场地、地基和基础(II)

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1、第二章场地、地基和基础工程地质条件对地震的影响场地地基抗震验算液化土和软土地基2.1工程地质条件的地震影响1.场地选择震害不仅与地震的大小、结构类型有关，还与场地的工程地质条件有关。地基失效导致的建筑物破坏，目前为止虽然数量不多，但修复加固困难，一般通过场地选择和地基处理来减轻。工程建设的第一步就是要通过勘察，结合地震活动情况和工程地质情况对场地条件进行评价。抗震规范把建筑场地划分为有利、一般、不利和危险地段，应尽可能选择有利地段、避开不利地段，无法避开时应采取有效措施，严禁在危险地段上建造甲、乙类建筑，不应建造丙类建筑。2.1工程地质条

2、件的地震影响2.1工程地质条件的地震影响2.局部地形影响宏观震害和地震反应分析表明，高突地形对地震作用有放大效应，离基准面的高度越大反应越强烈；边坡越陡，顶部的放大效应越大；土质结构的边坡比岩石结构的反应要大。高突地形顶面愈开阔、远离高突地形边缘的中心部位反应明显减小。在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、边坡等不利地段建造丙类及以上建筑时，除保证地震作用下的稳定外，尚应估计不利地段对地震动参数的放大作用。3.局部地质构造的影响断裂——地质构造上的薄弱环节发震断裂——与本地区的地震活动密切相关，具有潜在地震活动的断裂。断裂的危害

3、与地震震级、覆盖层厚度、土体的地质年代有关。“抗震规范”规定，当设防烈度小于8度、非全新世活动断层或烈度为8、9度且前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖层厚度分别大于60、90米可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响。否则应避开主断裂带。一般可以不考虑非发震断裂对烈度的增减影响。烈度建筑物抗震设防类别甲已丙丁8专门研究200m100m-9专门研究400m200m-另外，地震时地下水位的高低对建筑物的震害也有明显影响，水位越浅影响越大。不过，地下水位的影响与地基土的性状有密切关系，软弱土地基影响程度最大，黏性土地基次之，坚硬土地基影响较小。4.场地场

4、地——是指工程群体所在地，其范围相当于一个厂区、居民点、自然村或不小于1km2的范围。场地下的土层既是地震波传递的介质，又是结构物的地基。震害调查发现，在同一烈度区的不同场地上，建筑物的震害程度不同。震害不仅与地震的大小、结构类型有关，还与工程地质条件有关。场地条件的主要因素是场地土性状及其分布。场地土的基本特征是其软弱或坚硬程度以及呈层状分布，场地土可能由很多土层组成，每个土层中的土具有不同的软硬等特征。土层的刚度可以反应一个土层的软硬程度，而土的刚度与土的剪切波速相关，可以根据土的剪切波速对土的类型进行划分。从震源传来的地震波由许多频

5、率不同的分量组成。地震波通过场地土传到地表的过程中，与土层固有周期接近的频率群被放大，其它的衰减或被过滤掉。对建筑物有显著影响的是地震波中哪些与上覆土层固有振动周期相接近的波群，称为场地土的卓越周期，T＝4H/V(H为场地覆盖层厚度，V为土的剪切波速）。若建筑物的固有周期与场地的卓越周期相接近，共振效应使地震作用明显增强，因此，坚硬场地上自振周期短的刚性建筑物和软弱场地上的柔性建筑物的震害会加重。对建于软弱场地上的长周期结构而言，建筑物破坏程度可能逐步加重。场地（放大/过滤）地震波建筑物软弱地基地震波中长周期成分放大地基失效或柔性建筑结构

6、破坏坚硬地基地震波中短周期成分放大刚性建筑不利，通常为结构破坏2.2场地类别划分场地条件对地震影响很大，为了方便在工程设计中定量地考虑这一因素，抗震规范对建筑场地进行了类别划分，以便采取合理的设计参数和采取相关的抗震措施。场地类别是场地条件的基本表征，抗震规范通过场地覆盖层厚度和场地土的等效剪切波速进行划分。1.场地土覆盖层厚度dov场地土的覆盖层厚度指从地面到基岩顶面的距离。抗震规范规定了覆盖层厚度确定的要求：（1）一般情况按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定；（2）当地面5

7、米以下存在剪切波速大于其上部各土层剪切波速2.5倍的土层，且其下卧层土的剪切波速均不小于400m/s时，可算至该层土表面；（3）剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体应视为周围土层；（4）土层中的火山岩硬夹层应视为刚体，其厚度应从覆盖层中去除。2.等效剪切波速场地土一般由多层土构成，等效剪切波速反映了土层的综合刚度并用于确定土体类型。等效剪切波速以地震波在地面至计算深度（地面下20m且不大于覆盖层厚度）各层土中的传播时间不变的原则定义土层平均剪切波速。d0—计算深度，取覆盖层厚度和20米中的较小值t—地震波在计算深度内的传播时间(s)di

8、—第i层土的厚度（m)n—土层层数Vsi—第i层土的剪切波速（m/s)3.场地类别由于地震效应与场地有关，为了在地震作用计算中定量考虑场地条件对设计参数的影响以及采取适当的构造措施，抗震规范根