当前位置：文档之家 › 饱和砂土及饱和粉土液化判别与计算

饱和砂土及饱和粉土液化判别与计算

  • 格式：doc
  • 大小：87.50 KB
  • 文档页数：5

.

1 / 5 液化土的判别与计算

一、判别依据

《建筑抗震设计规X》GB50011-2010：

第条：饱和砂土和饱和粉土〔不含黄土〕的液化判别和处理,6度时,一般情况下可不进行判别与处理,但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按7度的要求进行判别与处理,7～9度时,乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求进行判别与处理.

第条〔本人加注：此属强制性条文〕：地面下存在饱和砂土和饱和粉土时,除6度外,应进行液化判别；存在液化土层的地基,应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级,结合具体情况采取相应的措施.〔注：本条饱和土液化判别不含黄土、粉质粘土〕

第条：当饱和粉土、或饱和砂土的初步判别认为需要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以下20mX围内土的液化；但对本规X第4.2.1条规定可不进行天然地基和基础的抗震承载力验算的各类建筑可只判别地面以下15mX围内土的液化.当饱和土标准贯入锤击数N0〔不经杆长修正〕小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应别为液化土.

[第条：1本规X规定可不进行上部结构抗震验算的建筑；2地基主要受力层[系指条形基础底面下深度3b〔b为基础底面宽度〕、独立基础下1.5b,且厚度不小于5m的X围]X围内不存在软弱粘性土层〔指7度、8度和9度时,地基承载力特征值分别小于80、100和120kpa的土层〕的建筑：1〕一般的单层厂房和单层空旷房屋、2〕砌体房屋、3〕不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架—抗震墙房屋、4〕基础荷载与"3〕项〞相当的多层框架房屋和多层混凝土抗震墙房屋]

二、判别方法

第条：饱和粉土与饱和砂土的液化判别

1、地质年代为晚更新世〔Q3〕与以前的地层,7、8度时可判别为不液化.

2、粉土的粘粒〔粒径<0.005㎜的颗粒〕含量百分率：7度、8度和9度分别不小于10、13和16时可判别为不液化.

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：

1〕du>d0+db-2

2〕dw> du +db-3

3〕du+ dw>1.5d0+2db-4.5

式中 du--上覆非液化土层厚度〔m〕,计算时宜将其内淤泥与淤泥质土层扣除；

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；当区域地下水位处于变动状态时,应按不利的情况考虑.

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〕,按下表采用：

土名 7度 8度 9度 .

2 / 5 粉土 6 7 8

砂土 7 8

9

1、标准贯入锤击数临界值Ncr

1〕标准贯入锤击数临界值Ncr计算公式

液化判别标准贯入锤击数临界值Ncr按下式［GB50011-2010第条式〔〕］计算：

Ncr =N0β［ln<0.6 ds+1.5>-0.1 dw］pc/3

式中N0---液化判别标准贯入锤击数基准值,可按下表取值：

设计地震基本加速度值〔g〕 0.10 0.15 0.20 0.30

0.40

标准贯入锤击数基准值N0 7 10 12 16 19

ds---饱和土标准贯入试验点深度〔m〕〔取试验点的底界深度〕；

dW—地下水位深度〔m〕〔取被计算孔的稳定水位深度〕；

pc—粘粒百分率含量,当小于3或为砂土时取3〔此时实际pc/3=1〕,

※这里须注意一点,当不是砂土且不小于3时应按实际值代入计算；

β—调整系数,设计地震分组为第一组,取0.80;第二组取0.95;第三组取1.05.

2〕当饱和土标准贯入锤击数Ni〔不经杆长修正〕小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应判别为液化土.

2、液化指数IiE

1〕液化指数IiE计算公式

"IiE〞计算公式见GB50011-2010-式:

IlE＝ n1i[1-Ni/Ncri]diWi

式中 n---判别深度X围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数

Ni、NCri—分别为i点标准贯入锤击数的试验值与临界值,当实测值大于临界值时应取临界值；当只须判别15mX围深度内的液化时,15m以下的实测值可按临界值采用；

di---i点所代表的土层厚度〔m〕,可取与该标贯试验点相邻的上、下两标贯试验点深度差的一半,但上界不高于地下水位埋深,下界不深于液化深度；

Wi---i土层单位土层厚度的层位影响权函数值〔单位为m-1〕,当该层中点深度不大于5m时应采用10,等于20m时应取0值,5～

20m时应按线性内插法取值.

※：本人建议从小于5m至等于20m的线段平分为16段〔从<5m、5ｍ、6ｍ……20ｍ〕,则计求以下各中点深度Wi可按Wi=9.375-0.625计算〔结果按4舍5入取值,精确到0.01〕, 式中i为计算层的中点深度,单位为m.

※：这里必须注意:计算公式计算的IiE是每个钻孔各标准贯入试验点总数之和,即同时存在饱和粉土与饱和砂土时,应一并计算.

2〕液化等级判别 .

3 / 5 液化等级与液性指数的对应关系表

液化等级 轻微 中等 严重

液性指数IiE 018

三、计算实例

1、实例资料

1〕、资料表

土层名称

与序号 层底深度

〔m〕 标贯试验点底深ds

〔m〕 锤击数N0

〔击〕 备注

粉质粘土① 3.25 〔1〕1.30

〔2〕2.65 19

17

粉 土② 6.15 〔3〕3.75

〔4〕5.05

〔5〕6.10

9

8

7

粉 砂③ 8.20 〔6〕7.05

〔7〕8.10 9

7

圆 砾④ 17.20

注: 标贯试验点底深栏"〔1〕1.30〞中〞〔1〕〞为试验点编号i.余同.Wi见液性指数计算一节.

2〕、地下稳定水位埋深有两种情况:一是3.40m,二是1.95m；粉土②粘粒含量6～8%〔平均值7.4%〕；场地抗震设防烈度7度,设计地震分组第一组.

2、计算与评价:

1〕标准贯入锤击数临界值Ncr计算与判别

〔1〕己知水位埋深dw =3.40m,则0.1 dw=0.34；按规X规定,液化判别标准贯入锤击数基准值N0=10; β=0.8.则N0β=8；粉土②中粘粒含量百分率平均7.4,其pc/3=0.637,粉砂③按规X规定取3%,其pc/3=1.分别代入后：粉土②的N0βpc/3=,Ncr =4.752［ln<0.6 ds+1.5>-0.34］；粉砂③的N0βpc/3=8,Ncr=8[ln<0.6 ds+1.5>-0.34]计算标准贯入锤击数临界值Ncr.

N3：Ncr =5.096［ln<0.6 ×3.75+1.5>-0.34］=5.00

N4：Ncr =5.096［ln<0.6 ×5.05+1.5>-0.34］=5.97

N5：Ncr =5.096［ln<0.6 ×6.10+1.5>-0.34］=6.63

N6：Ncr =8［ln<0.6 ×7.05+1.5>-0.34］=11.25>N6=9击,为液化土

N7：Ncr =8［ln<0.6 ×8.10+1.5>-0.34］=12.08>N7=7击,为液化土

〔2〕己知水位埋深dw =1.95m,则0.1 dw=0.195；其他条件未变,分别代入后：粉土②的Ncr =4.752［ln<0.6 ds+1.5>-0.195］；粉砂③的Ncr=8[ln<0.6

ds+1.5>-0.195]计算标准贯入锤击数临界值Ncr.

N3：Ncr =5.096［ln<0.6 ×3.75+1.5>-0.195］=5.74

N4：Ncr =5.096［ln<0.6 ×5.05+1.5>-0.195］=6.07

N5：Ncr =5.096［ln<0.6 ×6.10+1.5>-0.195］=7.37>N5=7击,为液化土

N6：Ncr =8［ln<0.6 ×7.05+1.5>-0.195］=12.41>N6=9击,为液化土 .

4 / 5 N7：Ncr =8［ln<0.6 ×8.10+1.5>-0.195］=13.24>N7=7击,为液化土

2〕液性指数计算

〔1〕i点所代表的土层厚度di计算

根据资料表,i点所代表的土层厚度di计算成果如下：

d3=〔5.05+3.75〕/2-3.40=1.00〔m〕

或 d3=〔5.05+3.75〕/2-3.25=1.15〔m〕

※注：前式取"3.40〞是上界不高于地下水位埋深3.40m,后式取"3.25〞是水位高于本试验层上界〔顶板〕.

d4=［〔6.10+5.05〕/2-〔5.05+3.75〕/2］

=〔6.10-3.75〕/2

=1.175〔m〕

d5=6.15-〔6.10+5.05〕/2=0.575〔m〕

注：取"6.15〞是下界不深于液化深度,d7处"8.20〞情况相同.

d6=〔8.10+7.05〕/2-6.15=1.425〔m〕

d7=8.20-〔8.10+7.05〕/2=0.625〔m〕

〔2〕i点所在土层的中点深度zi与对应层位影响权函数值计算

根据资料表,计算i点所在土层的中点深度zi〔等于i点所在土层的的上界加i点所代表的土层厚度di的二分之一〕,并计算确定Wi的值：

Z3=3.40+ d3/2=3.90〔m〕,W3=10

或 Z3=3.25+ d3/2=3.825〔m〕,W3=10

Z4=3.75+ d4/2=3.75+1.175/2=4.338〔m〕,W4=10

Z5=5.05+d5/2=5.05+0.575/2=5.338〔m〕,

W5=9.375-0.625×<5.338-5>=9.16

Z6=6.15+d6/2=6.15+1.425/2=6.863〔m〕,

W6=9.375-0.625×<6.863-5>=8.21

Z7=7.05+d5/2=7.05+0.625/2=7.363〔m〕

W7=9.375-0.65×<7.363-5>=7.90

※以上计算表明:标准贯入试验i点所在土层的中点深度zi等于上一土层厚度底界深度加上i点所在土层厚度的一半.

〔1〕地下水位埋深3.40m时: IiE=〔１－9／11.25〕×1.42５×8.21+〔１－7／12.08〕×0.62５×7.90

=2.34+2.08

=4.42<6,轻微液化

〔2〕地下水位埋深1.95m时: IiE=〔１－7／7.37〕×0.５75×9.16+〔１－9／11.25〕×1.42５×8.21+〔１－7／12.08〕×0.62５×7.90

=0.26+2.34+2.08

=4.68<6,轻微液化

合集下载

通过计算机编程实现饱和砂土和粉土的液化判别

通过计算机编程实现饱和砂土和粉土的液化判别

工业技术SCJENCF及TF}OOV

通过计算机编程实现饱和砂土和粉土的液化判别

陈章亮(桂林水文工程地质勘察院)摘要进入计算机时代，人们受益匪浅计算机能在很短的时间内批最处理大I的数据，从而可以节省时间，降低芬动强度提高企业的经济效益。在岩土工程勘察工作中，经常会有大全的数据需要处理，饱和砂土和粉土的液化判别就是其一，该计算繁琐，工作量大，鉴干此，我通过计算机编程，实现r其数据的自动化处理，“饱和土液化判别程序’在Excel中运行，操作方便.运行快捷，结果准确，在很大程度上提高了工作效率。关健词:液化判别液化指数程序中图分类$:TP3文嗽标识码:AYCfI0$;1672-3791(2007)10(a)-0027-02

，引盲今天，信息技术飞速发展，计算机的应用已渗透到人类的日常生活和工作中。在岩土工程勘察工作中，按《建筑抗震设计规范》(GB5011-2001)规定:存在饱和砂土和粉土(不含黄土)的地基，除6度设防外，应进行液化判别，存在液化土层的地基，应根据抗震设防的类别、地基的液化等级，结合具体情况采取相应的措施.场地内如果出现饱和砂土或粉土，当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15m深度范围内的液化，当采用桩墓或埋深大于5m的深墓础时，尚应判别15-20m范围内土的液化;当饱和土标准贯人锤击数(未经杆长修正)d汗液化判别标准贯人捶击数临界值时应判为液化土，对存在液化土层的地基，应探明各液化土层的深度和厚度，计算每个钻孔的液化指数。该计算毖琐，工作t往往较大，需要花费很多的时间，如果能通过编程在计算机上运行，使数据处理自动化，工作将会变得十分简单，鉴于此，在领导、同事的支持和帮助下，本人经多次试验，完成了计算编程井通过测试成功，实现了数据处理的自动化，很大程度上提高了工作的效率，现在介绍给大家，以供商酌。地层分布一览表，计算成果表、计算)，方便点击轴人数据及生成成果表格。主要的程序代码:，计算液化判别标准贯入锤击教临界值

浅述饱和砂土层中多种液化判别方法及重要性

浅述饱和砂土层中多种液化判别方法及重要性

LOW CARBON WORLD 2017/12低碳技术浅述饱和砂土层中多种液化判别方法及重要性郭贝（华北有色工程勘察院有限公司，050021)【摘要】对饱和砂土层中多种液化判别方法进行分析评价，并通过工程实例进行计算评价，相互验证，论述其造成的不良后果,对以后工程项 目的液化判别工作具有指导意义。【关键词】工程勘察;饱和砂土;液化判别；PT; CPT【中图分类号】TU441 【文献标识码】A 【文章编号】2095-2066( 2017 )36-0027-02„ _>JL> _»_*.1刖目我国是地震相对高发的国家，因地震是突发性自然灾害， 一旦发生就会产生严重危害生命健康和财产的后果。土体液 化是因为饱和砂土和饱和粉土在地震外力挤压下，受到强烈 的震裂导致其抗剪强度极具减小，使得饱和地基土之间空隙 压力水逐渐上升，颗粒变密，若发生地震的建筑物的周围地基 土没有足够的持力层会导致其喷水、冒砂，使地基土产生不均 匀沉陷、裂缝等现象。从而使地基土失去或降低承栽能力，加 剧震害程度。我国地处世界两大地震带-环太平洋地震带与地 中海-喜马拉雅地震带之间，活动断层多，属于地震多发区域。 近十多年来，发生的多次大地震，大量的砂土液化事件时有发 生，同时也附加出现不同程度的喷水冒砂，导致地面沉降、大 规模滑坡以及地基基础破坏，给国家带来了重大的损失。震害 的经验表明，饱和砂土、饱和粉土液化是导致工程结构破坏的 重要原因。2地基土液化的判别地震设防在现代建设勘察设计中是必不可少的设防因 素，其中在《建筑抗震设计规范》（GB50011-20010)规定，饱和 砂土及粉土（不含黄土）的液化判别和地基处理，6度时，一般 情况下可不进行判别和处理，但对液化沉陷敏感的乙类建筑 可按7度的要求进行判别和处理，7耀9度时，乙类建筑可按本 地区抗震设防烈度的要求进行判别和处理。我国建筑抗震规 范中对液化的判别步骤如图1所示，从地质年代、粉土的黏粒 含量百分率、非液化土层厚度和地下水位深度对饱和砂土及粉土先进行初步的判别。依据建筑抗震设计规范判别有液化 可能性的，须进复判并得到液化指数和对应的液化等级，目前 复判主要采用以下方法:①SPT(标准贯入试验）曰②CPT(静力 触探试验)。当然国外也较多采用Seed简化法。

饱和砂土液化机理及液化判别方法

饱和砂土液化机理及液化判别方法

龙源期刊网

饱和砂土液化机理及液化判别方法

作者：严鹏

来源：《科技创新与应用》2017年第02期

摘 要：砂土液化是一种由地震引起的次生地质灾害。我国邢台、唐山和海城三地强地震，都发生了大范围的液化，造成严重损害。在当前国家加强基础设施建设、加快城镇化的背景下，砂土地震液化判别在岩土工程勘察中的重要性在不断提升。文章对砂土液化机理进行介绍，对几种常用且有代表性的判别方法进行归纳总结，并对饱和砂土液化的判别方法提出自己一些认识及看法。

关键词：饱和砂土；液化机理；液化判别

1 地震液化机理及影响因素

1.1 砂土液化的概念

在动力荷载、地震、等外力作用下，饱和砂土受到强烈的振动，导致其丧失抗剪强度，并使砂粒处于悬浮状态，造成地基出现失效现象即称为砂土液化。

1.2 地震液化的机理

地震时剪切波在土体中引起交变应力，产生震动孔隙水压力。引起孔隙水压力增加的原因是水与土粒在交变应力的作用下，受强烈震动的土粒变密，而受到水的阻碍把能量传递给水。随着孔隙水压力的上升，土颗粒在自重的作用下力图向下沉落，而孔隙水在震动孔隙水压力作用下力图向上排出，导致土体结构在被破坏的瞬间，土粒向下沉落受到孔隙水向上排出的阻碍，最终有效应力减至零，土粒间无力的传递，土粒失重，使抗剪强度消失，进而砂土出现液化情况。此时土骨架崩溃，土粒可随水流动，这就是液化过程。

1.3 液化影响因素

砂土的组成：一般情况下，粗砂比细砂不容易液化，其主要原因是粗砂有良好的透水性，即使粗砂发生液化现象，孔隙水超压作用时间短，大大缩短其液化的时间。

相对密度：密砂比松砂不容易液化。由于松砂是无粘性土与粘性土之间的土壤，所以砂土的密度低容易发生液化。

土层的埋深：地震发生时，液化砂土层的深度处于10m以内。因此砂土层埋深深度越大，砂土越不容易液化。 龙源期刊网

基于SPT饱和砂土液化判别方法研究

基于SPT饱和砂土液化判别方法研究

・６０・　路基工程　Ｓｕｂｇｒａｄｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１５年第５期（总第１８２期）　

ＤＯＩ：１０．１３３７９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－８８２５．２０１５．０５．１３　

基于ＳＰＴ饱和砂土液化判别方法研究　

聂士诚，胡惠华，龚道平　

（湖南省交通规划勘察设计院，长沙４１０００８）　

摘要：目前，依据规范对饱和砂土液化进行判别主要是基于标准贯入试验（ＳＰＴ），现行规范　

中基于ＳＰＴ的判别方法有两种。采用这两种方法针对不同工况下的饱和砂土液化分别进行了计算，　

分析了饱和砂土埋深、地下水位深度及地震设防烈度对判定结果的影响规律，揭示了两种方法在判　

定结果上的差异性，为实际工程中饱和砂土液化判定方法的合理选择提供参考。　

关键词：液化判别方法；标准贯入试验；临界锤击数；液化指标　

中图分类号：ＴＵ１９５　２　文献标志码：Ａ　文章编号：１００３—８８２５（２０１５）０５—００６０—０６　

０　弓Ｉ言　

评价饱和砂土在地震作用下是否液化，是勘察　

设计中关于抗震设防的一个重大课题。近十年来，　

国内外对此作了比较广泛和深人的研究，发表了大　量有关液化机理和判别方法的研究成果¨　』。目前，　

国内主要应用的方法有标准贯入试验判别、静力触　

探试验判别、剪切波速试验判别、土的相对密实度　

判别等。其中，标准贯入试验判别因实际应用方便　

而在工程中得到了广泛应用，我国不同行业的规范　中均使用了该法，但不同行业甚至同一行业在不同　

时期的规范中，在判定标准上又有所区别。　

国外常用的是Ｓｅｅｄ判别法　，由美国伯克利　

地震工程研究中心的Ｓｅｅｄ和Ｉｄｒｉｓｓ两位教授于１９７１　

年提出。该判别法采用等效循环应力比来评价砂土　

液化，并且两位教授通过研究绘制了循环阻力比与　

标准贯人试验锤击数的关系图，使Ｓｅｅｄ判别法在实　

际工程中的应用成为可能。　本文通过国内规范中采用的两种基于标准贯入　

试验判别方法的对比研究，比较其判定结果的差异　

性，以供工程技术人员选用判别方法时参考。