第7章区域稳定性

7.3 砂土液化(Sand-Soil Liquefaction)
地震砂土液化机制 砂土： = tan 饱和砂土：=(-u0) tan = 0´ tan
孔 隙 水 压 力 u
剪 切 应 力
u
uN-1
uN 时间
2 N-1
2 N 时间
=[-(u0+u)]tan =(-u)tan
乐甫波(Q波)
7.2 地震
震级
M=ห้องสมุดไป่ตู้ogA
logE=11.8+1.5M
地震烈度：某一地区地面和多类建筑物遭受一次 地震影响的强烈程度。
- 基本烈度：在一定时期内，一个地区可能遭遇到的最 大地震烈度。全国地震烈度图即为全国基本烈度区划图。 - 设防烈度：一个地区经过有关部门批准的设防依据。 一般按地震区划图中的基本烈度采用，但不一定等于基 本烈度。对于一个地区，各类建筑物的设防烈度相同。 - 设计烈度：针对一个具体建筑物而言，根据建筑物的 重要性的不同而提高或降低。
7.1 活断层
地球化学分析
地震活动及观测测量
形变测量
浅层地震勘探和地质雷达扫描
7.2 地震(earthquake)
7.2 地震
7.2 地震
7.2 地震
地震基础知识 地震—地壳表面岩层中弹性波传播所引起的震动。 地震波
地震波
体波 纵波(P波)：vp＝1.67 vs 横波(S波) 瑞雷波(R波): vR＝0.914 vs 面波
地基失效造成建筑物破坏
7.2 地震
场地地质条件对震害的影响
岩土性质：地震刚性的岩土，实际烈度就小。
水文地质：地下水埋藏愈浅，地震烈度增加愈高。 地质构造、地貌
7.3 砂土液化(Sand-Soil Liquefaction)
7.3 砂土液化(Sand-Soil Liquefaction)
7.2 地震
－ 常遇烈度：结构在此烈度作用下处于小震不 坏的弹性阶段。一般比设防烈度约低一度半 设防烈度：结构在此烈度作用下处于弹塑性 阶段。相当于基本烈度。
-
罕遇烈度：结构在此烈度作用下处于大震不 倒的弹塑性阶段。一般比设防烈度高一度弱
7.2 地震
地震活动规律
地震主要与活动性断裂带或与这种活动性断裂 带的一些特殊部位相联系
7.1 活断层 综合分类《岩土工程勘察规范》(GB50021-94) 断层分级 Ⅰ 强烈全新 活动断层 Ⅱ 中等全新 活动断层 活动速率 v(mm/y) v≥1 中或晚更新世以来 活动，全新世以来 活动强烈 中或晚更新世以来 1>v≥0.1 有活动,全新世以来 活动较强烈 V<0.1 全新世以来有微弱 活动 活动时代及活动性 地震强度M M≥7
地震活动表现为时强时弱的阶段性或周期性
强震活动常沿活动构造带(构造体系)依次迁移 或往返跳动 地震区域里强震与弱震、大震与小震之间，往 往存在着时空关系
7.2 地震
地震效应—在地震作用影响所及的一定范围内， 于地面出现的各种震害和破坏。
振动破坏效应
7.2 地震
地面破坏效应
断裂效应 斜坡效应 地基效应 地震断层、地震裂缝 崩 塌、剥 落、滑 坡 坍 滑、流 滑、泥石流 沉降、砂土液化、塌陷
地面沉降的产生条件 - 地质、水文地质条件
疏松的多层含水体系，承压含水层的水量丰 富，开采层顶、底板，有厚层的正常固结甚 或欠固结的可压缩性粘土层.
- 土层内的应力转变条件 承压水位大幅度波动式的趋势性降低.
地面沉降的人工控制问题 - 人工回灌或限制开采量
思
考
题
名词解释：活断层、地震效应、砂 土液化、地面沉降 简述砂土液化的机制、形成条件。 简述地面沉降的机制、产生条件。
砂土液化防治措施
桩基法 桩基伸入液化深度以下稳定土层中的长
度(不包括桩尖部分)：碎石土、砾、粗 中砂、坚硬粘性土≥50cm，其它非岩石 土≥2m。
深基础 基础底面埋入可液化深度以下稳定土层
中的深度≥50cm。
加密法
7.4 地面沉降(Ground Subsidence)
地面沉降：由于过度抽取地下水而使地面发生降 落的现象。
7.3 砂土液化(Sand-Soil Liquefaction)
砂土液化形成条件 岩土条件：可液化砂层（砂土和粉土)。 液化土层埋深、地下水埋深及地貌：液化层＜ 9m，地下水埋深＜4m，地势低平。 地震强度和历时：一定条件下，地震强度愈大， 震动历时愈长，砂土愈容易液化。
7.3 砂土液化(Sand-Soil Liquefaction)
7>M≥6
Ⅲ
微弱全新 活动断层
M<6
7.1 活断层
活断层识别方法与标志
遥感分析 1) 断层崖壁(陡崖)、陡坎； 2) 水系变化、河流弯曲、错动等； 3) 山脊错动、扭曲等； 4) 河流阶地的变化，洪积扇叠置或错动； 5）一系列的湖泊、洼地呈串珠状排列。 地貌学分析 地形陡崖、洪积扇叠置或错动；河流 ‘裂 点’， 河流、山脊位错。 地质学方法 断层面或破裂面；新火山岩体，温泉，湖泊分 布，植物异常。
我国： - 第四纪 - 晚第三纪 - 新生代以来的断层
7.1 活断层
级
按滑动速率分类
别 AA A B C 0.1>S ≥ 0.01 100>S ≥ 10 1０>S ≥ 1 1>S ≥ 0.1
平均活动速率 S
( mm / year)
按切穿深度分类（张文佑、黄汲清）
-
岩石圈断裂 地壳断裂 基底断裂 盖层断裂
7.4 地面沉降(Ground Subsidence)
7.4 地面沉降(Ground Subsidence)
7.4 地面沉降(Ground Subsidence)
7.4 地面沉降(Ground Subsidence)
地面沉降的形成机制和形成条件

形成机制
ps
σ
pw
σ= ps+ pw
7.4 地面沉降(Ground Subsidence)
第３篇 工程地质问题
区域稳定性 斜坡稳定性 地下洞室围岩稳定性 地基岩体稳定性 场地渗透稳定性 岩溶 泥石流 地应力
第7章 区域稳定性
♪ ♪ ♪ ♪ 活断层 地震 砂土液化 地面沉降
7.1 活断层
非活动断层 -最近地质时期未曾活动过，不远将来 可能不活动，或其活动对工程无危害的断层。 一万年以来没有发生任何形式活动的断层。
工程活动断层 -第四纪以前形成的断裂(层)，在第 四纪晚期活动过，在工程运行期可能活动并影 响到工程安全的断裂(层)。
7.1 活断层
活断层分类
•
按力学性质分类
正断层 逆断层 左旋走滑断层 右旋走滑断层
倾滑断层
断层
走滑断层 (或平移断层)
按活动时代分类 美国地质调查所（1978）： -历史时期活断层； -全新世活断层； -第四纪后期活断层； -第四纪活断层； -新生代后期活断层； -新生代活断层。
7.3 砂土液化(Sand-Soil Liquefaction)
砂土液化的概念 饱水的松散砂受到振动时砂体有变密趋势。 如果砂粒很细，透水性不良，瞬时振动必然 使砂体中孔隙水压力上升，使砂粒之间的有 效正应力随之而降低。当孔隙水压力上升到 使砂粒间有效正应力降为零时，砂粒就完全 悬浮于水中，砂体也就完全丧失了强度和承 载能力，这就是砂土液化.