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1、第六章黄土的震陷性1黄土震陷的概念2黄土震陷的影响因素3黄土震陷曲线及震陷模型4黄土场地的震陷评价一、黄土震陷的基本概念黄土震陷：从灾害学角度来讲，黄土震陷是指非饱和、低湿度的黄土在地震载荷作用下 黄土场地产生的突然的附加沉陷。表示方法：黄土震陷是用残余应变表示的，在等幅循环荷载作用下，黄土的动应力应变 滞回曲线不但具有非线性和滞后性，还表现出明显的变形累积的特性，当动应力循环结 束后，将产生明显的不能恢复的残余应变。正弦波作用下残余应变的确定随机波作用下残余应变的确定码值4500202530 时间（s） 35黄土震陷的产生条件：具有粒状架空接触结构的黄土，其内部存在着许多架空孔隙，由 于骨架
2、颗粒的传力刚度好，加之颗粒之间以点接触形式为主，连结强度低，这种结构即 使土样受到均匀力的作用，土骨架中的应力都非均匀分布。黄土主要由土颗粒和孔隙组成，而土颗粒本身刚度很大，相对来说是很难产生变形的， 所以黄土震陷变形主要是黄土中孔隙度的相对变化。黄土震陷的机理可以描述为:黄土的架空孔隙结构在地震作用下发生的崩溃性破坏。强 震陷性黄土均具架空孔隙结构，在这种结构中，土体中以中孔隙占主导地位。二、黄土震陷的影响因素黄土的震陷性质是多因素综合作用的结果，除了结构性差异对其具有显著的控制作用 夕卜，其自身的物性因素也是重要的影响因素。震陷多发生于全新世黄土和更新世马兰黄 土中，其中含水量和孔隙比等物
3、性因素对其震陷的发生发展具有重要影响。另外，地震 荷载形式及强度也是影响黄土震陷的一个重要因素。含水量：动应力和水的作用对黄土的震陷变形具有相似的效应，含水量一定时，随着动 应力的增大，震陷变形在增大;动应力一定时，随着含水量的增大，震陷变形增大。对 于干型黄土由于其结构强度，震陷变形与动应力表现为近直线的关系，对于湿型黄土及 饱和黄土，震陷变形与动应力可以分段函数拟合表示，且临界动应力随含水量增加而降 低。孔隙比：据己有研究资料统计成果，黄土的孔隙比越大，其震陷性越高。当黄土孔隙比小于0.75时，基本没有震陷性；孔隙比大于0.75时，残余应变与孔隙比的关系与动应力大小有关，当动应力达到一定
4、量值后，残余应变与孔隙比成非线性增长关系。卓越频率的影响卓越频率高的地震波，相同动应力下引起土体的残余变形较大。 取残余应变达到一定值作为试样的强度标准，则遭遇低频成分为 主地震波的土体具有更高的动强度。有效持时的影响地震波的有效持时主要是通过强度包线的形状来控制的以场地未来50年超越概率为10%的反应谱为目标谱，t2等于10s、20s和30s进行地震动 时程的合成在同一动应力作用下，随着有效持时的增加，土体将产生更大的累积残余应变，并且，随着 累积残余应变和动应力的增大，这种差异更加明显。固结比、含水量的影响4随机地震波作用下黄土的强度特征轴向和围压动荷载比值K的影响当地震波从基岩向上传播时
5、，由于地表基岩面的差异变化较大，再加上上覆地层的层理性， 地震波在土体中将产生大量的反射和折射，将使土体处于极其复杂的应力状态，地震荷载并 不仅仅作用在大主应力方向，因此，试验时，考虑不同轴向与围压动荷载幅值比的影响， 控制条件:轴向和围压动荷载具有波形相同，相位相同若取残余应变作为破坏的标准当k值较小接近于0时，对强度影响较小k 盲 曲线左移，强度增大100200300kPa2.04.06.08.0d 0为起始动应力dr为临界动应力du为极限动应力临界幼应力可以作为判断黄土是否发生震陷的标准一般取残余应变达到某一值如3%-5%所对应的幼应力为极限幼应力。典燮震陷曲线典型黄土的震陷曲线基本满足
6、幂函数的形式，通过震陷曲线拟合分析， 示为：可将震陷模型表A exp( B c(0(cd)0)du(3其中A与B为曲线拟合参数三、黄土场地的震陷评价1震陷量的计算基于分层总和法思想评价黄土震陷:按水平层状模型考虑黄土场地，采用一维计算模型， 按分层总和思想计算黄土场地的震陷量，具体步骤如下：根据钻探资料划分岩土剖面，将场地土层划分为若干层。根据试验资料分层，设hi为 第i分层厚度，分层总数为n。利用给定地震峰值加速度计算各层可能遭受的动剪应力，计算公式为：峰值加速度分区口峰值加速度代表值口pi10%p0.21 5gP0.230gP0.250g0.335g根据震陷曲线计算每一层黄土一一残余中：G
7、0.425g0.460q孩二650 牛尺，为第，层中心线以上黄土的平均容重（即/矛），据土工试验结果确定;Kd为动应力折减系数，可查表6.7内插得到.深度/mq0#1.5#3口4.5#6口7.5q10壬12pK旺0.983#0.975#0.965#0.9550.93W0.915#0.893#0.850表6.7不同深度黄土动应力折减系数撮率水平P计算场地总震陷量 由公式: piii = 1计算黄土场地在垂向上的总震陷量S。2震陷的评价目前在震害评价中关于震陷量的等级划分没有统一的规范，根据国家地震局震害调查 及地震损失评定工作指南中，关于“地基基础破坏等级标准”规定来评定震陷灾害程度， 将震陷量按以下等级标准划分：i： S小于2cm时属基本完好地基；ii： S在24cm时属轻微破坏（轻微震陷）；iii： S在48cm时属中等破坏（中等震陷）；iv： S在840cm时属严重破坏（严重震陷）；v： S大于40cm时属失稳破坏区；
