地基基础抗震讲义

第九章抗震地基基础9.1概述

9.2地震和地震效应

9.3震级和烈度

9.4场地与地震危害

9.5地基抗震验算9.1概述地震定义：

由内力地质作用和外力地质作用引起的地壳振动现象的总称。我国地震灾害极为严重，原因有三:(1)地震活动区域的分布范围广。基本烈度在7度和7度以上地区的面积达312万km2，占全部国土面积32.5%，如果包括6度的地震区，则达到60%。

(2)地震的震源浅。我国地震总数的2/3发生在大陆地区，这些地震绝大多数属于二三十公里深的浅源地震，因此地面振动的强度大，对建筑物的破坏比较严重。

(3)地震区内的大中城市数量多。我国三百多个城市中有一半位于基本烈度为7度或7度以上的地区。特别是一批重要城市，像北京、银川、西安、兰州、太原、拉萨、呼和浩特、乌鲁木齐、包头、汕头、海口等城市都位于基本烈度为8度的高烈度地震区。世界上发生过的大地震汶川地震2008.5.12，14：28，四川省汶川县发生里氏8.0级强烈地震，死69197人，失踪18222人，伤374176人，直接经济损失约8451亿元。震区房屋大面积倒塌、交通、通讯中断数千万人无家可归。地震诱发严重的次生地质灾害。9.2地震和地震效应震源：发生地震的部位。震中：震源在地面的投影。震中距：地面上某一点到震中的距离。震源深度：震源到震中距离。深度<60km，浅源地震；占地震总数的72.5%。地震波的传播地震波体波：在地球内传播纵波：又称压缩波或P波，破坏力小，速度快

横波：又称剪切波或S波，破坏力大，速度慢面波：在只限于在地球表面传播，由体波反射所形成的次生波。振幅大，破坏力大

瑞利波：又称R波，在地表作椭圆运动

乐甫波：又称L波，在地表作蛇行摆动传播速度：纵波>横波>面波面波x:向x方向传播y:在xy平面内蛇形摆动z:z方向无振动x:向x方向传播y:y方向无振动z:在xz平面内滚动9.3震级和烈度M:震级A:标准地震仪在距震中100km处记录的以微米为单位记录的最大水平地动位移。震级：表示地震本身强度大小的等级,是衡量震源释放能量大小的一种量度。里希特（Richter)—里氏M<2:无感地震2<M<4:有感地震M>5：破坏性地震M>7：强烈地震一般1<M<8.5，震级增加一级能量增加30倍左右。地震烈度烈度：地面及建筑物受地震影响的强烈的程度。烈度大小：12度（中国）•比震中烈度低一度：近震•比震中烈度低2度及以上：远震与震级震源深度等有关震中距场地岩土情况地震烈度表烈度分类基本烈度：一个地区今后一定时期内，一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度。目前我国基本上取50年超越概率为10％的烈度值作为基本烈度。抗震设防烈度：一个地区作为抗震设防依据的烈度。设计烈度：各类不同建筑物抗震设计所采用的烈度。

•甲类构造物：专门设计，采用特殊抗震措施。

•乙类构造物：烈度提高一度

•丙类构造物：按设防烈度

•丁类构造物：降低一度（6度时不降）一般6度以下可不进行地震作用计算。9.4场地与地震危害•地形的影响

–孤突之处大，鞍部较小。•土性的影响

–土深厚而松弱的覆盖层上的建筑物震害重。

–基岩埋藏浅，土质坚硬时震害较轻。•建筑物

–自振周期长（层高、柔性大的结构）在深软地基上震害严重。距震中远时，短波被过滤，长波被叠加放大，对自振周期长的建筑危害较大。

–距震中近，短周期波丰富，低层砖石结构刚度大，易共振损坏。1957年和1985年两次墨西哥地震，附近自振周期短的老旧建筑完好无损，距震中400km外的墨西哥城中软土层中的高层建筑遭到巨大破坏。

受地震而破坏的建筑物，可能遭受直接破坏，也可能是地基液化、软土震陷而引起地基失稳或过量沉陷。作为基础工程师，主要是避免后者的发生。地基震害的主要形式场地抗震性评价-剪切波速法场地类别的判定场地(或地基)的液化地震液化：对于饱和松砂、细砂，在振动荷载下(剪切力)土有由松变密的趋势。这个过程中，由于水来不及排走，颗粒在一段时间内处于悬浮状态。有效应力变为零，抗剪强度丧失——液化液化条件：饱和；松散；细砂或粉土

注意：

•粘土有粘聚力c,不易液化

•密砂,不液化

•埋深15m以下，一般不液化液化机理地基液化可能性判断方法1)规范法2)抗液化剪应力法（H.B.Seed）3)动力反应分析法4)概率统计法（谷本喜一）1)《抗震设计规范》判别地基土液化性•分两步进行：•第一步：初步判别；•第二步：根据标准贯入试验判别。若初步判别为不液化土，可不进行第二步判别。初步判惭别：以下妨情况判缩慧定为非件液化土①土层的翼地质年鲜代为第树四纪晚末更新世洗（Q3）或其脱以前时光，应判侵为非液疑化土；②粉土中仅粘粒含量语（粒径小构于0.00脱5mm）不少于现下表所列如百分率时蛋，应判为闯非液化土债；初步判别：以下沉情况判主定为非僻液化土d0-液化土帅特征深各度，即静经常发铅生液化解的深度哀。规范对近宾年来邢台码、海城、士唐山等地歌震液化的现象资摩料统计泼分析，岩提出表9-1磁1的特征羡深度。d-基础埋奋置深度挖（m），不超三过2m时采用2m；hu-上覆非范液化土蜘厚度（m），若贸上覆土筝层内有淤泥和淤篇泥质土时枯，应扣除企；式中：dw-地下水位爽深度（m），宜按柱建筑物使碗用期内年浅平均最御高水位骗采用，演也可按释近期内最高水拼位采用增；表9-1标1液化特征券深度(m)初步判别：以下材情况判塔定为非或液化土根据标准贯入福试验判别对于初步均判别为液化的土(饱和砂土赠或饱和粉土)，应采肉用标准腥贯入试新验进一得步判断趟：不液化液化待判别漂土层在准地面下15m以内时:待判别土联层在地面催下15m-笋20m时:根据标准贯入客试验判别2)抗液化剪摩应力法这一方芹法是由仇美国学雀者西特(H.环B.杜Se新ed)等人提寻出的地热基液化住可能性馅评定方夏法。它的基本晋出发点是玻把地震作用睬看成是一监种由基岩旧垂直向上歉传播的水膊平剪切波阁，剪切波隙在土层内共引起地震红剪应力。另一方面朗，对地基孕土进行振茶动液化试抚验，测出毁引起液化拿所需的震竹动剪应力横，称为抗危液化剪应潜力。当作用煮于地基鬼土上的攻地震剪杠应力大搬于土的玩抗液化可剪应力站时，土其即发生伙液化;反之，则千不液化。因此这袭一方法呜的关键望在于计炊算地震剪英应力和测定土杰的抗液化等剪应力。等效地铃震剪应扶力等效地震佳剪应力抗液化剪奖应力理论上讲，地基土液化。反之不液化。但由于饱和松散砂土和粉土的原状土难以取得或模拟，故由概念明确，却难以操作。抗液化剪撕应力不同震级净的纯砂抗跨液化剪应刻力曲线7.5震级的染粉砂抗酿液化剪军应力曲吹线抗液化剪银应力3)动力反藏应分析吵法原理：盛将土看俭作是粘租弹性体某，通过骑振动叠如加法，误求得动撒剪应力俩的时程究曲线，特并与实鹿验室中穗的等幅控值周期舱动力试港验结果裳对比，游将不规也则的动祥应力时他程曲线榜等价为烦均匀周主期应力搅和振次姻。假定趣某种材丧料在某侦一应力衰循环下检发生破挤坏，循尾环次数歼与施加益的能量滚大小有浩关。4)概率统计忍法日本谷本无喜一基于35个地震肢事例提秘出。该早法具有未地区性缺，在临班界液化射灵敏性括指标的壮确定上谈需修正气。判据场地液化悉判别结论巩的可信性粘：判别成常功率78.5思%，误判率21.歇5%地基液化瞒等级划分已判断为赠液化土的姿地基，要阶进一步判壶断地基的康液化等级骨。地基液化笋等级划分地基震陷9.5地基抗震倘验算9.5钞.1建筑物抗诸震设防标那准9.5.搬2地基抗震孝强度验算地基抗震短强度验算9.5哲.3桩基的抗蹲震验算•桩基具有希