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《建筑场地地震液化危害评价及地基处理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第6卷第3期工程地质学报Vol.6No.31998年9月JournalofEngineeringGeologySep.,1998X建筑场地地震液化危害评价及地基处理张荣祥顾宝和汪敏石兆吉(建设部综合勘察研究设计院北京100007)(国家地震局工程力学研究所哈尔滨150080)摘要本文分析了地基失稳,计算震陷值及差异震陷等地基失效形式和液化土层的隔震作用,研究了液化指数、地基失效、液化土层隔震与多层房屋震害的关系,根据液化土的双重作用原理划分了液化危害等级,并提出了建筑场地地震液化危害评价方法和按“小震不坏,中震
2、可修,大震不倒”的抗液化处理原则。关键词建筑场地地震液化危害评价地基处理1前言液化判别和液化危害评价是密切相关的两个问题,在建筑物场地评价中,后者比前者更为重要,但由于后者的复杂性,故较之前者至今尚未达到比较完善的程度,有待作进一步深入研究。人们对液化危害的认识和研究是逐步深化的。在研究地震液化的早期,通常认为土层只要液化就会造成震害,就需要采取抗液化措施。近几年来,在总结几次大地震经验时认识到,土层尽管液化了,但不一定造成震害。液化指数方法实质上只反映了液化土所在场地的液化程度,与场地是否存在建筑物及建筑物特
3、点完全无关,并不能完全反映液化地基的失效程度。因此,液化指数的大小与液化土层上建筑物的震害现象有时并不相符,它们之间可能只在一定程度上存在着某种定性联系。宏观经验表明,液化土层具有双重作用,一方面可能造成地基失效,加重房屋震害,另一方面又可能减小传递给房屋结构的地震能量,减轻震害。在这双重因素综合作用下,与所在地区的平均震害相比,液化土层对房屋震害的影响有三种情况,震害加重、震害不加不减、震害减轻。基于这一观点,文中给出了可不考虑液化影响的初判条件,同时建立了计算震陷值与震害指数的关系,计算震陷值可以很好反映地
4、基失效情况,在预测房屋震害时考虑基础类型、建筑物特点和地震烈度等因素的影响。本文在已有研究的基础上,除考虑计算震陷值外,还将地基失稳、差异震陷等也作为地基失效特征,进行建筑物地基的地震液化危害评价,并提出相应的抗液化措施。X收稿日期:1996205210;收到修改稿日期:1997212202。第一作者简介:张荣祥,男,1962年出生,硕士,副研究员,工程地质专业。206工程地质学报第6卷2液化地基失效和隔震作用地基失效是地基液化造成的地面破坏的主要形式之一,对于建筑物来说,地震液化是否对其造成危害的判别标志是地
5、基失效,这种形式的液化震害是房屋建筑中常见的震害。地基失效的主要原因为:(1)土层液化造成地基承载力降低,土的抗剪强度降低甚至丧失,地基发生剪切破坏,即地基失稳;(2)土层液化导致土的剪切模量降低,建筑物产生过大或不均匀震陷。此外,液化引起的土体滑移与永久变形是一种更为严重的地基失效问题,它们对房屋结构造成的破坏程度比前面所述的地基失效更甚,对桥梁与铁路危害尤大。液化地滑大致分两类:①流滑,指滑动土体表面的坡度大于3°～5°者,常见于路堤、土坝及高边坡;②侧向扩展,指地面坡度小于3°～5°的液化地层滑动,常见于
6、滨河、滨海地带。近几年来,国内外学者对液化地层滑移非常重视,并提出了估算液化地层最大水平位移的经验方[8,9,10]法。震害经验表明,砂土液化是最主要地基震害,但液化土层又有减震作用,能减轻其上的刚性建筑物的惯性引起的震害。大型振动台模型试验和计算分析表明:液化段地面运动时在形状、幅值和谱方面都有较大变化;孔压比达到0.6～0.7时就开始对地面运动产生影响;波的短周期成分降低或滤掉,长周期成份放大,但其范围和程度取决于许多因素;输入地震波特征对液化时刻或液化开始起作用的时刻有很大影响,所得结果可以很好解释液化宏
7、观震害现象。液化土层的隔震效果用液化后谱烈度比Sa1和Sa2表示,Sa1为0.1～0.3秒短周期液化后谱烈度比,Sa2为长周期液化后谱烈度比。分析结果表明:土层液化对砖石房屋等短周期建筑物往往起到隔震作用;长周期房屋承受的地震荷载有增有减,比较复杂,取决于许多因素。在实际地震过程中,液化地基失效和隔震作用是同时起作用的,房屋的最终宏观破坏形式和程度是这两种作用的综合结果,液化对建筑物的影响用震害指数增量△I表示,液化土层对房屋震害的影响存在三种情况:(1)震害减轻,此时占优势的是液化土层的减震作用,同时地基失效
8、不太大;(2)震害加重,此时地基失效占优势,地震荷载仍比较大;(3)震害不加不减,两种相反的作用大体上抵消了,看不出液化土层的特殊影响。3液化危害评价指标分析地震液化双重效应——地基失效和隔震作用,可用一些定量或半定量方式来表达。建筑物地基在静力条件下的设计要求应保证:(1)地基的稳定性;(2)地基的变形及变形差小于容许值。同样,对于液化地基的评价也应满足这两个要求,即应从液化地基承载
