第七章地震导致的区域性砂土液化祥解.ppt

§4 §4 地震导致的区域性砂土液化地震导致的区域性砂土液化一一. .基本概念及研究意义基本概念及研究意义 由于地震或其它外力作用由于地震或其它外力作用, ,饱水砂土受强烈振饱水砂土受强烈振动而丧失其抗剪强度动而丧失其抗剪强度, ,处于流动状态处于流动状态, ,没有承载能没有承载能力力, ,造成地基失效造成地基失效, ,使建筑物毁坏，这种过程和现使建筑物毁坏，这种过程和现象称为象称为砂土液化砂土液化砂土液化砂土液化(sand (sand (sand (sand liquefacationliquefacationliquefacationliquefacation) ) ) ) 因地震所引起的砂土液化规模大，范围广，因地震所引起的砂土液化规模大，范围广，因地震所引起的砂土液化规模大，范围广，因地震所引起的砂土液化规模大，范围广，对工程建筑造成很大破坏，成为地震学及工程地对工程建筑造成很大破坏，成为地震学及工程地对工程建筑造成很大破坏，成为地震学及工程地对工程建筑造成很大破坏，成为地震学及工程地质学的重要研究课题质学的重要研究课题质学的重要研究课题。

质学的重要研究课题砂土液化造成的破坏主要有以下四种：砂土液化造成的破坏主要有以下四种：砂土液化造成的破坏主要有以下四种：砂土液化造成的破坏主要有以下四种： (1)(1)(1)(1)涌砂：涌出的砂掩盖农田，压死作物，使涌砂：涌出的砂掩盖农田，压死作物，使涌砂：涌出的砂掩盖农田，压死作物，使涌砂：涌出的砂掩盖农田，压死作物，使沃土盐碱化、砂质化，同时造成河床、渠道、径井沃土盐碱化、砂质化，同时造成河床、渠道、径井沃土盐碱化、砂质化，同时造成河床、渠道、径井沃土盐碱化、砂质化，同时造成河床、渠道、径井筒等淤塞，使农业灌溉设施受到严重损害筒等淤塞，使农业灌溉设施受到严重损害筒等淤塞，使农业灌溉设施受到严重损害筒等淤塞，使农业灌溉设施受到严重损害 土体中剩余孔隙水压力区产生的管涌所导致的土体中剩余孔隙水压力区产生的管涌所导致的土体中剩余孔隙水压力区产生的管涌所导致的土体中剩余孔隙水压力区产生的管涌所导致的水和砂的喷出水和砂的喷出水和砂的喷出水和砂的喷出液化是喷水冒砂的原因，但喷水冒液化是喷水冒砂的原因，但喷水冒液化是喷水冒砂的原因，但喷水冒液化是喷水冒砂的原因，但喷水冒砂不一定是液化的必然结果。

砂不一定是液化的必然结果砂不一定是液化的必然结果砂不一定是液化的必然结果2)(2)(2)(2)地基失效：随粒间有效正应力的降低，地基土地基失效：随粒间有效正应力的降低，地基土地基失效：随粒间有效正应力的降低，地基土地基失效：随粒间有效正应力的降低，地基土层的承载能力也迅速下降，甚至砂体呈悬浮状态时层的承载能力也迅速下降，甚至砂体呈悬浮状态时层的承载能力也迅速下降，甚至砂体呈悬浮状态时层的承载能力也迅速下降，甚至砂体呈悬浮状态时地基的承载能力完全丧失建于这类地基上的建筑地基的承载能力完全丧失建于这类地基上的建筑地基的承载能力完全丧失建于这类地基上的建筑地基的承载能力完全丧失建于这类地基上的建筑物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌 喷水冒砂喷水冒砂 19761976年唐山地震时，天津市新港望河楼建筑群，年唐山地震时，天津市新港望河楼建筑群，年唐山地震时，天津市新港望河楼建筑群，年唐山地震时，天津市新港望河楼建筑群，因地基失效突然下沉因地基失效突然下沉因地基失效突然下沉因地基失效突然下沉38cm38cm，倾斜度达，倾斜度达，倾斜度达，倾斜度达3030％。

％3)(3)(3)(3)滑塌：由于下伏砂层或敏感粘土层震动液滑塌：由于下伏砂层或敏感粘土层震动液滑塌：由于下伏砂层或敏感粘土层震动液滑塌：由于下伏砂层或敏感粘土层震动液化和流动，可引起大规模滑坡化和流动，可引起大规模滑坡化和流动，可引起大规模滑坡化和流动，可引起大规模滑坡4)(4)(4)(4)地面沉降及地面塌陷：饱水疏松砂因振动地面沉降及地面塌陷：饱水疏松砂因振动地面沉降及地面塌陷：饱水疏松砂因振动地面沉降及地面塌陷：饱水疏松砂因振动而变密，地面也随之而下沉，低平的滨海湖平而变密，地面也随之而下沉，低平的滨海湖平而变密，地面也随之而下沉，低平的滨海湖平而变密，地面也随之而下沉，低平的滨海湖平原可因下沉而受到海湖及洪水的浸淹，使之不原可因下沉而受到海湖及洪水的浸淹，使之不原可因下沉而受到海湖及洪水的浸淹，使之不原可因下沉而受到海湖及洪水的浸淹，使之不适于作为建筑物地基适于作为建筑物地基适于作为建筑物地基适于作为建筑物地基 唐山地震时烈度为九度的汉沽区大面积下沉，原唐山地震时烈度为九度的汉沽区大面积下沉，原唐山地震时烈度为九度的汉沽区大面积下沉，原唐山地震时烈度为九度的汉沽区大面积下沉，原来平坦的地面整体下沉来平坦的地面整体下沉来平坦的地面整体下沉来平坦的地面整体下沉1.61.6一一一一2.9m2.9m，塌陷区边缘出现大，塌陷区边缘出现大，塌陷区边缘出现大，塌陷区边缘出现大量宽量宽量宽量宽1—2m1—2m的环形裂缝，全村变为池塘。

的环形裂缝，全村变为池塘的环形裂缝，全村变为池塘的环形裂缝，全村变为池塘地震引起砂土液化地震引起砂土液化(台中港台中港1-4码头码头)二二. .砂土液化的机制砂土液化的机制☆☆静力条件下，砂土抗剪强度静力条件下，砂土抗剪强度ττττ＝＝＝＝σtgφσtgφσtgφσtgφ☆☆当砂土处于饱和状态下，由于静止孔隙水压力当砂土处于饱和状态下，由于静止孔隙水压力当砂土处于饱和状态下，由于静止孔隙水压力当砂土处于饱和状态下，由于静止孔隙水压力U U U U0 0 0 0作用，砂土的抗剪强度作用，砂土的抗剪强度作用，砂土的抗剪强度作用，砂土的抗剪强度ττττ＝＝＝＝(σ-U(σ-U(σ-U(σ-U0 0 0 0)tgφ, )tgφ, )tgφ, )tgφ, τ τ反映了饱反映了饱反映了饱反映了饱和砂土抗液化能力的强弱和砂土抗液化能力的强弱和砂土抗液化能力的强弱和砂土抗液化能力的强弱☆☆在地震情况下，产生水平地震力在地震情况下，产生水平地震力ττττd d d d, , , ,此时地震力此时地震力此时地震力此时地震力作用于土体上也产生水平往复的作用，同时在振动作用于土体上也产生水平往复的作用，同时在振动作用于土体上也产生水平往复的作用，同时在振动作用于土体上也产生水平往复的作用，同时在振动荷载的反复作用下，疏松饱水砂土将趋于密实，透荷载的反复作用下，疏松饱水砂土将趋于密实，透荷载的反复作用下，疏松饱水砂土将趋于密实，透荷载的反复作用下，疏松饱水砂土将趋于密实，透水性变小，瞬时荷载作用下来不及排走，在原来静水性变小，瞬时荷载作用下来不及排走，在原来静水性变小，瞬时荷载作用下来不及排走，在原来静水性变小，瞬时荷载作用下来不及排走，在原来静止孔隙水压力的基础上又产生了附加孔隙水压力，止孔隙水压力的基础上又产生了附加孔隙水压力，止孔隙水压力的基础上又产生了附加孔隙水压力，止孔隙水压力的基础上又产生了附加孔隙水压力，随着振动荷载的反复作用，附加孔隙水压力不断积随着振动荷载的反复作用，附加孔隙水压力不断积随着振动荷载的反复作用，附加孔隙水压力不断积随着振动荷载的反复作用，附加孔隙水压力不断积累而逐渐上升，设为累而逐渐上升，设为累而逐渐上升，设为累而逐渐上升，设为△△△△U U U U，则：，则：，则：，则：ττττ＝＝＝＝[σ-[σ-[σ-[σ-（（（（ΔU+UΔU+UΔU+UΔU+U0 0 0 0)]tgφ)]tgφ)]tgφ)]tgφ，显然，显然，显然，显然ττττ进一步降低了，进一步降低了，进一步降低了，进一步降低了，它与震动剪应力它与震动剪应力它与震动剪应力它与震动剪应力ττττd d d d的相对大小决定了砂土是否液的相对大小决定了砂土是否液的相对大小决定了砂土是否液的相对大小决定了砂土是否液化。

化τ/ τ/ τ/ τ/ ττττd d d d=1 =1 =1 =1 极限平衡状态极限平衡状态极限平衡状态极限平衡状态τ/ τ/ τ/ τ/ ττττd d d d＞＞＞＞1 1 1 1 砂土处于稳定状态砂土处于稳定状态砂土处于稳定状态砂土处于稳定状态τ/ τ/ τ/ τ/ ττττd d d d ＜＜＜＜1 1 1 1 超过极限，剪切破坏超过极限，剪切破坏超过极限，剪切破坏超过极限，剪切破坏，如砂土疏松，，如砂土疏松，，如砂土疏松，，如砂土疏松，这种剪切具有剪缩性质，孔隙水压力不能及时排这种剪切具有剪缩性质，孔隙水压力不能及时排这种剪切具有剪缩性质，孔隙水压力不能及时排这种剪切具有剪缩性质，孔隙水压力不能及时排走得以继续上升，致使等于总应力，这样有效应走得以继续上升，致使等于总应力，这样有效应走得以继续上升，致使等于总应力，这样有效应走得以继续上升，致使等于总应力，这样有效应力和抗剪强度全为力和抗剪强度全为力和抗剪强度全为力和抗剪强度全为0 0 0 0当当当当τ/ τ/ τ/ τ/ ττττd d d d=0=0=0=0时，砂颗粒间脱离接触而处于悬浮状时，砂颗粒间脱离接触而处于悬浮状时，砂颗粒间脱离接触而处于悬浮状时，砂颗粒间脱离接触而处于悬浮状态，即彻底态，即彻底态，即彻底态，即彻底液化。

液化三三.影响砂土液化的条件影响砂土液化的条件影响砂土液化的条件影响砂土液化的条件 砂土特性砂土特性砂土特性砂土特性和和和和地震地震地震地震这两方面具备一定条件这两方面具备一定条件这两方面具备一定条件这两方面具备一定条件才能产生砂土液化才能产生砂土液化才能产生砂土液化才能产生砂土液化 砂土层本身砂土层本身砂土层本身砂土层本身: :砂土的成分、结构以及饱水砂土的成分、结构以及饱水砂土的成分、结构以及饱水砂土的成分、结构以及饱水砂层的埋藏条件砂层的埋藏条件砂层的埋藏条件砂层的埋藏条件凡具备上述易于液化的条凡具备上述易于液化的条凡具备上述易于液化的条凡具备上述易于液化的条件而又在广大区域内产出的砂土层，往往具件而又在广大区域内产出的砂土层，往往具件而又在广大区域内产出的砂土层，往往具件而又在广大区域内产出的砂土层，往往具有有有有特定的成因与时代特征特定的成因与时代特征特定的成因与时代特征特定的成因与时代特征 地震方面地震方面地震方面地震方面: :地震的强烈程度和持续时间地震的强烈程度和持续时间地震的强烈程度和持续时间地震的强烈程度和持续时间。

1.1.土的类型及其特性土的类型及其特性类型：砾，粗，中砂，特别是粉、细砂和少粘性的粉土类型：砾，粗，中砂，特别是粉、细砂和少粘性的粉土用土的颗粒组成特征值表示：用土的颗粒组成特征值表示：D D5050=0.015-1.25mm,=0.015-1.25mm,其中其中0.02-0.1mm0.02-0.1mm易液化易液化不均匀系数不均匀系数η=1.7-8η=1.7-8粘粒含量一般粘粒含量一般≤≤10%10%砂土的密实度用砂土的密实度用相对密度相对密度相对密度相对密度Dr=Dr=Dr=Dr=e e e emaxmax————e/ee/ee/ee/emaxmax————e e e eminmin松砂极易完全液化松砂极易完全液化松砂极易完全液化松砂极易完全液化, , , ,而密砂则经多次循环的动荷载后也很而密砂则经多次循环的动荷载后也很而密砂则经多次循环的动荷载后也很而密砂则经多次循环的动荷载后也很难达到完全液化即砂的结构疏松是液化的必要条件难达到完全液化即砂的结构疏松是液化的必要条件难达到完全液化即砂的结构疏松是液化的必要条件难达到完全液化即砂的结构疏松是液化的必要条件DrDrDrDr＜＜＜＜50%50%50%50%易液化，易液化，易液化，易液化，DrDrDrDr＞＞＞＞75%75%75%75%不易不易不易不易同样条件下，同样条件下，同样条件下，同样条件下，松散、均匀的粉细砂土最易液化。

松散、均匀的粉细砂土最易液化松散、均匀的粉细砂土最易液化松散、均匀的粉细砂土最易液化2.2.可液化砂土层的埋藏分布条件可液化砂土层的埋藏分布条件 砂层埋藏条件包括地下水和砂层砂层埋藏条件包括地下水和砂层砂层埋藏条件包括地下水和砂层砂层埋藏条件包括地下水和砂层埋深埋深埋深埋深；其；其；其；其上的非液化粘性土层厚度这两类条件地下水上的非液化粘性土层厚度这两类条件地下水上的非液化粘性土层厚度这两类条件地下水上的非液化粘性土层厚度这两类条件地下水埋深愈浅，埋深愈浅，埋深愈浅，埋深愈浅，砂层埋藏浅，厚度大，砂层埋藏浅，厚度大，非液化盖层非液化盖层非液化盖层非液化盖层愈薄，愈薄，愈薄，愈薄，在其它条件相同时在其它条件相同时则愈易液化则愈易液化则愈易液化则愈易液化具备上述的颗粒细、结构疏松、上覆非液化盖具备上述的颗粒细、结构疏松、上覆非液化盖具备上述的颗粒细、结构疏松、上覆非液化盖具备上述的颗粒细、结构疏松、上覆非液化盖层薄和地下水埋深浅等条件，而又广泛分布的层薄和地下水埋深浅等条件，而又广泛分布的层薄和地下水埋深浅等条件，而又广泛分布的层薄和地下水埋深浅等条件，而又广泛分布的砂体，主要是滨海平原，近代河口三角洲，冲砂体，主要是滨海平原，近代河口三角洲，冲砂体，主要是滨海平原，近代河口三角洲，冲砂体，主要是滨海平原，近代河口三角洲，冲积平原，低阶地及漫滩及古河道分布地区。

积平原，低阶地及漫滩及古河道分布地区积平原，低阶地及漫滩及古河道分布地区积平原，低阶地及漫滩及古河道分布地区砂层的成砂层的成因和时代因和时代近代河口三角洲和近期近代河口三角洲和近期近代河口三角洲和近期近代河口三角洲和近期河床堆积砂体河床堆积砂体河床堆积砂体河床堆积砂体砂土层埋深＞砂土层埋深＞20m20m，难于液化，一般，难于液化，一般15m15m，，地下水埋深＞地下水埋深＞3m3m不易3.3.振动的历时和强度振动的历时和强度 振动强度是产生液化的重要因素，只有振动强度振动强度是产生液化的重要因素，只有振动强度达到一定的界限值才能在土层中引起足够的剪应力，达到一定的界限值才能在土层中引起足够的剪应力，并使饱水砂土层中的孔隙水压力升高到产生液化的程并使饱水砂土层中的孔隙水压力升高到产生液化的程度振动经历的时间越长，振动次数越多越易振动经历的时间越长，振动次数越多越易在在在在VIIVIIVIIVII、、、、VIIIVIIIVIIIVIII、、、、IXIXIXIX度烈度区可能液化的砂土的度烈度区可能液化的砂土的度烈度区可能液化的砂土的度烈度区可能液化的砂土的D D D D50505050分别分别分别分别为为为为0.050.050.050.05一一一一0.150.150.150.15，，，，0.030.030.030.03一一一一0.250.250.250.25，，，，0.0150.0150.0150.015一一一一0.5mm0.5mm0.5mm0.5mm。

亦即地亦即地震震震震震级越大，震级越大，震级越大，震级越大，烈度愈高，可液化的砂土的平均粒径范烈度愈高，可液化的砂土的平均粒径范烈度愈高，可液化的砂土的平均粒径范烈度愈高，可液化的砂土的平均粒径范围愈大烈度愈高可液化砂土的相对密度值也愈大，烈度愈高可液化砂土的相对密度值也愈大，烈度愈高可液化砂土的相对密度值也愈大，烈度愈高可液化砂土的相对密度值也愈大，DrDrDrDr＞＞＞＞55%55%55%55%，，，， VIIVIIVIIVII度区不液化，度区不液化，度区不液化，度区不液化， DrDrDrDr ＞＞＞＞70%70%70%70%，，，，VIIIVIIIVIIIVIII度区不度区不度区不度区不液化四四. . 砂土地震液化的判别砂土地震液化的判别砂土地震液化的判别砂土地震液化的判别 （建筑抗震设计规范（建筑抗震设计规范（建筑抗震设计规范（建筑抗震设计规范GB50011-2010GB50011-2010GB50011-2010GB50011-2010）））） 地面下存在饱和砂土和粉土时地面下存在饱和砂土和粉土时地面下存在饱和砂土和粉土时地面下存在饱和砂土和粉土时, , , ,除除除除6 6 6 6度外度外度外度外, , , ,应进应进应进应进行液化判别行液化判别行液化判别行液化判别; ; ; ;存在液化土层的地基存在液化土层的地基存在液化土层的地基存在液化土层的地基, , , ,应根据建筑的应根据建筑的应根据建筑的应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级，结合具体情况抗震设防类别、地基的液化等级，结合具体情况抗震设防类别、地基的液化等级，结合具体情况抗震设防类别、地基的液化等级，结合具体情况采取相应的措施。

采取相应的措施采取相应的措施采取相应的措施一）饱和的砂土或粉土，当符合下列条件之一（一）饱和的砂土或粉土，当符合下列条件之一（一）饱和的砂土或粉土，当符合下列条件之一（一）饱和的砂土或粉土，当符合下列条件之一时，可初判为不液化或可不考虑液化影响：时，可初判为不液化或可不考虑液化影响：时，可初判为不液化或可不考虑液化影响：时，可初判为不液化或可不考虑液化影响：1.1.1.1.地质年代为第四纪晚更新世（地质年代为第四纪晚更新世（地质年代为第四纪晚更新世（地质年代为第四纪晚更新世（Q Q Q Q3 3 3 3）及其以前时，）及其以前时，）及其以前时，）及其以前时，7 7 7 7，，，，8 8 8 8度度度度时可判为不液化时可判为不液化时可判为不液化时可判为不液化2.2.2.2.粉土的粘粒含量百分率粉土的粘粒含量百分率粉土的粘粒含量百分率粉土的粘粒含量百分率,7,8,9,7,8,9,7,8,9,7,8,9度分别不小于度分别不小于度分别不小于度分别不小于10,13,1610,13,1610,13,1610,13,16时时时时可判为不液化土可判为不液化土可判为不液化土可判为不液化土3.3.3.3.浅埋天然地基的建筑浅埋天然地基的建筑浅埋天然地基的建筑浅埋天然地基的建筑, , , ,当上覆非液化土层厚度和地下水当上覆非液化土层厚度和地下水当上覆非液化土层厚度和地下水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位深度符合下列条件之一时位深度符合下列条件之一时位深度符合下列条件之一时, , , ,可不考虑液化影响可不考虑液化影响可不考虑液化影响可不考虑液化影响: : : : du＞＞d0+db-2 dw ＞＞d0+db-3 du+dw ＞＞1.5d0+2db-4.5du---上覆盖非液化土层厚度上覆盖非液化土层厚度, ,计算时宜将淤泥和计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除淤泥质土层扣除; ;dW---地下水位深度地下水位深度, ,宜按设计基准期内年平均最宜按设计基准期内年平均最高水位采用高水位采用, ,也可按近期内年最高水位采用也可按近期内年最高水位采用;db---基础埋置深度基础埋置深度, ,不超过不超过2m2m时应采用时应采用2m;d0液化土特征深度液化土特征深度, ,按下表采用按下表采用液化土特征深度液化土特征深度(m)饱饱和土和土类别类别7度度8度度9度度粉土粉土678砂土砂土789 地震砂土液化限界指标初判流程图( (二二) )砂土液化的进一步判别砂土液化的进一步判别 当饱和砂土、粉土的初判认为需要进一步进行当饱和砂土、粉土的初判认为需要进一步进行当饱和砂土、粉土的初判认为需要进一步进行当饱和砂土、粉土的初判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液化判别时，应采用标准贯入试验判别液化判别时，应采用标准贯入试验判别液化判别时，应采用标准贯入试验判别地面下地面下地面下地面下20m20m20m20m范范范范围内的液化围内的液化围内的液化围内的液化。

当饱和土标准贯入击数小于或等于液当饱和土标准贯入击数小于或等于液当饱和土标准贯入击数小于或等于液当饱和土标准贯入击数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化判别标准贯入锤击数临界值时应判为液化土化判别标准贯入锤击数临界值时应判为液化土化判别标准贯入锤击数临界值时应判为液化土实际贯入击数实际贯入击数实际贯入击数实际贯入击数N N63.5≤N≤Ncr，液化），液化），液化），液化）计算计算计算计算临界标贯击数临界标贯击数临界标贯击数临界标贯击数式中：标准贯入击数基准值式中：标准贯入击数基准值N N0 0的取值如下表的取值如下表设计基本地震加速度（设计基本地震加速度（设计基本地震加速度（设计基本地震加速度（g g））））0.100.100.150.150.200.200.300.300.400.40液化判别标准贯入锤击数基准值液化判别标准贯入锤击数基准值液化判别标准贯入锤击数基准值液化判别标准贯入锤击数基准值7 71010121216161919P Pc---c---为粘粒含量百分数，小于为粘粒含量百分数，小于3 3或砂土时取或砂土时取3 3 DsDs------饱和土标准贯入点深度，饱和土标准贯入点深度， d dW W------地下水位地下水位Β---Β---调整系数调整系数, ,设计地震第一组取设计地震第一组取0.8,0.8,第二组第二组0.95,0.95,第三组第三组1.051.05 对存在液化砂土层对存在液化砂土层, ,粉土层的地基粉土层的地基, ,应探明应探明各液化土层的深度和厚度各液化土层的深度和厚度, ,按下式计算每个钻按下式计算每个钻孔的液化指数孔的液化指数, ,并综合划分地基的液化等级并综合划分地基的液化等级: :液化指数液化指数 n---n---为在判别深度范围内每一个钻孔标准为在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数贯入试验点的总数; ; N Ni i，，N Ncricri------分别为第分别为第i i个标准贯入点的标贯个标准贯入点的标贯击数的实测值和临界值击数的实测值和临界值; ; d di i------为第为第i i个标准贯入点所代表的土层厚度，个标准贯入点所代表的土层厚度，可采用与该标准贯入试验点相邻的上下两标准可采用与该标准贯入试验点相邻的上下两标准贯入试验点深度差的一半贯入试验点深度差的一半, ,但上界不高于地下水但上界不高于地下水位深度位深度, ,下界不深于液化深度下界不深于液化深度; ; W Wi i------为为d di i土层中点深度处土层深度影响权土层中点深度处土层深度影响权函数。

中点深度不大于函数中点深度不大于5m5m取取10,10,等于等于20m20m时为时为0,5-20m0,5-20m时按线性内插时按线性内插液化等级与液化指数的对应关系液化等级与液化指数的对应关系液化等级液化等级轻微轻微中等中等严重严重液化指数液化指数I Iieie0 0＜＜I Iieie≤6≤66 6＜＜ I Iieie ≤18 ≤18I Iieie＞＞1818五五五五. . . .砂土地震液化的防护措施砂土地震液化的防护措施砂土地震液化的防护措施砂土地震液化的防护措施 抗液化措施选择原则抗液化措施选择原则建筑类别建筑类别地基液化等级地基液化等级轻微轻微中等中等严重严重甲类甲类特殊考虑特殊考虑乙类乙类〔〔B B〕或〔〕或〔C C〕〕〔〔A A〕或〔〕或〔B+CB+C〕〕〔〔A A〕〕丙类丙类〔〔C C〕或〔〕或〔D D〕〕〔〔C C〕〕或其它更高措施或其它更高措施〔〔A A〕〔〕〔B+CB+C〕〕丁类丁类〔〔D D〕〕〔〔D D〕〕〔〔C C〕〕或其它更经济措施或其它更经济措施注：注：A.A.为全部消除地基液化沉陷的措施，为采用桩基、深基础、深层处理至液化深度以下或挖除为全部消除地基液化沉陷的措施，为采用桩基、深基础、深层处理至液化深度以下或挖除全部液化层；全部液化层； B.B.为部分消除地基液化沉陷措施，如处理或挖除部分液化土层等；为部分消除地基液化沉陷措施，如处理或挖除部分液化土层等； C.C.为基础结构和上部结构的构造措施，一般包括减少或适应不均匀沉陷的各项构造措施；为基础结构和上部结构的构造措施，一般包括减少或适应不均匀沉陷的各项构造措施； D.D.为可不采取措施。

为可不采取措施砂土液化的防治措施砂土液化的防治措施: :1.1.选择良好场地选择良好场地尽可能避开可能液化的地段，不可能避开时选择砂层相埋尽可能避开可能液化的地段，不可能避开时选择砂层相埋藏较深（＞藏较深（＞25m25m），地下水埋藏较大（＞），地下水埋藏较大（＞5m5m）的地段2.2.地基处理地基处理采取采取增加盖重、换土、增加可液化砂土层密实程增加盖重、换土、增加可液化砂土层密实程增加盖重、换土、增加可液化砂土层密实程增加盖重、换土、增加可液化砂土层密实程度度度度( ( ( (爆破挤密法爆破挤密法爆破挤密法爆破挤密法, , , ,强夯与碾压强夯与碾压强夯与碾压强夯与碾压, , , ,振冲法振冲法振冲法振冲法) ) ) )和加速空隙和加速空隙和加速空隙和加速空隙水压力消散水压力消散水压力消散水压力消散( ( ( (排渗法排渗法排渗法排渗法),),),),围封法等措施围封法等措施围封法等措施围封法等措施3.3.3.3.选择合适的基础型式选择合适的基础型式选择合适的基础型式选择合适的基础型式桩基或片筏或管柱基础等桩基或片筏或管柱基础等桩基或片筏或管柱基础等桩基或片筏或管柱基础等§5 §5 区域稳定性评价区域稳定性评价（一）区域稳定性的影响因素（一）区域稳定性的影响因素（一）区域稳定性的影响因素（一）区域稳定性的影响因素 影响区域稳定性的因素有区域岩土特征、构影响区域稳定性的因素有区域岩土特征、构影响区域稳定性的因素有区域岩土特征、构影响区域稳定性的因素有区域岩土特征、构造作用、新构造运动、重力梯度异常（地球物理造作用、新构造运动、重力梯度异常（地球物理造作用、新构造运动、重力梯度异常（地球物理造作用、新构造运动、重力梯度异常（地球物理异常）带和地震作用等异常）带和地震作用等异常）带和地震作用等异常）带和地震作用等5 5 5 5个方面。

各影响因素中，个方面各影响因素中，个方面各影响因素中，个方面各影响因素中，以地震为中心，即区域稳定的中心问题是地震以地震为中心，即区域稳定的中心问题是地震以地震为中心，即区域稳定的中心问题是地震以地震为中心，即区域稳定的中心问题是地震，，，，这是因为其它的因素均以地震为中心显示其作用这是因为其它的因素均以地震为中心显示其作用这是因为其它的因素均以地震为中心显示其作用这是因为其它的因素均以地震为中心显示其作用各影响因素不仅以地震为中心，互相之间也存在各影响因素不仅以地震为中心，互相之间也存在各影响因素不仅以地震为中心，互相之间也存在各影响因素不仅以地震为中心，互相之间也存在有机联系特别是断裂活动和地震活动的联系更有机联系特别是断裂活动和地震活动的联系更有机联系特别是断裂活动和地震活动的联系更有机联系特别是断裂活动和地震活动的联系更为紧密，对区域稳定性的影响也更为显著和直接为紧密，对区域稳定性的影响也更为显著和直接为紧密，对区域稳定性的影响也更为显著和直接为紧密，对区域稳定性的影响也更为显著和直接（二）区域稳定性评价的主要内容（二）区域稳定性评价的主要内容 为以下方面：为以下方面：1 1．区域地质构造研究．区域地质构造研究 区域地质构造是区域稳定性评价的基础。

分区域地质构造是区域稳定性评价的基础分析区域地质构造的目的在于查明地质历史过程中析区域地质构造的目的在于查明地质历史过程中区域构造的活动性特征，以判定区域地壳现代活区域构造的活动性特征，以判定区域地壳现代活动的程度动的程度 区域地质构造包括褶皱、断裂和其它类型的区域地质构造包括褶皱、断裂和其它类型的构造及其具体性状及空间展布，是大地构造、地构造及其具体性状及空间展布，是大地构造、地壳演化和断裂活动的反映褶皱剧烈、断裂发育壳演化和断裂活动的反映褶皱剧烈、断裂发育指示出地质历史上是地壳活动强烈的大地构造单指示出地质历史上是地壳活动强烈的大地构造单元，反之，则地壳为稳定的元，反之，则地壳为稳定的2 2．断裂活动性研究．断裂活动性研究 断裂活动是地壳活动的重要表现形式，活断裂活动是地壳活动的重要表现形式，活动断裂的研究就是确认那些是活断层，圈定目动断裂的研究就是确认那些是活断层，圈定目前和未来最有可能发生断裂和地震活动，并对前和未来最有可能发生断裂和地震活动，并对工程构成危险的地段工程构成危险的地段3 3．区域重力场和热力场的研究．区域重力场和热力场的研究 重力场和热力场的变化特征，标志着近代重力场和热力场的变化特征，标志着近代岩石圈的动力条件，也是区域稳定性评价的标岩石圈的动力条件，也是区域稳定性评价的标志之一。

在区域稳定性评价中，重力场和热力志之一在区域稳定性评价中，重力场和热力场指标有重要意义场指标有重要意义4 4．地震影响评价．地震影响评价 地震对区域稳定性的影响十分显著，工程部地震对区域稳定性的影响十分显著，工程部门历来重视地震活动性研究当前一些大型工程，门历来重视地震活动性研究当前一些大型工程，一般以工程区为中心，在半径一般以工程区为中心，在半径300km300km范围内，对范围内，对地震资料进行综合分析地震资料进行综合分析 分析研究震源区的位置、特征、震级和烈度，分析研究震源区的位置、特征、震级和烈度，判断发震的危险性，以掌握地震活动的时间、空判断发震的危险性，以掌握地震活动的时间、空间和强度规律间和强度规律5 5．预测水库诱发地震．预测水库诱发地震 根据区域地震背景及场地的具体地质条件，根据区域地震背景及场地的具体地质条件，对修建水库诱发地震的可能条件做出评价，并对对修建水库诱发地震的可能条件做出评价，并对诱发地震的地点和强度做出预测诱发地震的地点和强度做出预测（三）区域稳定性分区（三）区域稳定性分区 区域稳定性研究的目的，是进行区域稳定性分区域稳定性研究的目的，是进行区域稳定性分区区，即把一定区域内具有不同稳定程度的地段分成，即把一定区域内具有不同稳定程度的地段分成小区，编制分区图，供工程规划设计部门和有关决小区，编制分区图，供工程规划设计部门和有关决策部门使用。

策部门使用 由于影响区域稳定性的因素较多，需要进行全由于影响区域稳定性的因素较多，需要进行全面的综合评价而断裂活动和地震作用是影响区域面的综合评价而断裂活动和地震作用是影响区域稳定性的主要因素，仅以地震烈度指标为主，概括稳定性的主要因素，仅以地震烈度指标为主，概括分析其它指标的基础上，结合各类工程的抗震设计分析其它指标的基础上，结合各类工程的抗震设计规范要求，规范要求，将区域稳定性分为：稳定区、基本稳定将区域稳定性分为：稳定区、基本稳定区、次稳定区，不稳定区区、次稳定区，不稳定区 各分区主要特征见下表各分区主要特征见下表分级指标参量稳定区定区基本基本稳定区定区次次稳定区定区不不稳定区定区地震地震最大震最大震级≤5.25≤5.5-5.756.5-7.0＞＞7.0基本烈度基本烈度≤6≤78-9＞＞9水平加速度水平加速度/g0.0620.1250.25-0.50＞＞0.5活活动断裂断裂年年龄/×104a＞＞240或或240-7373-66-1.1＜＜1.1活活动速率速率/mm.a-10-0.10.1-10.1-10＞＞10综合合评价价不活不活动不活不活动或微活或微活动较强强活活动现代代强强烈活烈活动地球地球物理物理地壳地壳应变能能/J≤2.5×1063.4×106-4.7×1061.9×107-4.5×107＞＞4.5×107区域性重磁异常区域性重磁异常无无不明不明显明明显十分明十分明显工程建工程建设的适宜性的适宜性及抗震措施及抗震措施适宜所有适宜所有类型工程建筑，型工程建筑，不需或作适不需或作适当抗震当抗震设计适宜所有适宜所有类型工型工程建筑，需抗震程建筑，需抗震设计有条件适宜大有条件适宜大型和生命性工型和生命性工程，需做程，需做专门抗震抗震设计不适宜大型工程建筑不适宜大型工程建筑（四）区域稳定性评价对象及实例（四）区域稳定性评价对象及实例1.1.大型水利水电工程：大型水利水电工程：对区域稳定性要求最为严格对区域稳定性要求最为严格的工程之一。

有关部门规定，在地震烈度为的工程之一有关部门规定，在地震烈度为7 7度及以度及以地区修建大型水利水电工程必须进行区域稳定性评地区修建大型水利水电工程必须进行区域稳定性评价水工建筑物应尽可能选择在相对稳定地段，避价水工建筑物应尽可能选择在相对稳定地段，避开不稳定地段，确保工程的安全和经济合理开不稳定地段，确保工程的安全和经济合理 如二滩水电站，三峡工程如二滩水电站，三峡工程2.2.核电站工程规划：核电站工程规划：确保核电站设施安全运行，防确保核电站设施安全运行，防止核泄漏必须考虑的问题止核泄漏必须考虑的问题 如苏南核电站如苏南核电站3.3.城市区域稳定性评价：城市区域稳定性评价： 为城市规划建设服务，如深圳，宁波，西安等为城市规划建设服务，如深圳，宁波，西安等第二篇复习思考题第二篇复习思考题1.1.何谓区域稳定性何谓区域稳定性? ?区域稳定性研究的内容与目的是什么区域稳定性研究的内容与目的是什么? ?2.2.活断层的研究内容是什么活断层的研究内容是什么? ?鉴定活断层的主要方法有哪鉴定活断层的主要方法有哪些，有何实际意义些，有何实际意义? ?3.3.工程建筑抗震设计时，需要确定的地震烈度有哪几种工程建筑抗震设计时，需要确定的地震烈度有哪几种? ?4.4.烈度，基本烈度，设防烈度的概念，如何在工程设计中烈度，基本烈度，设防烈度的概念，如何在工程设计中应用？应用？5.5.影响场地烈度的地质因素有哪些影响场地烈度的地质因素有哪些? ?6.6.地震共振破坏作用是什么原因引起的？何谓卓越周期，地震共振破坏作用是什么原因引起的？何谓卓越周期，如何确定？如何确定？7.7.什么叫砂土液化什么叫砂土液化? ?地震液化的产生条件是什么？如何判地震液化的产生条件是什么？如何判别砂土液化别砂土液化? ?8.8.水库诱发地震的工程地质条件及机制。

水库诱发地震的工程地质条件及机制。