工程项目中地基土的地震液化判别分析
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如何进行地基土的液化判别地基土的液化已严重影响工程建设,在工程勘察过程中,只有采用多种判别方法才能准确判定液化土的存在与分布。
标准贯入试验作为目前阶段液化判别主要手段之一,初步满足了液化土层的评价。
标签:液化方法指标等级0 引言地基土层的液化判别形式是非常复杂的,目前国内外都在进行研究。
通过对以往大量工程试验结果的对比分析,并结合我国现行《抗震规范》,只有通过“二阶段”判别方案,即初步判别和标准贯入试验判别相结合的方式进行才是真实可行的。
才能更好的解决地基的液化判别问题。
1 判别原则根据对多年的工程经验实践资料进行对比分析,发现液化与土层的地质年代、地貌单元、粘粒含量、地下水位深度以及上覆非液化层厚度等有密切关系。
不同的成因类型,往往产生不同的液化现象,利用这些关系可对土层液化进行判别,即初步判别。
初步判别的目的是排除一大批不会液化的工程,避免重复工作,达到省时、省钱的目的。
凡经初步判别为不液化的就不需要进行第二阶段判别,以节省勘察工作量。
其液化判别总体思路如下:2 初步判别由于6度地震区的震害比较轻,《抗震规范》规定,6度时一般不考虑对饱和土的液化判别。
例外情况是对液化沉降敏感的乙类建筑,要按7度的要求进行判别。
地质年代的新老,意味着土层的沉积时间的长短,较老的沉积土层经过长期的固结作用、历次地震作用以及水化学作用影响,是土层密度增大,形成了一定的胶结紧密结构。
因此,地层年代越老,土的固结程度、密实程度和结构性也就越好,抗震性能愈强。
反之愈差。
国外研究表明,饱和松散的水力冲填土差不多总会液化,而且全新世(Q4)的砂类土、粉土对液化也是很敏感的,更新世(Q3)沉积层发生液化的情况罕见。
这一结论迎合了地质年代与液化的相对应的关系。
粉土是粘性土与砂土之间的过渡性土,即IP≤10的土。
由此可见,粘粒含量的多少决定了粉土的性质,如果粘粒含量超过一定限值,使土的粘聚力加大,其性质接近粘性土,抗液化能力将大大增强。
地震液化不同判别方法的比较摘要:本文通过通过某工程采用三种不同规范得出的液化判别的结果进行了对比分析,总结出三种抗震规范在进行液化判别式的差异,同时对目前不同的液化判别方法的优缺点进行了论述。
关键字:地震;液化;孔隙水压力;总应力;有效应力;标准贯入试验;抗震设防烈度;概率1砂土液化的概念液化是指饱和砂土或粉土,在周期地震荷载作用下,由于排水通道不畅,形成的孔隙水压力或超孔隙水压力不能及时消散,当土体内的孔隙水压力达到土中上覆总压力时,有效压力趋于零,土颗粒处于悬浮状态,土体会完全丧失抗剪强度和承载能力,变成象液体一样的状态,这种现象成为液化现象。
砂土液化表示在静应力或周期应力作用下产生并保持很高的孔隙水压力,是有效应力降低到一个很小的数值,导致土体在很低的,不变的残余抗剪强度或没有残余抗剪强度的情况下发生连续的变形。
砂土液化液化可用有效应力原理解释,即下式的表达方式:σ=σ′+μ式中:σ—土中总应力;σ′—土中的有效应力;μ—土中的孔隙水压力一般情况下,土体中的总应力是不变的,当在周期性振动荷载(一般为地震荷载)的作用下,孔隙水压力增大,有效应力减少,而土体中的抗剪强度τ=(σ-μ)tgφ(无粘性土);当(σ-μ)趋于零即土体中的总应力等于孔隙水压力时,抗剪强度亦趋于零,即发生饱和土体液化现象。
就液化机制而言,饱和砂土液化可分为两种类型。
一种是渗透液化,即向上渗透的水流当其水力梯度大于土的浮重度时,使土处于悬浮状态。
发生渗透液化的必要条件是由向上的水流流动。
另一种是剪切液化,即在剪切力作用下砂土体积发生压缩,使其孔隙水压力升高到静有效应力,抗剪强度丧失,象液体那样不再能抵抗剪切作用。
这里所说的剪切作用可以是静剪力作用,也可以是动剪力作用。
一般说,象地震、爆炸等应起的剪切作用历时都很短。
例如,地震的历时也就是几十秒。
在这样短的时间内,排水作用是很小的。
因此,地震时饱和砂土液化常被认为是在不排水条件下发生的。
地基液化的判别方法
地基液化是指土壤在地震或其他振动载荷作用下失去支撑力,变为类似液体流动的状态。
判别地基液化的方法主要有以下几种:
1. 实地调查:通过对地基的实地观察,包括土质、地下水位、地下水饱和度、土层厚度、沉积特征等进行调查和分析,观察是否有液化现象的迹象。
2. 现场试验:通过在地基上进行现场试验,如动力触探、振动台试验等,观察土体的应变变化,判断是否存在地基液化的可能性。
3. 地震资料:通过研究历史地震的震害情况,包括建筑物的倾斜、沉降、开裂等,结合当地地质条件,初步判断地基是否存在液化风险。
4. 地质勘察资料:通过对地基的地质勘察资料进行分析,包括土壤的类型、含水量、孔隙水压力等参数,评估地基是否易受液化影响。
综合以上方法,可以对地基液化进行初步判别。
需要注意的是,地基液化的判别是一个复杂的过程,需要考虑多个因素的综合作用,并且存在一定的不确定性。
因此,最好由专业的地质工程师或相关专家进行判别和评估。
液化判别中的初判探讨摘要:本文结合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010 2016年版)中对于饱和砂土液化判别常见的几个问题,结合液化的概念对初判公式和详判公式进行阐述,以助于加深相关人员对液化判别公式的理解。
关键词:初步判别不考虑液化;地下水位是深度;上覆盖非液化土层厚度;基础埋置深度;液化特征深度1、引言《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010 2016年版)4.3.3条2款对于可不考虑液化影响的情况以公式的形式给出规定,这些规定给出的依据是基于怎样的考虑,怎样理解三个条件间的关联。
2、液化的产生原因及其影响因素砂土受到震动趋于密实,体积减少,来不及排除的孔隙水承受压力,导致有效应力减少,当有效应力接近零时,土体液化。
影响土体液化的因素既有内因也有外因。
砂的粗细、密度、级配、生成年代等属内因,包括地下水位、埋深、地形等土体静应力状态,以及应力幅值大小、变化规律、作用次数和排水条件等属外因。
3、液化判别的不同方法关于场地液化判别的方法大致有四种:Seed简化分析法、经验公式法、概率与统计法、土层反应分析法。
Seed分析法简单明了,广泛应用,但确定较为粗略;经验法、概率法都是基于震害调查,参数单一,公式简单,但不能考虑到各种条件、因素的影响,各种不确定因素难以定准,土层反应分析法考虑因素可以较多,计算严密,但需要材料参数和荷载参数选用适当合理有一定难度。
因此规范目前液化判别仍按经验通过初步判别和采用标准贯入试验两步判断。
4、《建筑抗震设计规范》基于上覆非液化土层厚度、地下水位深度、基础埋深因素对可不考虑液化影响的判别,以及表达假定《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010 2016年版)根据宏观调查,砂土和粉土当覆盖层厚度或地下水位深度超过下表界限未发现土层液化现象的经验参数。
土层不考虑液化时覆盖层厚度界限值和地下水位界限值表1基于上述经验参数,综合基础埋深,《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010 2016年版)中4.3.3条给出下述规定:对于浅埋天然地基的建筑,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:比较液化土特征深度与可不考虑液化影响的上覆盖非液化土层厚度,可知(1式)中的液化土特征深度即是表2中土层不考虑液化时覆盖层厚度界限值,因此(1式)可改写为,其中项即为考虑基础埋深大于2m时的修正项。
液化土层的判别及处理措施浅析摘要:在地震作用下,饱和状态的砂土或粉土中的空隙水压力上升,土中的有效应力减小,土的抗剪强度降低,达到一定程度时,土颗粒处于悬浮状态,空隙水压力迅速释放,导致土中有效应力完全消失,土体丧失承载能力,土变成了可流动的水土混合物,此即为地基土体液化。
唐山地震、汶川地震和日本阪神地震震害表明,因地基砂土液化对建筑物造成的破坏非常严重。
具体表现为地面喷砂冒水、建筑物基础沉降量大和倾斜严重的现象,甚至失稳、倒塌,从而造成了很大的生命和财产损失。
因此,如何避开液化危险地段修建房屋,如何处理存在液化土层的不利地段地基,如何采取减轻液化影响的基础和上部结构处理的措施,是地基基础设计在液化场地中需重点解决的问题。
关键词:岩土工程;地震液化;液化判别;抗液化措施一、前言近年来,全世界范围内地震频繁,唐山地震、日本阪神地震、汶川地震、福岛地震、墨西哥近海沿岸8.2级地震等对人类社会的生产生活秩序破坏非常严重。
而且随着社会经济的快速发展,大体量的高层及超高层建筑层出不穷,建筑结构的重要性不断提高。
怎样才能设计出安全且经济合理的方案,这就为基础位于液化土层上的地基基础设计带来了巨大的挑战,这也是每一位设计者值得深入思考的问题。
根据以往地震现场资料,判定现场某一地点的砂土已经发生液化的主要依据是:(1)地面喷水冒砂,同时上部建筑物发生巨大的沉陷或明显的倾斜,某些埋藏于土中的构筑物上浮,地面有明显变形。
(2)海边、河边等稍微倾斜的部位发生大规模的滑移,这种滑移具有“流动”的特征,滑动距离由数米至数十米;或者在上述地段虽无流动性质的滑坡,但有明显的侧向移动的迹象,并在岸坡后面产生沿岸大裂缝或大量纵横交错的裂缝。
(3)震后通过取土样发现,原来有明显层理的土,震后层理紊乱,同一地点相邻位置的触探曲线不相重合,差异变得非常显著。
二、液化判别人们在工程建设时考虑全部消除或部分消除场地液化对工程建设的影响,这就需要在工程建设前期对饱和砂土和粉土进行液化判别,进而指导设计、施工。
3.4砂土地震液化的判别初判:饱和的砂土或粉土(不含黄土),当符合下列条件之一时,可初步判别为不液化或可不考虑液化影响:l 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。
2 粉土的黏粒(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。
注:用于液化判别的黏粒含量系采用六偏磷酸钠作分散剂测定,采用其他方法时应按有关规定换算。
3 浅埋天然地基的建筑,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:du >do+db-2dw>do+db-3du +dw>1.5do+2db-4.5式中:dw——地下水位深度(m),宜按设计基准期内年平均最高水位采用,也可按近期内年最高水位采用;du——上覆盖非液化土层厚度(m),计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除;db——基础埋置深度(m),不超过2m时应采用2m;d0——液化土特征深度(m),可按表1采用。
复判:当饱和砂土、粉土的初步判别认为需进一步进行液化判别时,应采用标准贯入试验判别法判别地面下20m范围内土的液化;但对本规范第4.2.1条规定可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的各类建筑,可只判别地面下15m 范围内土的液化。
当饱和土标准贯人锤击数(未经杆长修正)小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应判为液化土。
当有成熟经验时,尚可采用其他判别方法。
在地面下20m深度范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:Ncr=Noβ[ln(0.6ds+1.5)-0.ldw]cρ/3式中:Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值;No——液化判别标准贯入锤击数基准值,可按表2采用;ds——饱和土标准贯入点深度(m);dw——地下水位(m);ρc——黏粒含量百分率,当小于3或为砂土时,应采用3;β——调整系数,设计地震第一组取0.80,第二组取0.95,第三组取1.05。
基于几种地震液化判别方法比较探究摘要:地震液化可能性判别分析是对场地稳定性评价重要组成部分,饱和砂土地震液化有可能诱发极为严重的破坏,目前是土动力学领域的重要研究课题之一。
影响砂土液化的因素有较多,土性参数及地震荷载等复杂多变,如何有效的预测地震液化已经成为学者们备受关注的问题,目前地震液化的判别方法有多种,不同的判别方法有时会得到不同的结论,本文对几种主要的地震液化判别方法进行了比较,分析各种方法的结论,希望能够对有关人士提供帮助。
关键词:地震液化;判别方法;比较0 引言近些年,随着现代城市建设的迅速发展,建筑范围的不断扩大以及地下工程的快速发展,对于河谷冲积平原、海湖相冲积盆地等一些地区,在地质环境发展过程中由于沉积环境条件的不同形成砂土、粉土等地层,给我们的工程建筑就造成了不利影响,这样就带来一个我们不得不关注的问题——地震液化。
地震液化是饱和砂、粉土地基面临的主要工程地质问题,其危害是多方面的,后果非常严重,轻的可能影响建筑物的正常使用,重的会导致群众生命和财产的损失。
因此,地震液化判断方法的研究、准确可靠的预测砂土液化形势是减轻地震灾害,对保护人民的生命财产安全具有重要的现实意义。
1 地震液化存在的危害地震发生时,砂土液化会对工程建筑及人民生命财产造成很大危害,主要表现在以下四个方面。
第一,地表下陷。
地震发生时,砂土中的有效应力会减小,从而导致空隙中的水压升高,当上覆土层较薄或者砂土出露地面时,会出现喷水冒砂现象发生,这就使得地下的砂层形成空洞,由于上层的覆土具有一定压力,从而使地表下陷。
第二,地面沉降。
饱和砂土在受到地震后,使得原来松散的状态变得密实,地面也随之而下沉,低平的滨海湖平原可因为下沉而受到洪水的浸淹,给当地人民的生活带来很大影响。
第三,地基土丧失承载力。
砂土有效应力的大小将决定其承载力的大小,砂土中孔隙水压力上升会导致内部有效应力下降,当有效应力降到零时,砂土呈悬浮状态,地基的承载力完全丧失。
液化土层震陷计算及分析《摘要》:液化土层在地震下液化,土层液化导致震陷,本文通过某医院建设项目筏板基础下轻微液化震陷的计算,分析局部液化土层对建筑物不均匀震陷的影响。
文中计算出局部范围局部厚度的轻微液化震陷的影响,对相类似的建筑提供参考。
关键词:轻微液化、浅基础下不均匀震陷、震陷计算0、引言《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)表4.3.6条抗液化措施中,轻微液化等级下对应建筑抗震设防类别为丙类的措施为“基础和上部结构处理,亦可不采取措施”;对应建筑抗震设防类别为乙类的措施为“部分消除液化沉陷,或对基础和上部结构处理”。
该两条对轻微液化的抗液化措施提出对基础和上部处理的方法,可不采取消除液化沉陷的处理意见。
该条文条文解释中提出:89规范中不允许液化地基作持力层的规定有些偏严,改为不宜将未加处理的液化土层作为天然地基的持力层。
因为:理论分析与振动台试验均已证明液化的主要危险来自基础外侧,液化持力层范围内位于基础直下方的部位其实最难液化,由于最先液化区域对基础直下方未液化部分的影响,使之失去侧边土压力支持。
在外侧易液化区的影响得到控制的情况下,轻微液化的土层是可以作为基础持力层的。
同时,在该条文条文解释中:液化的危害主要来自震陷,特别是不均匀震陷。
并给出沙土和粉土的计算公式估算液化土层的平均震陷量。
本文对某医院建设项目的震陷量计算,得出不均匀震陷量的影响。
1、某医院建设项目的概况图一拟建“某医院建设项目”为新建项目,位于该医院地域内,有水泥路通达,交通条件良好。
设计±0.000标高为1322.90m。
建筑物布置为图一。
本工程由一栋单体(住院综合楼)组成。
住院综合楼地上6层,总建筑面积16389.00平方米,地下1层,地上建筑面积14024.00平方米,地下建筑面积2365.00平方米,建筑占地面积2354.00平方米,建筑高度23.95米。
结构形式为框架结构,依据《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)的相关规定,本工程住院综合楼为重点设防类(乙类)建筑,设防烈度为8度0.2g第三组,框架抗震等级为一级。