湖南大学第二章场地与地基基础2-3地基土液化及其防治解读.ppt

LOGO LOGO §2-3 地基土液化及其防治 地基土液化及其危害 影响地基土液化的因素 液化的判别 液化地基的评价 液化地基的抗震措施 2.3.1 地基土液化及其危害 地震时，饱和砂土和粉土的颗粒在强烈振动下发生相对位移，颗粒结构有压密趋势，如其本身渗透系数较小，短时间内孔隙水来不及排泄而受到挤压，孔隙水压力将急剧增加，使原先由土颗粒通过其接触点传递的压力(亦称有效压力)减小。当有效压力完全消失时，则砂土和粉土颗粒处于悬浮状态。此时，土体抗剪强度等于零，形成有如“液体”的现象，即称为“液化”。 液化可引起地面喷水冒砂、地基不均匀沉陷、地裂或土体滑移，从而造成建筑物破坏。 液化的震害：喷水冒砂淹没农田，淤塞渠道，淘空路基；沿河岸出现裂缝、滑移，造成桥梁破坏，等等。 2.3.1 地基土液化及其危害 液化使建筑物产生下列震害： 2.不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁板等 水平构件及其节点破坏，使墙体开裂和建筑物体 形变化处开裂； 3.室内地坪上鼓、开裂，设备基础上浮或下沉。 1.地面开裂下沉使建筑物产生过渡下沉或整体倾斜； 震害调查表明，影响地基土液化的因素主要有： 1．土层的地质年代 地质年代的新老表示土层沉积时间的长短。地质年代越古老的土层，其固结度、密实度和结构性也就越好，抵抗液化能力就越强。反之，地质年代越新，则其抵抗液化能力就越差。 2．土的组成 一般说来，细砂较粗砂容易液化，颗粒均匀单一的较颗粒级配良好的容易液化。细砂容易液化的主要原因是其透水性差，地震时易产生孔隙水超压作用。 2.3.2 影响地基土液化的因素 3．土层的埋深 砂土层埋深越大，即其上有效覆盖压力越大，则土的侧限压力也就越大，就越不容易液化。地震时，液化砂土层的深度一般在l0m以内，很少超过15m。 4．相对密度 松砂较密砂容易液化。粉土是粘性土与无粘性砂类土之间的过渡性土壤，其粘性颗粒含量决定了这类土壤的性质(如粘聚力等)，从而也就影响其抵抗液化的能力。粘性颗粒少的比多的容易液化。 2.3.2 影响地基土液化的因素 5．地下水位 地下水位浅时较地下水位深时容易发生液化。对于砂土，一般地下水位小于4m(对于粉土，7度、8度、9度分别为1.5m、2.5m、6m)时易液化，超过此深度后就不发生液化。 6．地震烈度和地震持续时间 一般在地震烈度7度及以上地区，地震烈度越高(地面运动就越强烈)和地震持续的时间越长，就越容易发生液化。而在一般5度～6度地区，很少看到液化现象。 2.3.3 液化的判别 当建筑物地基有饱和砂土或饱和粉土时，应经过勘察试验预测在地震时是否会液化，并确定是否需要采取某种抗液化措施。 《抗震规范》规定，地面下存在饱和砂土或饱和粉土时，除6度外，应进行液化判别；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。 第一步，初步判别 根据对地震液化现场资料的研究成果，饱和的砂土或粉土当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或不考虑液化影响： (1)地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前时,7、8度时，可判为不液化土。 (2)粉土的粘粒(粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率，7度、8度和9度分别不小于10、13和16时，可判为不液化土。 (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。 9m 8m 7m 砂土 8m 7m 6m 粉土 9 8 7 烈度 饱和土 类别 基础埋深对土液化的影响 上面判别式（db=2)亦可用下图表示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 dw(m) 不考虑液化影响区 须进一步判别区 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 dw(m) 不考虑液化影响区 须进一步判别区 粉土 7度 8度 9度 7度 8度 9度 查液化土特征深度表 例1 图示为某场地地基剖面图,上覆非液化土层厚度du=5.5m, 其下为砂土，地下水位深度为dw=6m