土木基础工程课件–第九章抗震地基基础.ppt

基础工程课件 第九章 抗震地基基础 9.1 概述 9.2 地震和地震效应 9.3 震级和烈度 9.4 场地与地震危害 9.5 地基抗震验算 9.1 概述 地震定义： 由内力地质作用和外力地质作用引起的地壳 振动现象的总称。 我国地震灾害极为严重，原因有三: (1)地震活动区域的分布范围广。基本烈度在7度和7 度以上地区的面积达312万km2，占全部国土面积32.5%， 如果包括6度的地震区，则达到60% 。 (2)地震的震源浅。我国地震总数的2/3发生在大陆 地区，这些地震绝大多数属于二三十公里深的浅源地 震，因此地面振动的强度大，对建筑物的破坏比较严重。 (3)地震区内的大中城市数量多。我国三百多个城市 中有一半位于基本烈度为7度或7度以上的地区。特别是 一批重要城市，像北京、银川、西安、兰州、太原、拉 萨、呼和浩特、乌鲁木齐、包头、汕头、海口等城市都 位于基本烈度为8度的高烈度地震区。 世界上发生过的大地震 9.2 地震和地震效应 地震波的传播 地震波 面波 9.3 震级和烈度 M: 震级 A: 标准地震仪在距震中100km处记录的以微米为 单位记录的最大水平地动位移。 地震烈度 地震烈度表 烈度分类 基本烈度：一个地区今后一定时期内，一般场地条 件下可能遭遇的最大地震烈度。目前我国基本上取 50年超越概率为10％的烈度值作为基本烈度。 抗震设防烈度：一个地区作为抗震设防依据的烈度。 设计烈度：各类不同建筑物抗震设计所采用的烈度。 ?甲类构造物：专门设计，采用特殊抗震措施。 ?乙类构造物：烈度提高一度 ?丙类构造物：按设防烈度 ?丁类构造物：降低一度（6度时不降） 一般6度以下可不进行地震作用计算。 9.4 场地与地震危害 ?地形的影响 –孤突之处大，鞍部较小。 ?土性的影响 –土深厚而松弱的覆盖层上的建筑物震害重。 –基岩埋藏浅，土质坚硬时震害较轻。 ?建筑物 –自振周期长（层高、柔性大的结构）在深软地 基上震害严重。距震中远时，短波被过滤，长 波被叠加放大，对自振周期长的建筑危害较大。 –距震中近，短周期波丰富，低层砖石结构刚度 大，易共振损坏。 地基震害的主要形式 场地抗震性评价-剪切波速法 场地类别的判定 场地(或地基)的液化 地震液化： 对于饱和松砂、细砂，在振动荷载下(剪切力) 土有由松变密的趋势。这个过程中，由于水来不及 排走，颗粒在一段时间内处于悬浮状态。有效应力 变为零，抗剪强度丧失——液化 液化条件：饱和；松散；细砂或粉土 注意： ?粘土有粘聚力c, 不易液化 ?密砂, 不液化 ?埋深15m以下，一般不液化 液化机理 地基液化可能性判断方法 1)规范法 2)抗液化剪应力法（H.B.Seed） 3)动力反应分析法 4)概率统计法（谷本喜一） 1)《抗震设计规范》判别地基土液化性 ?分两步进行： ?第一步：初步判别； ?第二步：根据标准贯入试验判别。 初步判别：以下情况判定为非液化土 初步判别：以下情况判定为非液化土 初步判别：以下情况判定为非液化土 根据标准贯入试验判别 对于初步判别为液化的土(饱和砂土或饱和粉 土)，应采用标准贯入试验进一步判断： 根据标准贯入试验判别 2)抗液化剪应力法 这一方法是由美国学者西特(H. B. Seed)等人提出的地基液化可能性评定方法。 它的基本出发点是把地震作用看成是一种由基岩垂直向上传播的水平剪切波，剪切波在土层内引起地震剪应力。 另一方面，对地基土进行振动液化试验，测出引起液化所需的震动剪应力，称为抗液化剪应力。 当作用于地基土上的地震剪应力大于土的抗液化剪应力时，土即发生液化;反之，则不液化。 因此这一方法的关键在于计算地震剪应力和测定土的抗液化剪应力。 等效地震剪应力 等效地震剪应力 抗液化剪应力 抗液化剪应力 抗液化剪应力 3)动力反应分析法 4)概率统计法 地基液化等级划分 地基液化等级划分 地基震陷 9.5 地基抗震验算 9.5.2 地基抗震强度验算 地基抗震强度验算 9.5.3 桩基的抗震验算 桩基抗震承载力验算 9.5.4 地基基础抗震措施 原理：将土看作是粘弹性体，通过振动叠加法，求得动剪应力的时程曲线，并与实验室中的等幅值周期动力试验结果对比，将不规则的动应力时程曲线等价为均匀周期应力和振次。假定某种材料在某一应力循环下发生破坏，循环次数与施加的能量大小有关。 日本谷本喜一基于35个地震事例提出。该法具有地区性，在临界