《土力学》课件第11章_土在动荷载作用下的特性(11.12)

1、第11章 土在动荷载作用下的特性第11章 土在动荷载作用下的特性11.1 概述11.2 土的压实性11.3 土的振动液化11.1 概述动荷载类型及特点：冲击荷载：一次快速施加的瞬时荷载。不规则荷载：加荷几次至几十次甚至千百次的动荷载，荷载随时间的变化没有规律可循。周期荷载：加荷几万次以上的动荷载，以同一振幅和周期反复循环作用的荷载。动荷载的作用土的压实砂土液化11.2 土的压实性土的压实性是指土体在动荷载作用下密实度增加的特性，常用击实试验测定一、击实试验轻型击实仪-锤重2.5kg，落距305mm，击实筒高116mm，体积947.4cm3。击实试样为25kg，分3层，每层25击。重型击实仪-锤

2、重4.5kg，落距457mm，击实筒高166mm，体积2103.9cm3。击实试样为410kg，分5层，每层56击。二、最优含水量和最大干密度在击实曲线中，峰值干密度即为最大干密度，对应的含水量即为最优含水量。1.41.61.82.00481216202428含水量w（%）干密度d饱和曲线含水量干密度曲线三、压实度（压实系数）公路压实度要求见表11-12建筑地基压实系数要求见表11-3四、土压实的影响因素（1）含水量太干不能压实，太湿容易形成“橡皮土”。（2）土类及级配含粗粒越多的土样其最大干密度越大，而最优含水量越小级配不良不易压实（3）击实功能压实功能愈大，得到的最优含水量愈小，相应的最大

3、干密度愈高含水量超过最优含水量以后，压实功能的影响减小含水量较高时，曲线趋近于饱和曲线11.3 土的振动液化11.3.1 土的振动液化机理及其试验分析振动液化:在振动荷载作用下,土中超孔隙水压力逐渐累积,有效应力下降,当孔隙水压力累积至总应力时,有效应力为零,土粒处于悬浮状态,表现为类似水的性质而完全丧失其抗剪强度.饱和砂土振动液化的基本原理：当有效应力为零即抗剪强度为零时，没有粘聚力的饱和砂土就丧失了承载能力。11.3.3 地基液化判别与防治1.液化的初步判别2.液化判别方法3.液化等级划分11.3 土的振动液化基本概念抗震设防烈度按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。抗震

4、设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设防。设计基本地震加速度定义为50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计值。抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系，应符合表11-4的规定。对于饱和的砂土或粉土（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。 (1)地质年代为第四纪晚更新世（Q3)及其以前时，7, 8度时可判为不液化土； (2)粉土的黏粒（粒径小于0.005mm的颗粒）含量百分率，7, 8度和9度分别不小于10、13和16时，可判为不液化土； (3)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：1.液化

5、的初步判别式中:dw地下水位深度（m）。du一上覆盖非液化土层厚度（m)。db基础埋置深度(m)，不超过 2m时应采用2m。d0液化土特征深度（m），对于饱和粉土，7, 8,9度时，分别取6、 7、8m，对于饱和砂土，则分别取7、 8、9m。2.液化判别方法经初步判定有可能液化的土层，可通过标准贯入试验，进一步判定土层是否液化。(1)建筑抗震设计规范方法 建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）规定：当初步判别认为需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深度范围内土的液化；当采用桩基或埋深大于5m的深基础时，尚应判别1520m范围内土的液化。当饱和土的标准贯入锤击

6、数（未经杆长修正）小于液化判别标准贯入锤击数临界值时，应判为液化土。在地面下15m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算：在地面下1520m深度范围内，则可按下式计算：Ncr液化判别标准贯入锤击数临界值；No液化判别标准贯入锤击数基准值，应按表11-6采用；ds标准贯入点深度（m）；dw地下水位深度（m）；c黏粒含量百分率，当小于3或为砂土时，应采用3。 (2)公路工程抗震设计规范方法土层实测的修正标准贯入锤击数N小于修正液化临界标准贯入锤击数时，则判为液化，否则为不液化。式中系数见P292-293，自学3.液化等级划分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

7、算每个钻孔的液化指数，并按表11-10综合划分地基的液化等级：n在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数；Ni、Ncrii点标准贯入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； dii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的深度，下界不深于液化深度；wii土层单位土层厚度的层位影响权函数值（m-1），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，515m时按线性内插法取值；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，520m时

8、按线性内插法取值。课堂练习题某一场地地层为第四纪全新世冲积层及新近沉积层，地下水位埋深2.8m，该地地震烈度为8度（第一组），岩土工程勘察钻孔深度为15m。基础埋深1.5m。土层自上而下为五层；粉细砂。稍湿、饱和，松散，层厚3.5m；细砂，饱和，松散，层厚3.7m;中粗砂，稍密中密，层厚3.2m；粉质黏土，可塑硬塑，层厚3m；粉土，硬塑。现场进行标准贯入试验的结果如表所示。根据此勘察结果，判别此地基是否会液化?若为液化土，判断液化等级。步骤（1）初步判别（2）逐个点计算临界值，判别是否液化（3）计算液化指数，判别液化等级编号深度（m）实测N12.152.45623.153.45234.154.45245.655.95456.656.95867.657.951378.658.9518解（1）初步判别（2）逐个点计算临界值，判别是否液化（3）计算液化指数，判别液化等级小 结熟悉土的压实性了解液化机理熟悉液化判别方法作业11-1本章概念题1.建筑抗震设计规范(GB500112001)判别液化时，用（ ）指标进行判别，地基的液化等级根据（ ）进行划分。2.粘粒含量越大，土体