【正文】 砂土振動液化問題 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 對于液化地基，要根據(jù)建筑物的重要性、地基液化等級的大小，針對不同情況采取不同層次的措施 （ 1）全部消除地基液化沉陷的措施 ? 四點 （ 2）部分消除地基液化沉陷的措施 ? 四點 。 5） 液化指數(shù)和液化等級的確定 iini cr iiLE dNNI ?)1(1????Hohai University 等級 ILE 地面噴水冒砂情況 當(dāng)建筑物危害程度的描述 輕微 0~5 地面無噴水冒砂，或僅在洼地、河邊有零星點 危害性小，一般不引起明顯震害 中等 5~15 可能性大，從輕微到嚴(yán)重均有，多數(shù)為中等 危害性較大，可造成和開裂 嚴(yán)重 ＞ 15 一般都很嚴(yán)重，地面變形很明顯 危害性大，不均勻沉降＞20cm， 高聳結(jié)構(gòu)可嚴(yán)重傾斜 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 167。 砂土振動液化問題 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 4） 基于室內(nèi)試驗的計算對比經(jīng)驗判別方法（自學(xué)） 凡是判別為可液化的土層，應(yīng)按現(xiàn)行國標(biāo)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定確定液化指數(shù)和液化等級。 砂土振動液化問題 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 3） 用實測的剪切波速判別（巖土工程勘察規(guī)范 GB500212022 ，僅適用于地面以下 15m深度范圍內(nèi) ） ? 當(dāng)實測 Vs＞ Vscr時，判別為不液化土或不考慮液化影響。 pso、 qco分別為地下水位 dw=2m， 上覆非液化土層厚度du= 2m時，飽和土液化判別比貫入阻力基準(zhǔn)值和液化判別錐尖阻力基準(zhǔn)值（ MPa）， ?pso、 qco可按下表取值： 抗震設(shè)防烈度 7度 8度 9度 pso （ MPa） ~ ~ ~ qco （ MPa） ~ ~ ~ Hohai University 167。 ?，但應(yīng)確?？椎撞粩_動、不涌砂，單幢建筑，試驗孔 ≮ 3個，標(biāo)貫點間距 1~； ? ?? ?cwscrddNN ? ???其中： N0標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗錘擊基準(zhǔn)數(shù) 烈度 7 8 9 近震 6 10 16 遠(yuǎn)震 8 12 18 Hohai University 167。 砂土振動液化問題 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 液化勢的復(fù)判條件 ? 應(yīng)采用室內(nèi)試驗、力學(xué)計算和原位測試相結(jié)合的方法 ? 當(dāng)初判為可能液化或需要考慮液化影響時進(jìn)行。 砂土振動液化問題 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 液化勢 （一個場地與地基在某個烈度的地震影響下是否發(fā)生液化的潛在可能性。 Hohai University 167。 可得： Hohai University 影響砂土液化的主要因素 167。 隨著孔隙水的不斷排出，顆粒之間的有效應(yīng)力逐漸增大，顆粒又重新接觸并開始傳遞應(yīng)力，組成新的骨架，砂土達(dá)新的平衡狀態(tài)。在砂土變密實的過程中，水必向外排出。 砂土振動液化問題 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 ??? tg??u?? 39。 砂土振動液化問題 Hohai University 由于液化引起的河道破壞 — 日本神戶 167。 主要影響 Hohai University 日本新瀉 1964年地震引起大面積液化 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 167。 砂土振動液化問題 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 一、砂土振動液化 Hohai University 167。39。 地基的最終沉降量計算 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 4）時間因素 5）參數(shù) a（土層附加應(yīng)力為梯形分布） 6）查表得土層平均固結(jié)度為 ，則加荷一年后的沉降量為： 2 52 ????? ?H tCT vv39。若土層的初始孔隙比 e1為，壓縮系數(shù) a為 *104kPa1，滲透系數(shù) k為 。 地基沉降與時間的關(guān)系 —— 土的單向固結(jié)理論 Hohai University 167。 對這類問題，先由土層的最終沉降量和 t時刻的沉降量計算出 t時刻的平均固結(jié)度，然后根據(jù)初始孔隙水壓力分布形式從圖中對應(yīng)曲線中查到相應(yīng)的時間因數(shù) ，再由下式求所需時間 t。 地基沉降與時間的關(guān)系 —— 土的單向固結(jié)理論 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 （ 2）已知土層最終沉降量，求土層達(dá)到某沉降 所需的時間。 地基沉降與時間的關(guān)系 —— 土的單向固結(jié)理論 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 工程計算中為了避免繁瑣的計算，根據(jù)上式將平均固結(jié)度 與時間因數(shù) 的關(guān)系繪制成圖（如右圖所示），應(yīng)用時查找兩者的對應(yīng)數(shù)據(jù)就可以了。 地基沉降與時間的關(guān)系 —— 土的單向固結(jié)理論 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 均布荷載下均質(zhì)土體單向固結(jié)的平均固結(jié)度公式 vTeU 42281?????Hohai University 固結(jié)度的應(yīng)用 —— 單面排水 167。 oz uuuuuU ???? 1001） —— z深度處土體的固結(jié)度； 2） —— 土體初始孔隙水壓力，其大小等于該點的附加應(yīng)力； 3） —— t 時刻該點的孔隙水應(yīng)力 。 地基沉降與時間的關(guān)系 —— 土的單向固結(jié)理論 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 固結(jié)度是指在某一附加應(yīng)力作用下，經(jīng)某一時間 t后，土體發(fā)生固結(jié)或孔隙水壓力消散的程度。 數(shù)學(xué)模型 0 ? z ? H: u=p z=0: u=0 z=H: ?u??z?? 0 ? z ? H: u=0 2v 2uuCtz?????0t? ??? t0 ??t基本微分方程： 初始邊界條件： 微分方程的解： 反映孔隙水壓力的消散程度－固結(jié)程度 v22 T4m1mt,z eH2zms i nm1p4u ???????? ???? ?????? ??＝＝167。? d z d ttumdV v ???則 由于飽和土體體積的減小等于凈流出數(shù)量，即 dV=dQ, tumzq v????? 2v 2uuCtz?????zukzhkkiq w ??????? ?Hohai University vv 2CTtH?時間因數(shù) m＝ 1， 3， 5，7 地基沉降與時間的關(guān)系 —— 土的單向固結(jié)理論 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 wwvv aekmkC??)1( 0???22zuCtuv ?????其中：土體固結(jié)系數(shù) 為： vC單位： cm2/s 推導(dǎo)過程要求掌握 Hohai University 固結(jié)方程的推導(dǎo) 設(shè)在固結(jié)過程中某一時刻 t,從單元頂面流出的流量為 q，從底面流入的流量將為 于是，在時間 dt內(nèi)，流入與流出該單元體的水量之差 dQ為 167。 167。 地基的最終沉降量計算 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 4）確定前期固結(jié)應(yīng)力，推求現(xiàn)場壓縮曲線 k P ap c 1 1 5?111001 ????? ppCee c5）計算沉降量 iiicini iipppCeHS111 0lo g1 ???? ???????? ?????????? ???? 140 36140l 50090 6790l 50062 514 112022 ????? ppCee c? ? ???cC由卡薩格蘭德方法得到粘土層的前期固結(jié)應(yīng)力 pc與已求得的粘土層中心處的自重應(yīng)力相等，所以該土為正常固結(jié)土。 （答案 ） Hohai University 167。從粘土層中心部位取樣做室內(nèi)壓縮試驗得到壓縮曲線，如圖所示。 地基的最終沉降量計算 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 例題 42 有一 倉庫，基礎(chǔ)面積為 *， 堆載 P=100kPa。39。 地基的最終沉降量計算 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 （ 2）新增附加應(yīng)力 引起的孔隙比改變量 欠固結(jié)土的沉降計算 （ 1）土體在自重應(yīng)力 下繼續(xù)固結(jié)引起的 孔隙比改變量 ciiciippCe 139。39。 地基的最終沉降量計算 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 （ 2）附加應(yīng)力增量 大于 即 超固結(jié)土的沉降計算 —— 考慮下列兩種情況 p? )( 1ppc ?)( 1ppp c ???第 i分層的土層在 作用下，孔隙比將先沿著現(xiàn)場再壓縮曲線 b1 b減小，再沿著現(xiàn)場壓縮曲線 bc減小，其改變量為： p?)log (139。 地基的最終沉降量計算 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 （ 2）地基總沉降計算公式為 正常固結(jié)土的沉降計算 )lg (11 p ppCe c ?????（ 1）按右圖計算孔隙比的變化量， 即 iiicini iiini iinii pppCeHHeess111 01 01lg11 ????? ???? ??????Hohai University 167。 地基的最終沉降量計算 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 1）選擇沉降計算斷面和計算點，確定基底壓力（ 基底凈壓力 ） 2）分層并計算各分層面的自重應(yīng)力及土層平均自重應(yīng)力 ； 3）計算地基各分層面的豎向附加應(yīng)力及土層平均附加應(yīng)力； 4）用卡薩格蘭德方法，根據(jù)室內(nèi)壓縮曲線確定前期固結(jié)應(yīng)力 并判定土層屬于正常固結(jié)土、超固結(jié)土或欠固結(jié)土；推求現(xiàn)場壓縮曲線； 5）對不同土層分別用不同的方法求各分層的壓縮量，然后，將其總和，及為總沉降量。 ③ 過 b1點作斜率為 Cc的直線，與 pc作用線交于 b點， b1b為現(xiàn)場再壓縮曲線； ④ 過 作水平線與 elgp曲線交于點 c； 167。 地基的最終沉降量計算 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算 Hohai University 假定 ： ① 土取出地面后體積不變，即（ e0,p1） 在原始再壓縮曲線上； ② 再壓縮指數(shù) Cc 為常數(shù)； ③ ，不受擾動影響。 由假定①可知， b點必然位于原狀土的現(xiàn)場壓縮曲線上； ③ 以 在壓縮曲線上確定 c點，由假定②知