地震地质灾害评估

第十二章 地震地质灾害评估
12.1 概述
地震地质灾害主要包括砂土液化、软土震陷、 岩土体崩塌、滑坡、泥石流和强震地面断裂等 诸方面。宏观经验判断是在总体上把握地震环 境和场地条件的基础上对强震地质灾害的定性 评估，而模拟分析是对宏观经验的定量化。
12.2 砂土液化评估
砂土液化是饱和砂土，尤其是饱和松 散的粉细砂，在地震动的作用下，由于 趋于密实，空隙水压力急剧增加，固体 颗粒瞬间处于悬浮状态重新排列，暂时 失去地基承载力的现象。 砂土液化常常会引起地面裂缝、不均 匀沉陷、喷砂冒水和局部滑移等地面破 坏现象，导致地基失效，加重震害。
抗震规范中对软土震陷的经验评估方法
我国建筑抗震设计规范（GB50011‐2001）规定：地基主要受力层范围 内存在软弱粘性土层与湿陷性黄土时，应结合具体情况综合考虑，采 用桩基、地基加固处理或其它各种措施，也可根据软土震陷量的估 计，采取相应措施。 • 我国构筑物抗震设计规范（GB50191‐93）中规定：8度和9度，地基范 围内存在淤泥、淤泥质土且地基静承载力标准值8度小于100 kp a 、9 度小于120 kpa 时，除丁类构筑物或基础底面以下非软土层厚度符合 下表规定的构筑物外，均应采取措施，消除软土地基震陷影响。这里 给出了8度和9度时，地基承载力和基础底面以下非软土层厚度的规定。 •
砂土液化宏观经验总结
• 砂土液化多发地段有规律可循，大量震例中得到证明。 • 砂土液化场地的地质特点：地质构造部位主要为第四纪以 来尤其是全新世沉降区、堆积的饱和松散的粉细砂和粉 土，有时这些易液化的土层与淤泥类土和软粘土互层产 出；液化土层的工程特点是厚度大、埋藏浅、水位高且结 构松散，对震动极为敏感。 • 影响砂土液化的主要因素：砂土液化既与砂土自身的特点 有关，又与地震动的强度与持续时间等因素有关。对同一 类砂土而言，随着地震动强度的增大、持续时间的增长， 液化程度也随之提高，液化震害也越严重。在相同的地震 作用下，砂土越密实，埋藏越深，地下水位越低，粘土颗 粒越多，液化的可能性就越小，液化程度也就越低。 • 砂土液化对震害影响的两重性：砂土液化有加重震害的一 面，在一定条件下，也有隔震和减轻地震灾害的作用
基础底面以下非软土层厚度 （m） 8 ≥b,且≥5 9 ≥1.5b,且≥8 b为基础底面宽度。 烈度
•
《岩土工程勘察规范》（GB50021‐2001）规定：抗震设防烈度等于或 大于7度的厚层软土分布区，宜判别软土震陷的可能性和估算震陷量。 怎样判别和估算震陷量也没有具体说明。
12.4 强震引起的崩塌、滑坡和泥石 流评估
cri
液化等级
液化等级
判别深度为 15m 时 的液化指数 判别深度为 20m 时 的液化指数
轻微
0< I LE ≤5 0< I LE ≤6
中等
5< I LE ≤15 6< I LE ≤18
严重
I LE >15 I LE >18
抗液化措施
• 当液化土层较平坦且均匀时，宜按下表选用地基 抗液化措施；不宜将未经处理的液化土层作为天 然地基持力层。
或部分 部分消除液化沉陷， 全部消除液化沉陷， 乙类
12.3 软土震陷评估
• 软土通常指淤泥、淤泥质土、饱和松散的粉细砂以及软粘 性土等。这些土层的含水量高，空隙比大，结构松散，处 于软流塑状态，具有高压缩性等特点。在我国多分布在湖 海岸边、江河下游漫滩、故河道、牛轭湖、三角洲等地势 低洼地带。 • 软土震陷是上述软弱土层在强地震作用下被压缩沉陷的现 象。震陷源于砂土液化和粘性土软化，是地基失效的一种 形式。在1976年唐山7.8级地震中，大量建筑物由于地基 震陷而破坏，其中不但包括大面积的砂土液化震陷，而且 包括大面积的软粘土震陷。 • 影响软土震陷的因素很多，主要包括地震烈度的高低、软 土厚度、埋藏深度、含水量、土层的软弱程度等。 • 软土震陷的评估主要来自地震现场调查取得的宏观经验和 实验室软土的土工试验数据。
设计地震分组 第一组 第二、三组 Ⅶ度 Ⅷ度 Ⅸ度 16 18 6（8） 8（10） 10（13） 12（15）
括号内的数值用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。
划分液化等级
对存在液化土层的地基，应探明各液化土层的深度和厚 度，按下式计算每个钻孔的液化指数，并按下表综合划分地 n 基的液化等级： Ni
砂土液化wenku.baidu.com初步判别
• d w ‐‐地下水位深度（m),按设计基准期内年平均最高水位 采用，也可按近期内年最高水位采用； • d u ‐‐上覆盖非液化土层厚度（m），计算时宜将淤泥和淤 泥质土层扣除； • d b ‐‐基础埋置深度（m)，不超过2m时应采用2m； • d 0 ‐‐液化土特征深度（m)，可按下表采用。
I LE =
∑
(1 −
i =1
N
) d iW i
I 式中 ‐‐液化指数； LE n—在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数； N i Ncri 、 ‐‐分别为i点标准贯入捶击数的实测值和临界值，当实测值 大于临界值时应取临界值的数值； d i ‐‐i点所代表的土层厚度（m)，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，但上界不高于地下水位深 度，下界不深于液化深度； Wi m −1 ‐‐i土层单位土层厚度的层位影响权函数值（单位为 ）。 若判别深度为15m，当该层中点深度不大于5m时应采用10，等于15m时 应采用零值，5～15m时应按线性内插法取值；若判别深度为20m，当该 层中点深度不大于5m时应采用10，等于20m时应采用零值，5～20m时 应按线性内插法取值。
砂土液化的初步判别
• 饱和的砂土或粉土（不含黄土），当符合下列条件之一时， 可初步判别为不液化或可不考虑液化影响： • ⑴ 地质年代为第四纪晚更新世（ Q）及其以前时， 7、8度 3 时可判为不液化； • ⑵ 粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒）含量百分率，7 度、8度和9度分别不小于10、13和16时，可判为不液化 ； • ⑶ 天然地基的建筑，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，可不考虑液化影响： du > d 0 + db − 2 d w > d 0 + db − 3 d u + d w > 1.5d 0 + 2d b − 4.5
建筑抗震 设防类别 轻微 或对基础和上部结 构处理 基础和上部结构处 丙类 理， 亦可不采取措施 地基的液化等级 中等 消除液化沉陷且对基础和 上部结构处理 基础和上部结构处理， 或更 高要求的措施 全部消除液化沉陷， 或部 分消除液化沉陷且对基 础和上部结构处理 丁类 可不采取措施 可不采取措施 基础和上部结构处理， 或 其他经济的措施 严重 全部消除液化沉陷
Ncr = N0[0.9 + 0.1(ds − dw)]
ρc
(ds ≤15 )
• 在地面下15～20m范围内，液化判别标准贯入捶击数临界 值可按下式计算： N = N (2.4 − 0.1d ) 3 ρ (15≤ d ≤ 20)
cr 0 s
c
s
砂土液化的进一步判别
• 式中 Ncr ‐‐液化判别标准贯入捶击数临界值； N 0 ‐‐液化判别标准贯入捶击数基准值，应按下表采 • 用； d s ρ c ‐‐饱和土标准贯入点深度（m）； • • ‐‐粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，应采用3。
饱和土类型 粉土 砂土 Ⅶ度 6 7 Ⅷ度 7 8 Ⅸ度 8 9
砂土液化的进一步判别
• 当初步判别认为需要进一步进行液化判别时，应采用标准 贯入试验判别法判别地面下15m深度范围内的液化；当采 用桩基或埋深大于5m的深基础时，尚应判别15～20m范围 内土的液化。当饱和土标准贯入锤基数（未经杆长修正） 小于液化判别标准贯入锤基数临界值时，应判为液化土。 • 在地面下15m深度范围内，液化判别标准贯入捶击数临界 值可按下式计算： 3
砂土液化的评估方法
我国的《建筑抗震设计规范（GB50011‐ 2001）》规定：“存在饱和砂土和饱和粉土 （不含黄土）的地基，除6度设防外，应进行 液化判别；存在液化土层的地基，应根据建 筑的抗震设防类别、地基的液化等级，结合 具体情况采取相应的措施”。液化判别可按以 下步骤进行：初步判别、进一步判别、划分 液化等级以及宜采用的抗液化措施。