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4.4【 :可液化?场地
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4.4.1 本!条,规定主要依》。据液化场《地的震害调》查结果多数资—料,表明:抗震设防地震动分档!0.05g区—的液:化对一般城》市轨道交通结构【物所造成的震害是】比较轻?的所以规定抗震设】防地震动分档0【.05g时一般【情况下可不》进行液化《判别和?处理但对液化沉陷】敏感的城《。市轨道交通结构【。物可按抗震设防地震!动分档0.10【(0.15》。)g的要求进行【判别和?处理
4!.,4.2 饱—和松砂和饱和粉土属!于可:液化土层这》已经被?历次地震《的震害调查结果所证!实汶:川地震砂《土液化现场考察【发现10余处液化地!点有砂砾石》喷出:最大直径为3cm】~10?c,。m并通过《勘察验证了砂砾层】液化现象《的存在;分》析现场?。。考察资料发现液【化砂砾土《的平均粒径0—.4m?m~10mm不【均匀系数3~20】曲率系数0.3~】1.2;汶川地震】液化喷水持》续时间明显》比唐:山地震短《说明地下液化—层不:同于以?往,的纯砂层地》。震时的?超孔隙水压力消【散,较,快使砂砾层液化的】可,能性较大《较早的?。震害:调查也发现》砂砾料发《生液化破坏的—实例:如1975年海城】7.:3级地震时辽宁【省营口市石门岭水库!心墙土石坝上游【砂砾料坝壳》水下部分发》生液化、滑坡—;1976年唐山】。。7.8级地震—时北京密云》水库白河主坝黏土斜!墙上游保护》层砂砾料发生液【化,、滑坡
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含砾粒!砂土、粉《。质黏土?与粉砂互层土、混】砂土可以发生—液化但目前》对其液化性》能的研究尚不充分对!其液化问《题作为砂土或粉土】处理也是不合—适的应?。进行专门的研究
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4》.4.?3 现《行国家标《准建筑?抗震设计规范GB !50011》中给出的判别—方法是根据实际液化!。与,非,液化资料的统—计分析给《出的它主要以地【表是:否,已喷水冒砂和液化】引起的滑移》等,宏,观震害现象》而确定?的,另外这?种,情况所定义的—液,化不完全等同于【由,取土样并进行三【轴试验而确定的“初!始液化”、“完【全液化”《、“固?态转:变为:液态”等液化的【概念本?规范强调以震害调查!为基础的宏观判别和!以原位?测试及?室内试验为主要依】据的进一《步判别相《结合的方法先从宏观!判别入手《经宏观判别认—为有液化可能—性时再做进》一步判别;》而宏观判别》认为没有液化可能】性时则不再做进一步!。判别
! ?。地震:液化是?由多种?复杂的内因和外因综!合作用的结果而【“液化?”,或“不液《化,”,这两种复《杂的现象绝非一个简!单的定值《标准所能概》括工程设计》中,的“液化”概念只】能,是一个概念》性的、潜在的—趋势因此强调进一步!判别:时,宜结合国《内,外有代表性的—研,究成果采《用多种方法进行分析!、比较和判》断不:宜采:用单一方法做出判定!当多种方法判—。别有矛盾时应—根据地震地》质条件以《及具体工程》情况做出《科学:。、合理的综合判定】
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4.4.—。。4 液化初步判别!方法取自现行—。国家标准建筑抗震】设计规范《GB 500—1,。1此:方法是根据对新中国!成立以来历次大【。地,震的地震区可能【液化的土《层液化情况》进行统计分析得出】的同:。时也借鉴了国外【的研究成《果和经验
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根—据对唐?山地震区砂》。土液化的《宏观调查表明震中区!为滦河二《级阶地地层年代为】晚更:新世(Q3》)地层地下水—位,为3m~《4m:表层为3《.0m左《右的黏性土其下为】饱和:砂层在地震》。烈度1?0度情况下没—有发生液化;—而在一级《阶地及?高河漫滩《等地分布的》地质:年代较新《的地层地震烈度虽然!只有7度和8—度却:发生了大面》。。积的液化;其他【震区的?河流冲?积地:层在:地质年代较老—的地层中《也没有发现液—化实:例国外学《者Youd和Per!kin?s的:研,究结果表《明饱和?松散的水力冲填【土差:不多总?会液化全新》世的无黏性土对液化!也是敏感的更新【。世发生液化的情【况很罕见前更新世发!生液化的《情况:更加罕?见这些?结论虽然是根据1】975?年以前世界范—围的地震《液化:资料给出的但在【后,来的197》。8年:日本的两《次地震和1977年!罗马尼亚地震已经获!得了证实《。
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:。 室内试验说!明土的液化强—度是随着黏粒含量的!增加而提高的海城、!唐山:地震现场《。勘察资料也表明当黏!粒含:量达到一定》的数值?后就很少发生液化】因此规定《。对地震?动峰值?加,速度分?区0.10(0.】。15)?g、0?.20(0.30】)g和0.4—0g的地区的粉土的!黏粒(粒径小于0】.005m》。m的:。颗粒)?含量百分率分别【不,小,于10、《13和16时—可判为不液化土需要!注意的?是黏粒?含量必须严格遵守操!作,规程采用六偏磷【酸钠作为分散剂测】定如果采用其他分散!剂或者其他颗—粒分析方《。法则应按有关规定换!算
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关于】。利用:上覆:非液化土层厚—度和地下水位—深度进行液化初【判的:。界限值?是根据唐山、海城和!。日本新澙地震—地,震区:的调查结果并—考虑一定的安—全系:数确定的对》以往的震害调—查表明?地下水位较高的【情况产生液化的例子!较多对地下水位较低!的情况或当地表有】较厚的非液化—覆盖层时《即使下覆可能液化】的土层发生液化由于!上覆有效《压力比较大可以抑】制液化的土》喷冒出地《面因:此,地基也?不会产生《大量的下沉和不均】匀沉降
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4.【4.5 本条文】主要给出了场地【地震液?。。化,。的进一步判别方【法
【。 1 液】化判别的深度汶【川地震?砂土液化现场考察】发现4个不同—。。地区的?村庄均出《。现,了液化喷水高度达1!0m:以上的情况》勘察确认《了20?m以内深处》土层液化《的真实性过去的多次!大地震中也发现地面!以,下15m~20m】的粉细砂层可能发】生液化另外考虑到】城市轨道交通高【架区间结构、—高架车站《结构的基础埋深很大!多采用桩基础;且区!间隧道结构、—地下车站结》构是城市轨道交【通,结构的主要组成部分!地下车站结构—。为浅:覆深埋结构二—层~三层的》。地下:车,站结构?的底面?埋深达15m—~20m甚至超过2!0m;单《层区间隧道底面埋】深可能达1》0m~15m—双层或交叉区—间隧道下层》底面埋深可能达【到甚至超过25m】因此地面以下15m!~20m范围内土层!的液化可能引起地下!车站结构和》。。区间隧道的严—重,破坏或?上浮对地面以下【20m土层》进行液化《判别是非常必要【的所以?本条文关于液化判】别的深度《采,用现行国家标准建筑!抗震设计规范GB !50011中的规】定即对地面以—。下20m《深度范围《的,饱和砂土、粉土应】采用:标准贯入试验—法判别?
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对!超过20m深度土层!的深层?土液化问题目前的研!究还不够深入当【地,下车站结构和—区间隧道的》底面埋深超》过20m《。时对深层土层的【液化问题有必—要进行专门的研究】
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》 2 进一步【判别时宜采用—多种方法进行分析、!比,较和判断当有成熟经!验时尚可《采用其他《液化判?别方:法有代表性的方【。法
】 , (【1)NCE》ER法即经》Youd《等修改?。后的S?eed简《化方法?是国外目《前普遍接《受的液化判》别方:法;
】 —。 (2)砂—。土液化概率判—别法:陈国兴等(2—005?)选取?。国,。内外:25次大地震—中3:44:个场地的实测资【料提出以《地面:峰值加速度为—指标并具有概率意义!的液:化判别方法;—
— 【 (3)静力触探试!验判别法此方法已】纳,入现行?国家:标准铁路工》程抗震设计》规范GB 5—0111;
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【 ? (4》)剪切波速判别【法;
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》 《 (《5):动三轴试验》判别法?
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4.4.】6 土工试—验,。测得的土层设—计参数是在一定的荷!载条件?下得到的不》一定完全符合结构物!真实的?荷载条?件例如饱和松散的砂!土地:基会因为地震时【的液化而《丧失承载力》因此本条规定判定为!发,生液化的《土层相应于》其液化程《度应对土层》设计参数进行修正】
4.4!.7 确定土【。。层液化影响的—折减:系数也可《。以,采用其?他成熟的方》。法,
4.4!.8: 本条文》制定参考了》现行:。国家标准铁路工【程抗震设《计规范GB 501!11的相关》规定
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4.—4,.9 液化等级的!划分为液《。。化危害的估计提【供了一个简单的方】法可:以根据液化等级【对场:地的喷?水冒砂程度、—对地下结构物和地面!结构物基础的—可能损?坏做粗略《地预:估液:化的等级为轻—微、中等和严重【三级;根据我—国百:余个液化震》害资料各级液—化等级(判》别深度15m)下地!面喷水?冒砂情?况以及对地面结构】物的危害《程度见表1
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表1 》液化等?级和对建筑》物相应?。。的,危害程度
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4.4《.10 抗液【化措施是对液化地】基的综合治理要注】意以下几点》
— (1)【判定:为,发生液化的土—层如果采取抗液化措!施则不必根据—。其液化程度对土的参!数进行?修正因为土已经【过抗液化《。处理不可《能液化;《其土性?参数:也不:再是:液,化时的土性参—。。数
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(2)】本条规定不宜将未】经处理的可液化【土层作为天然地基】持力层理论分析【和振动?台试验均已证—明液化的主》要危害来自基—础外:侧液:化,持力层范围内位于】基础:正下方的部位—其实最难液化由于最!先液:化区域对基》。础,正下:方未液化《部,分的影响使》之失去侧边》土压力支持在外【侧易液化区的影响得!到控制的情》况下轻微液化的【土层是可以作为基】础的持力层的并且通!过震害调查》与有限元分析显示当!基础宽度与液—化层:。厚之比大于3—时则液化震陷不超过!液化层厚的1%【不致引起结构—严重破坏所以将【轻微和中等液化的土!层作为持力层不【。是绝对不允许但应经!过,严密:的论证?
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(3【。)倾斜场地的土层】液化往往带来大面】积土体?滑动造成严重—后,果而:水平场地土层液化的!后果一般《。只造成建筑的不均】匀下沉和倾斜本【条规定?不适用于坡度大【于,1,。0度的倾斜》场地和?液化土?层严重不均的情【况
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? (4)液化【等,级属于轻微者—除特殊设《防类、重点》设防类结构》物,由于其重要性—需确保安全外一【般,不作特殊《处,理因为这类场地可】能不发生喷水冒砂】即使发生《也不致造《成结构物的严重【危害
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: (5)对【。。于液化等级属—于,中等的场地尽量多考!。虑采用?较易实施的基础与】结构物处理的构【造措施不一定要【。加固处理液化土【层
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《 (6)—在液化层深》厚的情况下》消除部分液化沉【陷的措施《处理深度不一定达】到液化下界可以残留!部分:未经处理的液化层
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? ,。 (7)强烈地震时!软土发生震陷—不仅被科学实验和理!论,研究证实而且—在宏:观震害调查中也【证明存在《软土震陷《但研究成果》尚不够充《分因:此本:条只是给出了必要】。时,可以根据液化震【陷量的评价结—果适当?调整:抗液化措施的原则规!定
4】.4.11~4.4!.1:3 ?这三条中规定了消】除或部分消除液【。化震陷、减》轻液化影响的具体】措施这些措施都是】在震害调查和分【析,判断的基础上提【出来的条文的制定】参,。考了现行国》家标准建筑抗震设】计,规范GB 5001!。。1特:别强调了对区间隧道!、地下车站结—构处于液化土—层中的处《理要求
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