第二章修改

危险地段
冲积地的土质松软， 水边地区的地下水 位较高，土质也较松软， 地震时容易塌陷，如果此 地震时容易产生土层滑 处有地下水层，还容易发 动或地层液化。 生液化。
填补的地基，常因 土层密实度不足，导致 建筑物在地震时产生倾 斜、沉陷。
临近悬崖，容易滑落
地震引发泥石流
地震引发的地裂
2.2.1.2. 场地土层的固有周期与场地的地震效应 a. 场地土层的固有周期 场地土层的固有周期的简化计算公式为
2. 天然地基地震作用下的承载力验算 规范规定：基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下式 要求
N
p f aE pmax 1.2 f aE
M
b' 0.85b
式中 p
---基础底面平均压力（kPa)
平均压应力
b NM
pmax---底面边缘最大压力(kPa)
faE---地基土抗震允许承载力(kPa)
为坚硬土层； 为中硬土层； 为中软土层； 为软弱土层。
vs ＞140m╱s
单一土层： 根据vs由判别标准得出。
多层土层：先按下式计算 vsm ，再由判别标准得出。
v sm
d
d
i 1
n
i
/ v si
（2-1）
式中
d ——计算深度，取覆盖层厚度和20m两者的较小值； n ——计算深度范围内土层的分层数； vsi ——计算深度范围内第j层土的剪切波速(m／s)； di ——第i层土的厚度。
2.1.1 场地的类别划分
a. 抗震规范将建筑场地划分成四个类别：坚硬、中硬、中 软及软弱。考虑因素为：上部土层覆盖层厚度及土层的刚度。 b.土层的刚度可用剪切波的传播速度来确定（根据波在坚 硬物体中的传播速度大于软弱物体中的传播速度）。 判别标准：
vs ＞500m╱s
500≥ vs ＞250m╱s 250≥ vs ＞140m╱s
高宽比大于4的高层建筑，在地震作 用下基础底面不宜出现拉应力；其它建
筑，基础底面与地基土之间零应力区面
积不应超过基础底面面积的15%。
平均压应力 ≤ 0.15b ≥ 0.85b
3. 地基土抗震承载力确定 地基抗震承载力在静力设计承载力基础上调整。地基抗震承 载力调整的因素有： （1）建筑物对原来地基的压实作用； （2）土体的动力强度大于其静力强度； （3）土体在地震作用下承载力的可靠度可低于一般情况下 的可靠度。
土层剪切波速 u＞500 500≥u ＞250 250≥u＞140
软弱土
u≤140
e.场地类别由剪切波速和覆盖层厚度两条件确定，因为不同
场地上的地震动，其频谱特征有明显的差别。 <抗震规范>依这 两条件将场地划分为4个不同的类别，见下表。
等效剪切 波速(u) u >500 500≥u>250 250≥u>140 场 地 类 别
2.2.2 地基抗震设计原则
从震害调查得知，建筑很少因地基承载力不足而破坏，只 有软弱或不均匀地基上的建筑因地基而失效。所以应根据地质
和震级烈度进行地基承载力的抗震验算并采取必要的抗震措施。
（1）软弱地基上的建筑：软弱地基最大的缺陷是其在动力 条件下的不稳定（造成承载力的丧失或破坏，产生严重的不均 匀沉陷），需采用必要的地基加固措施。 （2）一般地基上的建筑 可不进行地基及基础抗震承载力验算的建筑： a 砌体结构（含内框架、底层框架砌体结构）； b 承力范围内土层中没有软弱土层的单层厂房、多层工业及
烈度 8 9
建筑抗震设防类别
甲
专门研究 专门研究
乙
3来自百度文库0m 500m
丙
200m 300m
丁
__ __
§2.2
天然地基的抗震验算
概述
2.2.1. 为两种类型：
从破坏性质和工程对策角度，地震对结构的破坏作用可分 场地和地基的破坏作用一般是指造成建筑破坏的直接原因 是由于场地和地基稳定性引起的。场地和地基的破坏作用大致
I类
0 <5 <3
Ⅱ类
----≥5 3—50
Ⅲ类
-------->50
Ⅳ类
-------------
u≤140
<3
3—15
15—80
>80
对于计算深度以下存在有软弱夹层的情况，应适当降低场地 类别，因为此种情况下，场地的低频部分的地震波将得以放大。
f.断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活动有关。
2.3.2 影响场地土液化的主要因素：
唐山地震时，唐山市严重液化地区喷水高度可达8米，厂房
沉降可达1米。天津的海河故道及新近沉积土地区有近3千个喷 水冒砂口成群出现。有时地面运动停止后，喷水现象可持续30
分钟。
液化使建筑物产生下列震害： 1.地面开裂下沉使建筑物产生过渡下沉或整体倾斜； 2.不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁板等水平构 件及其节点破坏，使墙体开裂和建筑体形变化处开裂； 3.室内地坪上鼓、开裂，设备基础上浮或下沉。
有地面破裂、滑坡、坍塌等；一般可通过选择场地和地基处理
来减轻这种地震的破坏作用。 场地的地震动作用是指由于强烈地面运动引起地面设施振
动而产生的破坏作用。合理的进行抗震和减震设计和采取减震
措施是减轻地震灾害的主要途径。 为此要确定工程场地的设计地震动参数。
2.2.1.1 建筑场地的选择
建筑场地的影响：工程地质条件对地震破坏的影响很大。常
民用框架结构；
c 规范允许可不进行上部结构抗震验算的结构。
2.2.3 地基基础抗震设计
地基基础抗震设计是通过选择合理的基础体系和抗震验算 来保证其抗震能力的。
1. 地基基础抗震设计的一般要求
a. 同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上； b. 同一结构单元不宜部分采用天然地基而其他采用桩基； c. 地基有软弱土、可液化土、新填土或严重不均匀土时， 宜加强基础的整体性和刚性； d. 根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验 算时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响，使 之能反映地基基础在不同阶段上的工作状态。
有地震烈度异常现象，即“重灾区里有轻灾，轻灾区里有重灾” 产生的原因是局部地区的工程地质条件不同。 各类地段划分表
地段类别
有利地段 不利地段
地质、地形、地貌
稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等 软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡， 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 （如故河道、疏松的断破裂带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基）等 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上 可能发生地表错位的部位
d．场地土层的三个基本要素：
覆盖层厚度、土层的剪切波速、岩土阻抗比；其中岩土阻 抗比影响地面振动的放大效应，其余主要影响振动的频率
特性。
e. 场地的覆盖层厚度 场地的覆盖层厚度定义为基岩面至地表的垂直距离；但基 岩面的确定与地面下的地质结构有关。 地下基岩面至地表面的距离：基岩面定义为面下土层的剪 切波速大于或等于面上土层剪切波速的2.5倍且下面无剪切波 速小于400m/s的岩层或地下基岩或剪切波速大于500m/s的岩土 层上表面至地表面的距离。 剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层； 土层中的硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。
地基土抗震承载力调整系数
岩土名称和性状 岩石，稍密的碎石土，密实的砾、粗、中砂， f k 300kPa 的粘性土和粉土 中密、稍密的碎石土、砾、粗、中砂；密实和中密的细、粉砂， 150 kPa f k 300 kPa 的粘性土和粉土 稍密的细、粉砂， 100kPa f k 150kPa的粘性土和粉土，新近沉 积的粘性土和粉土 淤泥，淤泥质土，松散的砂，填土
f aE a fa
（2-5）
Pud / K d Pud K s a R K Pus / K s Pus K d
式中 f aE ---调整后的地基抗震承载力设计值 a ---地基抗震承载力调整系数 f a ---深宽修正后的地基承载力特征值，按《建筑地基 基础设计规范》GB50007采用
310 520
2.2.1.3 地基的震害与建筑地基的抗震要求
a.建筑地基的抗震要求：
上部结构的内力分布对地基稳定性是比较敏感的，因此确 保地震时地基基础在上部结构的竖向作用和水平地震作用以及
倾覆力矩下而不发生过大变形和不均匀沉降是地基基础抗震设
计的基本要求。 b. 天然地基的震害特点 1.高压缩性饱和软粘土和承载力较低的淤泥质土在地震中 产生不同程度的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏； 2.杂填土、回填土和冲填土等松软填土地基，土质松软且 承载力较低，易产生沉陷，使结构开裂； 3.沟、坑、古河道、坡地办挖半填等非匀质地基在地震中 的不均匀沉降或地裂缝引起上部结构破坏。
a
1.5
1.3
1.1 1.0
§2.3 场地土的液化与抗液化措施
2.3.1 场地土的液化现象与震害
处于地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒结构受到地震 作用时将趋于密实，使空隙水压力急剧上升，而在地震作用的短
暂时间内，这种急剧上升的空隙水压力来不及消散，使原有土颗
粒通过接触点传递的压力减小，当有效压力完全消失时，土颗粒 处于悬浮状态之中。这时，土体完全失去抗剪强度而显示出近于 液体的特性。这种现象称为液化。液化的宏观标志是在地表出现 喷砂冒水。 液化的震害：喷水冒砂淹没农 田，淤塞渠道，淘空路基；沿河岸 出现裂缝、滑移，造成桥梁破坏， 等等。
4 hi 4H 单一土层时 T 多层土时 T v i 1 si vs
n
（2-3）
H ---覆盖层厚度
n ---土层总数
vsi ---i 层剪切波速
vs ---土的剪切波速 hi ---i 层厚度
b.场地的地震效应
场地土对于从基岩传来的地震波具有放大作用。
坚硬土层上的刚性建筑、软弱土层上的柔性建筑物将产 生严重破坏。
c.剪切波速的测量:难度大,费用高,周期长,仅用于甲类建筑
d. 由于实际工程中，场地各土层的剪切波速不易测得或测
试费用较高，为此可利用场地的地质勘查资料，根据不同岩性 土层的坚硬程度按下表估计土层的剪切波速， 土的类型划分和剪切波速范围
土的类型 坚硬土 中硬土 中软土
岩土名称和性状 稳定岩石、密实的碎石土 中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中 砂，的粘性土和粉土，坚硬黄土 稍密的砾、粗、中砂，细粉砂， f ak ≤200的粘 性土和粉土， f ak ≥130的填土、可塑黄土 淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土 和粉土, f ak ≤130的填土，流塑黄土
发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，使建筑物
遭受较大的破坏，属于地震危险地段。设计或建造建筑物时应 注意避开。
与地下断裂构造直接相关的地裂
受发震断裂带应力场控制所产生的地裂
场地内存在发震断裂带时，应对断裂的工程影响进行评价，
并应符合下列要求： 1. 对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂带错动对地面 建筑的影响： 1）抗震设防烈度小于8度 ； 2）非全新世活动断裂带； 3）抗震设防烈度为8度和9度时，前第四纪基岩隐伏断裂带的 土层覆盖厚度分别大于60m和90m。 2. 如不符合上述规定，应避开主断裂带。其避让距离不宜小于 下表对发震断裂带最小避让距离的规定。 发震断裂带的最小避让距离(m)
钻孔土层资料表
土的 名称 层底 深度(m) 土层 厚度(m) 剪切波速 m/s 土的 名称 淤泥质粘土 层底 深度(m) 土层 厚度(m) 剪切波速 m/s
砂
淤泥质粘土 砂
9.5
9.5
170
60.1
16.5
200
37.8 43.6
28.3 5.8
130 240
细砂 砾混粗砂
63 69.5
2.9 6.5
第二章 场地与地基
§2.1 场地划分与场地区划
2.2.1 场地及地震效应
a. 场地:
建筑物所在地，大体相当于厂区、居民点和自然村的范围。
b. 影响建筑物震害的因素:
地震类型、结构类型、下卧层的构成、覆盖层厚度。
c．场地土层的作用： 放大与土层固有频率一致或相近的波，衰减或滤掉与土层固 有频率相差较大的波，造成不同地质构成的场地上的建筑在 同一地震作用下的损害也不同。
例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建 筑场地的类别。 解： （1）确定地面下20m表层土的场地土类型
d0 d0 20 vse n 146.36m/s d i 9.5 / 170 10.5 / 130 t v i 1 si
中软土层
d 0 63m （2）确定覆盖层厚度 （3）确定建筑场地类别：属于Ⅲ类场地