; di 计算深度范围内第i 土层
14、的厚度(m); si 计算深度范围内第i 土层的剪切波速(m/s); n 计算深度范围内土层的分层数。编辑课件对于不超过10层和高度不超过24m的丙类建筑及丁类建筑，当无实测剪切波速时，可以根据岩土名称和性状，按GB50011-2010表4.1.3划分土的类型，再利用当地经验在该表的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速。编辑课件GB50011-2010表4.1.3 土的类型划分和剪切波速范围注：注：fak地基承载力特征值地基承载力特征值(kPa)；vs为岩土剪切波速。为岩土剪切波速。编辑课件场地类别 建筑的场地类别，根据土层的平均剪切波速和场地覆建筑的场地类别，根据土层的平均剪切波速和场地覆盖层
15、厚度划分为四类，其中的盖层厚度划分为四类，其中的I I类又分为类又分为I I0 0为为I I1 1亚类。亚类。 GB50011-2010 GB50011-2010 表表4.1.6 4.1.6 各类建筑场地的覆盖层厚度（各类建筑场地的覆盖层厚度（m m）编辑课件例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试例：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。确定该建筑场地的类别。确定该建筑场地的类别。确定该建筑场地的类别。编辑课件n n2. 2. 确定覆盖层厚度确定覆盖层厚度确定覆盖层厚度确定覆盖
16、层厚度 d d0 063m63m3. 3. 确定建筑场地类别确定建筑场地类别确定建筑场地类别确定建筑场地类别 查表，属于查表，属于查表，属于查表，属于类场地类场地类场地类场地n n解：解：解：解：n n1. 1. 计算地面下土层的等效剪切波速计算地面下土层的等效剪切波速计算地面下土层的等效剪切波速计算地面下土层的等效剪切波速编辑课件容易产生震害的天然地基： 不同程度的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏；不同程度的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏；2. 杂填土、回填土和冲填土等松软填土地基，土质松软且承载杂填土、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；力较低，易产生沉陷，使结构开裂；3. 沟、坑、古河道、坡地半挖半填等非匀质地基在地震中的不沟、坑、古河道、坡地半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。均匀沉降或地裂缝引起上部结构破坏。3.3 地基及基础的抗震验算地基及基础的抗震验算 地基是指建筑物基础下面受力层范围内的土层。 一般土层地基在地震时很少发生问题。造成上部建筑物破坏的主要是松软土地基和不均匀地基。因此应根据土质不同采用
