工程地质学-4地震-齐剑峰.ppt

工程地质学 地面破裂效应 指地震时断层错断及地面裂缝引起的破坏。强烈地震均会出现。 断层长度及宽度可按估计的震级用经验公式计算。延伸数十至数百公里不等。 位置一般按已有的主干断层线或分支断裂线出现。 走向断裂 — 地表断裂方向与之相吻合。 逆 断 裂 — 地表断裂与原断层有一定偏移。 正 断 裂 — 介于走、逆之间。 地面破裂产生的可能性：与断层活动方式、震源深、M 、覆盖层厚等有关。 1) 断裂活动就可能产生地表断裂。 2) 与上部土层厚有关。覆盖层30-50m以上很少出现地表断裂 临界厚度 —土层剪损应变临界值，硬土5%，软土10%。 —下部断裂错动垂直位移（m），一般3m。 3) M7.2级几乎都产生地面破裂，M=6级、震源10-30km时，很少产生 规范中标准：若土的 fk 、 Vs大于表中数字，不考虑震陷问题 4、场地工程地质条件对震害的影响及地震小区划 1) 岩土类型及性质 强度及刚度 2) 松软土层厚度 土层厚度越大，震害越大，如下图： 原因：地震波多次反射，长周期波叠加 原因：软层的隔震作用，软层埋深25m以上越厚影响越显著；阻尼增大，吸收许多短周期波成分，减弱了地面反应。 土层对建筑物的破坏作用，是因为它对长周期波放大，某一类土层往往对某一类周期的波放大明显。实质是这种土层有自身的固有周期，他与同周期的地震波产生共振作用，因而提出“卓越周期”慨念。 由土层剪切震动微分方程式推得： 4) 地形条件 局部地形对震害影响显著。一般，孤立突出地形、台地边缘、地形较高处（高差30-50m明显增大）较之平地的地震烈度高0.5-2度。 原因：弧类地块处产生驻波作用，地形越高这种作用越明显 实际工作中：地形坡度7以下，不考虑影响。丘陵区，坡中点以下不考虑影响。 5) 地下水影响 地下水位埋深越浅，震害越大，1-5m的影响最大。对软土层及砂层土层影响最大。 一般饱水土比不饱水土烈度偏高0.4-0.6度。 6) 断裂影响（略） 地震小区划 地震小区划 等级判别： I 5 轻微，无灾害 I = 5-15 中等，不均匀沉陷，冒砂 I 15 严重，建筑倾倒，地面变形 剪应力对比法 地震剪切波在砂层中产生剪应力，当其超过土层液化时所需的剪应力时，即产生液化。 根据地震剪切波及室内、现场实验测得的土体液化时的剪应力大小，对比判断。 砂土液化的判别 砂土液化的防护措施 （1）慎重选择场地 （2）选择基础类型 （3）地基处理 处理标准：应处理至液化深度下限；处理后的土层标贯击数实测值应大于临界值 压密 通过振动、夯击、爆破等手段，使砂土急剧液化排 水，而达到压密，提高天然地基土的相对密度Dr 排渗法 通过排渗井等来消散因振动时而产生的孔隙水压 力， 防止液化 换土或盖重 用非液化土更换地表的液化土层，或在地表液化 土层上覆盖填 1) 场地工程地质条件对震害的影响 目前为止，将地震烈度和地震力作用运用于工程设计中时，都没有很好考虑一个场地实际地质条件的影响。实际上，例如场地条件的差别，可能使同一基本烈度区不同场地的实际烈度相差2-3度。 解决途径：① 按场地条件进行动力分析； ② 场地烈度小区划 主要影响因素：岩土类型、地形地貌、断裂、地下水 震害程度： 岩 性： 时 代： 以基岩为准，高1-2倍 小 大 基岩——密实砾石——粘土——饱水砂——淤泥、填土 老 新 原因：① 介质对波的吸收放大作用，软土对低频率周期 波选择放大作用较大，A↑， T↑， a↑，持续时间↑，对长周期建筑（如高层建筑）破坏大。 ② 地基震动破坏效应不同。基岩强度高，震动下一般不