岩土工程勘察9地震讲述课件.ppt
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1、整理ppt第八章:不良地质作用岩土工程勘察主讲:蓝俊康整理ppt第8章目录 8.1 岩溶;8.2 滑坡;8.3 危岩和崩塌;8.4 泥石流;8.5 地面沉降;8.6 场地和地基的地震效应;8.7 地下采空区场地岩土工程勘察整理ppt8.6 场地和地基的地震效应;抗震设防烈度等于或大于6 度的地区,应进行场地和地基地震效应的岩土工程勘察,并应根据国家批准的地震动参数区划和有关的规范,提出勘察场地的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计特征周期分区。8.6.1 地震对工程场地的破坏作用名词解释:震级;烈度 区别:基本烈度;场地烈度;设防烈度整理ppt8.6.1 地震对工程场地的破坏作用 1、地震力
2、的破坏作用 地震力由地震波使建筑物产生的惯性力。其值的大小为:其中,为地面最大加速度;K为地震系数 maxKQQgPmax烈度6789地面最大加速度0.040.080.160.32max整理ppt8.6.1 地震对工程场地的破坏作用 2、地面变形的破坏作用 即地震时在地表产生的地面变形,如地裂缝、断层错动、地面倾斜等。断裂错动指浅源断层地震发生断裂错动时在地面上的变形。1976年唐山地震,错断公路和桥梁,水平位移达到1米多,垂直位移达到几十厘米。地裂缝:按一定方向规则排列的构造地裂缝多沿发震断层及其邻近地段分布。是地下岩层挤压、拉伸的结果。整理ppt5.12 汶川地震地面开裂整理ppt2、地面
3、变形的破坏作用 地倾斜是指地震时地面出现的波状起伏。1906年4月18日清晨5点发生在美国的旧金山8.3级地震,使街道严重破坏。很多楼房因地面波状起伏而倒塌。1906年旧金山地震资料:1906年4月18日早上5时15分,一场强度为里氏8.3级的大地震袭击了旧金山。这场大地震仅仅持续了75秒钟,之后的旧金山几乎一片瓦砾,更加可怕的是,地震过后不久一场大火燃起,使震后的旧金山雪上加霜。整理ppt3、地震促使软弱地基变形、失效破坏 地基失效:一般指可触变的软弱粘性土地基,以及可液化的饱和砂土地基。它们在强烈的地震作用下,由于触变或液化,承载力大大降低或消失。软弱地基失效时,会发生很大的变位或流动,及
4、不均匀沉陷,严重地破坏建筑物。触变由外力触动而使粘性土突然液化变为悬浮的现象。整理ppt地基失效 地震的晃动使表土下沉,浅层的地下水受挤压会沿地裂缝上升至地表,形成喷沙冒水现象。大地震能使局部地形改观,或隆起,或沉降。使城乡道路坼裂、铁轨扭曲、桥梁折断。在现代化城市中,由于地下管道破裂和电缆被切断造成停水、停电和通讯受阻。煤气、有毒气体和放射性物质泄漏可导致火灾和毒物、放射性污染等次生灾害。在山区,地震还能引起山崩和滑坡,常造成掩埋村镇的惨剧。崩塌的山石堵塞江河,在上游形成地震湖。1923年日本关东大地震时,神奈川县发生泥石流,顺山谷下滑,远达5千米。整理ppt5.12大地震北川县城的破坏 据
5、相关专家分析,北川县城遭到毁灭性破坏的主要原因包括:1)是)是该地区发震断裂从整个县城通过;2)是)是县城附近的地震破裂位移大;3)是)是县城坐落在河滩松散堆积物上,场地效应和地基失效使破坏加剧;4)是)是大量山体滑坡和岩石崩塌使灾害更为严重。整理ppt北川县城的山体滑坡 据相关专家介绍,除强震作用力之外,大面积山体滑坡的次生灾害给房屋带来了毁灭性破坏:山体滑坡造成北川县城老城区近1/3几乎被埋没,新城区将近1/4被埋没、破坏。事实上,对于发生在山区的地震而言,山体滑坡始终是加重灾情的最主要原因,不论是城镇房屋还是农村房屋,不论是什么年代建造的房屋,也不论是按什么设防标准设计施工的房屋,还不论
6、是房屋、道路、桥梁或市政基础设施等都遭受严重破坏,造成大量人员伤亡。山体滑坡次生灾害破坏规律在山区县镇非常典型和普遍。又据甘肃省某重灾县的人员伤亡统计数据,全县共有15人在汶川地震中遇难,其中12人是由于山体滑坡、泥石流等次生灾害造成的。目前,在汶川大地震的失踪人员中,被山体滑坡掩埋占相当比例。整理ppt北川县城的地基液化地基液化 北川县城的部分地区坐落在河滩松散堆积物上,地震发生后,容易引发强烈砂土液化,导致房屋震陷破坏。在这类破坏中比较典型的是映秀镇,因其建在岷江河滩松散堆积物上,场地效应和地基失效使破坏加剧,一些建筑出现地表开裂、地基液化、震陷的破坏。尽管与前两种破坏原因相比,地基液化具
7、有特殊性,但在建(构)筑物设计阶段是否考虑砂土液化对房屋抗震安全的影响,在几度抗震设防烈度区域考虑等问题,都需要在房屋震害研究中加以归纳分析。整理ppt4、地震激发的滑坡、崩塌与泥石流 5.12汶川地震所触发的滑坡、崩塌、泥石流等次生地质灾害总数达5万处,严重受灾区共有34处大型堰塞湖以及71处小型堰塞湖,病险水库1996处,有溃坝险情的水库69座。次生地质灾害对12座县城、近100所学校以及大量集镇、居民聚居点、工矿企业、旅游景区近64万人的生命的财产安全构成了严重威胁。2008年5月12日汶川强震,震中在距离都江堰不到30km的映秀镇。由于地震震中所处的特殊地形地貌条件,使得这次地震诱发了
8、大量的地震崩塌、滑坡、滚石,崩塌物堵塞道路严重影响了后面的救援工作。由于崩塌物堵塞江河而形成了多达34处堰塞湖,威胁了几百万的生命财产安全;地震导致崩塌、滑坡几乎掩埋了北川县老县城,掩埋村镇,导致众多伤亡。整理ppt8.6.2 场地和地基地震效应岩土工程勘察的任务(1)根据国家批准的地震动参数区划和有关规范,提出勘察场地的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计特征周期分区。(2)在抗震设防烈度等于或大于6度的地区进行勘察时,应划分对抗震有利、不利和危险地段,划分场地类别。当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度资料时,应确定场地的反应谱特征周期。(3)当场地内有发震断裂时,应对断裂的工程影响进行评价。整
9、理ppt8.6.2 场地和地基地震效应岩土工程勘察的任务(续)(4)对需要采用时程分析的工程,应根据设计要求,提供土层剖面、覆盖层厚度和剪切波速等有关参数。当任务需要时,可进行地震安全性评估或抗震设防区划。(5)进行液化判别。液化可能性判别、液化等级判定。当抗震设防烈度等级为6度时,可不考虑液化的影响,但对沉陷敏感的乙类建筑,可按7度进行液化判别。甲类建筑需按本区的设防烈度提高1度计算。当为8、9度时,需进行专门的液化研究。整理ppt勘察的任务(续)(6)在地震设防烈度等于或大于7度的厚软土分布区,宜判别软土震陷的可能性和估算震陷量。(7)场地或场地附近有滑坡、滑移、崩塌、塌陷、泥石流、采空区
10、等不良地质作用时,应进行专门勘察,分析和评价它们在地震作用时的稳定性。(8)提出抗液化措施的建议。整理ppt甲类 特殊设防类:指使用上有特殊设施,涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果,需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。对于特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。整理ppt乙类 重点设防类:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑,以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要
11、提高设防标准的建筑。简称乙类。对于重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。整理ppt丙类 标准设防类,按本地区抗震设防烈度标准要求进行设防的建筑。简称丙类。应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。整理ppt丁类 适度设防类:指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害,允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称丁类。适度设防类-允许比本
12、地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。整理ppt二、活动断裂与地震活动断裂与地震 1.全新活动断裂:是指在全新地质时期(一万年)内有过地震活动或近期正在活动,在将来(今后一百年)可能继续活动的断裂;2.发震断裂:是指全新活动断裂中,近期(500年来)发生过地震,且震级M 5级的断裂,或在未来100年内,推测可能发生M 5级的断裂;3.非全新活动断裂:一万年以前活动过,一万年以来没有发生过活动的断裂;4.地裂:又分为构造地裂及重力性(非构造性)地裂。整理ppt三、强震区的场地与地基三、强震区的场地与地基 抗震
13、设防的基本原则是“小震不坏、中震可修、大震不倒”,。1)特殊设防类:指使用上有特殊设施,涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果,需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。2)重点设防类:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑,以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要提高设防标准的建筑。简称乙类。整理ppt三、强震区的场地与地基(续)三、强震区的场地与地基(续)3)标准设防类:指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑。简称丙类。4)适度设防类:指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害,允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称丁类。整理
14、ppt四、确定场地土类型和建筑场地类别 1、按表4-5-5划分对建筑抗震有利、一般、不利或危险的地段。A、有利地段:稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等。B、一般地段:不属于有利、不利和危险的地段;C、软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘,陡坡,陡坎,河岸和边坡的边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(含故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基),高含水量的可塑黄土,地表存在结构性裂缝等。D、危险地段:地震时可能发生滑坡、崩塌、地箔、地裂、混石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位。整理ppt2010年多选题 按照建筑抗震设计规范(GB5001
15、1-2010),选择建设场地时,下列哪些场地属于抗震危险地段(AC )(A)可能发生地陷的地段;(B)液化指数等于12的地段;(C)可能发生地裂的地段;(D)高耸孤立的山丘;整理ppt2、建筑场地覆盖层厚度的确定 1)一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定。2)当地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土层翦切波速2.5倍的土层,且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于400m/s时,可按地面至该土层顶面的距离确定。3)剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体,应视同周围土层。4)土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体,其厚度应从覆
16、盖土层中扣除。整理ppt3、土层的等效剪切波速 tdvse/0nisiivdt1式中:se土层等效剪切波速(m/s);dc计算深度(m),取覆盖层厚度和20m两者的较小值;t剪切波在地面至计算深度之间的传播时间;di计算深度范围内第i土层的厚度(m);sei一计算深度范围内第i土层的剪切波速(ms);n计算深度范围内土层的分层数。整理ppt例题 某建筑场地土层分布及实测剪切波速如下表所示,试求计算深度范围内土层的等效剪切波速。层序 岩土名称 层厚,m 实测剪切波速(m/s)1填土 2.01502粉质黏土 3.02003淤泥质粉质黏土 5.01004残积粉质黏土 5.03005花岗岩孤石 2.0
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