地基土液化的危害及判别方法浅析

远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）题目：地基土液化的危害及判别方法浅析 学习中心： 内蒙古学习中心 学 号： 090F13133001 姓 名： 王浩 专 业： 土木工程（岩土工程） 指导教师： 宋春岩 2015 年 9 月 20 日 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）指导教师指导意见表学生姓名： 王浩 学号： 090F13133001 专业： 土木工程（岩土工程） 毕业设计（论文）题目： 地基土液化的危害及判别方法浅析 指导教师意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。）地基土液化的危害及判别方法浅析一文选题较新颖，收集掌握的文献资料较全面，文献引用合理规范，写作规范性和逻辑性较强；与自身工作工程实际相结合，所用资料、实验结果均为内蒙古第二水文地质工程地质勘察院提供，数据可靠性性高；由于篇幅限制对液化土的三种判断方法在工程实际中应用的阐述较少，在之后的研究中应该加强。论文能按时交稿，经过认真修改，已经达到本科论文的要求。指导教师结论： 合格 （合格、不合格）指导教师姓名宋春岩所在单位指导时间2015.9.25中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院 本科毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表学生姓名： 王浩 学号： 090F13133001 专业： 土木工程（岩土工程） 毕业设计（论文）题目： 地基土液化的危害及判别方法浅析 评阅意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。） 近年来，我国地震频发，带来的工程问题也越来越多。在地震荷载作用下，砂土（尤其是饱和密砂）容易发生液化，造成强度损失，从而给工程建设带了不可估量的损害。论文首先介绍地基与基础的概念，然后阐述了液化的基本概念和危害、影响液化的因素，液化在宏观上的判别、判定方法。最后讨论了如何确定液化指数、等级，并给出不同的液化等级相对应的一些抗液化措施。论文选题具有比较重要的工程意义。 论文选题表明了作者具有较强的专业知识，能够独立完成相关工程问题的分析研究。论文所用资料可靠，结论基本正确，基本达到毕业要求。修改意见：（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见。评阅成绩合格，并可不用修改直接参加答辩的不必填此意见。） （1）论文的总体格式排版还有问题，请作者认真修改。对于红色批注部分，请作者一并修改； （2）论文中的公式请统一采用公式编辑器进行编辑； （3）对于第二章、第三章，建议增加“本章小结”，对本章进行归纳总结。 （4）论文表格和图形编号太混乱，建议作者仔细检查修改。把规范中的表格引入到本文中时，需要重新核对编号，而不是用规范中的编号。毕业设计（论文）评阅成绩 （百分制）： 61 评阅结论： 修改后答辩 （同意答辩、不同意答辩、修改后答辩）评阅人姓名吴文兵所在单位中国地质大学（武汉）评阅时间2015.10.13论文原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文地基土液化的危害与判别浅析，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。 论文作者（签字）： 日期：年月日摘 要 砂土在地震荷载的作用下极容易发生液化，液化土地基对建筑物的危害是十分巨大的。一般的多层建筑中，地基基础工程的造价非常大。另外，地基基础工程属于隐蔽工程，倘若出现事故，处理难度极大。所以，基础工程实属百年大计，务必慎重对待。 本文首先介绍地基与基础的概念。然后，介绍了液化的基本概念和危害、影响液化的因素，并用三种方法来判定土在微观上的液化进行研究。最后，分析如何确定液化指数、等级，并给出不同的液化等级相对应的一些抗液化措施。关键词： 1、地基基础 2、土的液化 3、液化判定 4、抗液化措施 目 录一、 引言1二、地基与基础2（一） 地基与基础的概念2（二）地基基础工程的基本要求2（三）地基与基础在建筑工程中的重要性3三、饱和砂土和饱和粉土的震动液化5（一） 砂土液化的基本概念5（二） 影响砂土液化的因素5（三） 液化势的宏观判别与初判5（四）液化势的微观判定8（五） 液化指数与液化等级12（六） 抗液化措施16四、 结论18五、 致谢19参考文献20 一、引言众多专家与学者认为现今地球已经进入了地震多发的时期，随着社会的发展，时代的进步，大量的建筑尤其是高层、超高层建筑的出现，建筑结构的重要性急需提高。这就给存在液化土层的地基基础设计带来巨大的挑战。怎样经济合理的设计方案，是每一个地基基础设计者值得开拓创新，精益求精的问题。 各个地区的地震震害表明，地基土体因为液化造成的建筑破坏严重。大多表现为建筑物倾斜、巨大沉降，甚至失稳，倒塌，从而造成了巨大的财产和生命损失。因此，如何判别建筑物修建场地是否会发生液化，如何处理存在液化土层的不良地基，如何采取减轻液化影响基础和上部结构处理的措施，是液化地基基础在设计时需解决的难题。二、地基与基础 （一）地基与基础的概念所有的建筑物都要建造在土层上面。通常建筑物的下部要加以扩大，来减小单位面积结构上的应力，并且埋入地下一定深度，使其在较好的土层上坐落。基础是建筑物下部的扩大部分承重结构；地基是承受由基础传来荷载的土层；位于地基地面下第一层土称为持力层，在其一下土层称为下卧层，强度低于持力层的下卧层称为软弱下卧层。从室外设计地面到基础底面的垂直距离叫做基础的埋置深度（如图21所示）。 图21 地基基础示意图基础根据埋置深度不同可分为浅基础和深基础。通常把埋深不大（5m内）、需经过挖槽、排水等一般施工方法即可建成的基础称为浅基础。而浅层土质不良，埋深需要加大，并通过特殊施工方法和施工机械才能完成的基础称为深基础（如桩基础等）。 （二）地基基础工程的基本要求 为了保证建筑物的安全，地基应满足下列两个基本要求： 1、地基应具有足够强度，在荷载作用下，不因地基失稳而破坏，这是地基稳定问题。 2、地基不能产生过大的变形而影响建筑物的安全与正常使用，同时基础结构本身应有足够的强度、刚度和耐久性，在地基反力作用下不会发生强度破坏，并具有改善沉降与不均匀沉降的能力，这是地基变形问题。良好的地基一般有较高的强度与较低的压缩性，容易满足上述要求。软弱地基的工程性质较差，对这种地基必须进行人工处理，才能满足强度与变形的要求。经过人工处理而达到设计要求的地基称为人工地基；不需要处理而直接利用的地基称天然地基。建筑物一般宜建造在良好的天然地基上，以减少地基处理的费用。但为节约用地，也要充分利用工程性质较差但经过处理的地基。（三）地基与基础在建筑工程中的重要性 地基与基础是整个建筑工程中一个重要组成部分，它的质量好坏关系到建筑物的安全、经济和正常使用，如果发生质量问题，轻则上部结构开裂、倾斜，重则建筑物倒塌，危机人们生命与财产安全。实践证明，建筑物的事故很多是与地基基础有关。 著名的意大利比萨斜塔的倾斜就是由于地基不均匀沉降造成的。比萨塔是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼，位于意大利托斯卡纳省比萨城北面的奇迹广场上。广场的大片草坪上散布着一组宗教建筑，它们是大教堂、洗礼堂、钟楼（即比萨斜塔）和墓园，它们的外墙面均为乳白色大理石砌成，各自相对独立但又形成统一罗马式建筑风格。比萨斜塔位于比萨大教堂的后面。该塔高约55m，当建至24m高时，发现塔身倾斜而被迫停工，直至1273年才续建完工。该塔由于建造在不均匀的高压缩性地基上，致使北侧下沉1m有余，南侧下沉近3m，沉降差高达1.8m，倾角多达5多。现在这个塔还以每年1mm的沉降速率下沉。 图22 比萨斜塔 图23 比萨斜塔垂直刨面图加拿大特朗斯康谷仓平面呈矩形，长59.44 m,宽23.47 m。高31.0m。容积36368 m3。谷仓为圆筒仓，每排13个圆筒仓，共5排65个圆筒仓组成。谷仓的基础为钢筋混凝土筏基，厚61cm，基础埋深3.66m。谷仓于1911年开始施工，1913年秋完工。谷仓自重20000t，相当于装满谷物后满载总重量的42 5%。1913年9月起往谷仓装谷物，仔细地装载，使谷物均匀分布、10月当谷仓装了31822m3谷物时，发现1小时内垂直沉降达30.5cm。结构物向西倾斜，并在24小时间谷仓倾倒，倾斜度离垂线达2653。谷仓西端下沉7.32m，东端上抬端下沉7 32m，东端上抬1.52m。1913年10月18日谷仓倾倒后，上部钢筋混凝土筒仓艰如盘石，仅有极少的表面裂缝。图24 加拿大特朗斯康谷仓图25 加拿大特朗斯康谷仓倾斜示意图三、饱和砂土和饱和粉土的震动液化 （一）砂土液化的基本概念 1、砂土的液化机理 松散的砂土受到震动时有变得更紧密的趋势。但饱和砂土的空隙全部为水充填，因此这种趋于紧密的作用将导致空隙水压力的骤然上升，而在的证过程的短暂时间内，骤然上升的空隙水压力来不及消散，这就使原来由砂粒通过其接触点所传递压力（有效压力）减小，当有效压力完全消失时，砂层完全丧失抗剪强度和承载力，变成想液体一样的状态，即通常所说的砂土液化现象。 2、宏观液化和微观液化 宏观液化:是宏观震害的一种。现场有明显标志，如喷水冒砂、地面变形等。 微观液化：根据一个图样在室内动力试验中表现出来的液化现象，或通过计算土体中某一点上土单元体的应力而定义的临界状态。它不考虑在天然土层中是否会产生宏观液化。 3、液化与液化势 尽管用室内动力试验可以对液化予以明确的定义，但实际抗震经验和震害资料都是按现场有无喷水冒砂或其他宏观标志为准的。液化势指的是地基