飽和砂土及飽和粉土液化判別與計(jì)算.總結(jié)

1、液化土的判別與計(jì)算一、判別依據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010：第 4.3.1 條： 飽和砂土和飽和粉土（不含黃土）的液化判別和處理， 6 度時(shí)，一般情況下可不進(jìn)行判別與處理， 但對(duì)液化沉陷敏感的乙類建筑可按7 度的要求進(jìn)行判別與處理，79度時(shí)，乙類建筑可按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求進(jìn)行判別與處理。第 4.3.2條（本人加注： 此屬?gòu)?qiáng)制性條文） ： 地面下存在飽和砂土和飽和粉土?xí)r，除 6 度外，應(yīng)進(jìn)行液化判別；存在液化土層的地基，應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別、地基的液化等級(jí)，結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的措施。 （注：本條飽和土液化判別不含黃土、粉質(zhì)粘土）第 4.3.4 條： 當(dāng)飽和粉土、或飽和砂土

2、的初步判別認(rèn)為需要進(jìn)一步進(jìn)行液化判別時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別法判別地面以下 20m 范圍內(nèi)土的液化；但對(duì)本規(guī)范第 4.2.1 條規(guī)定可不進(jìn)行天然地基和基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算的各類建筑可只判別地面以下15m范圍內(nèi)土的液化。當(dāng)飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N）（不經(jīng)桿長(zhǎng)修正）小于或等于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值時(shí)，應(yīng)別為液化土?！镜?4.2.1 條： 1 本規(guī)范規(guī)定可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑； 2 地基主要受力層系指條形基礎(chǔ)底面下深度3b （b為基礎(chǔ)底面寬度）、獨(dú)立基礎(chǔ)下1.5b,且厚度不小于 5m 的范圍 范圍內(nèi)不存在軟弱粘性土層（指7度、 8度和 9度時(shí)，地基承載力特征值分別小于80、100和12

3、0kpa的土層）的建筑：1） 一般的單層廠房和單層空曠房屋、2）砌體房屋、3）不超過(guò)8 層且高度在24m 以下的一般民用框架和框架 抗震墻房屋、4）基礎(chǔ)荷載與“3）項(xiàng)”相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣芊课莺投鄬踊炷量拐饓Ψ课荨慷?、判別方法第 4.3.3條：飽和粉土及飽和砂土的液化判別1、地質(zhì)年代為晚更新世（Q3）及以前的地層，7、8度時(shí)可判別為不液化。2、粉土的粘粒（粒徑<0.005 mm的顆粒）含量百分率：7度、8度和9度分別 不小于 10、 13 和 16 時(shí)可判別為不液化。3、淺埋天然地基的建筑，當(dāng)上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時(shí)，可不考慮液化影響：1） du>d0+db-

4、22） dw> du +d b-33） du+ dw>1.5d0+2db-4.5式中du-上覆非液化土層厚度（m） ，計(jì)算時(shí)宜將其內(nèi)淤泥及淤泥質(zhì)土層扣除；dw-地下水位深度（m） ，宜按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)年平均最高水位采用，也可按近期內(nèi)年最高水位采用； 當(dāng)區(qū)域地下水位處于變動(dòng)狀態(tài)時(shí)， 應(yīng)按不利的情況考慮。db- 基礎(chǔ)埋置深度（m） ，不超過(guò) 2m 時(shí)應(yīng)采用 2m；d0液化土特征深度（m）,按下表采用:土名7度8度9度粉土678砂土7891、標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值N=r1）標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值N=r計(jì)算公式液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值N=r按下式GB50011-2010第4.3.4條式（4.

5、3.4）計(jì)算：N=N°B ln（0.6 ds+1.5）-0.1 dw J3/ pc式中N0-液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值，可按下表取值:設(shè)計(jì)地震基本加速度值（g）0.100.150.200.300.40標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值Nd710121619ds-飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)深度（mj）（取試驗(yàn)點(diǎn)的底界深度）； dL地下水位深度（m （取被計(jì)算孔的穩(wěn)定水位深度）；pc一粘粒百分率含量，當(dāng)小于 3或?yàn)樯巴習(xí)r取3 （此時(shí)實(shí)際'3/pc=1）, 這里須注意一點(diǎn)，當(dāng)不是砂土且不小于3時(shí)應(yīng)按實(shí)際值代入計(jì)算；B 調(diào)整系數(shù)，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，取 0.80;第二組取0.95;第三組 取 1.0

6、5。2）當(dāng)飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù) N （不經(jīng)桿長(zhǎng)修正）小于或等于液化判別標(biāo)準(zhǔn) 貫入錘擊數(shù)臨界值時(shí)，應(yīng)判別為液化土。2、液化指數(shù)IiE1）液化指數(shù)IiE計(jì)算公式f'iE”計(jì)算公式見(jiàn) GB50011-2010-4.3.5式：IlE = £1-Ni/NcridiWi式中n-判別雨變范圍內(nèi)每一個(gè)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的總數(shù)N、N>i一分別為i點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的試驗(yàn)值與臨界值，當(dāng)實(shí)測(cè)值大 于臨界值時(shí)應(yīng)取臨界值；當(dāng)只須判別15m范圍深度內(nèi)的液化時(shí)，15m以下的實(shí)測(cè)值可按臨界值采用；di-i點(diǎn)所代表的土層厚度（m,可取與該標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn)相鄰的上、下 兩標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn)深度差的一半，但上界不高于地下水

7、位埋深，下界不深于液化深度；W-i 土層單位土層厚度的層位影響權(quán)函數(shù)值（單位為m1）,當(dāng)該層中點(diǎn)深度不大于5m時(shí)應(yīng)采用10,等于20m時(shí)應(yīng)取0值，5 20m時(shí)應(yīng)按線性內(nèi)插法取值0：本人建議從小于 5m至等于20m的線段平分為16段（從<5m 5m、6m20m）,則計(jì)求以下各中點(diǎn)深度W可按W=9.375-0.625(i-5) 計(jì)算(結(jié)果按 4舍5入取值,精確到0.01 )，式中i為計(jì)算層的中點(diǎn)深度，單位為mi：這里必須注意：計(jì)算公式計(jì)算的IiE是每個(gè)鉆孔各標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)總數(shù)之和，即同時(shí)存在飽和粉土與飽和砂土?xí)r，應(yīng)一并計(jì)算。2)液化等級(jí)判別液化等級(jí)與液性指數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表液化等級(jí)輕微中等嚴(yán)重液

8、性指數(shù)IiE0<IiE< 66<IiE< 18IiE>18三、計(jì)算實(shí)例1、實(shí)例資料1)、資料表土層名稱 及序號(hào)層底深度(m)標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn)底深ds(m)錘擊數(shù)Nd(擊)備注粉質(zhì)粘土3.25(1) 1.30(2) 2.651917粉 土6.15(3) 3.75(4) 5.05(5) 6.10987粉 砂8.20(6) 7.05 8.1097圓礫17.20注：標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn)底深欄“(1) 1.30”中(1)”為試驗(yàn)點(diǎn)編號(hào)i.余同。Wi見(jiàn)液性指數(shù)計(jì)算一節(jié)。2)、地下穩(wěn)定水位埋深有兩種情況：一是3.40m,二是1.95m；粉土粘粒含 量68%(平土MS 7.4%;場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度

9、7度，設(shè)計(jì)地震分組第一組。2、計(jì)算與評(píng)價(jià)：1)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值 L計(jì)算與判別(1)己知水位埋深dw =3.40m,則0.1 dw=034;按規(guī)范規(guī)定，液化判別標(biāo) 準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值 M=10; B =0.8.則NB =8;粉土中粘粒含量百分率平均 74 具,3/ pc=0.637 ,粉砂按規(guī)范規(guī)定取 3%其“，3/ pc=1。分別代入后：粉土的 NdB3/ pc=, Nr =4.752N=8ln(0.6 ds+1.5)-0.34ln(0.6 ds+1.5)-0.34 上 粉砂的 口，j3/pc=8, 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值其。N3 N=5.096N4 N =5.096N5 N=5.096

10、ln(0.6ln(0.6ln(0.6X 3.75+1.5)-0.34X 5.05+1.5)-0.34X 6.10+1.5)-0.34=5.00<M=9擊,為不液化土=5.97<N=8擊,為不液化土=6.63<凡=7擊,為不液化土N6 Nr =8 ln(0.6X 7.05+1.5)-0.34 =11.25>勵(lì)=9 擊，為液化土N7 N=8 ln(0.6X 8.10+1.5)-0.34 =12.08>M=7擊，為液化土(2)己知水位埋深dw=1.95m,則0.1 dw=0.195;其他條件未變，分別代入后：粉土的N=r =4.752 1ln(0.6 ds+1.5)-0

11、.195 上 粉砂的Ncr=8ln(0.6ds+1.5)-0 .195 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值Ncr。N3 M =5.096 ln(0.6 X 3.75+1.5)-0.195 =5.74<N=9擊，為不液化土N M =5.096 ln(0.6 X 5.05+1.5)-0.195 =6.07<N4=8擊，為不液化土N5 M =5.096 ln(0.6 X 6.10+1.5)-0.195 =7.37>N5=7擊，為液化土N6 N =8 ln(0.6 X 7.05+1.5)-0.195 =12.41>N6=9擊，為液化土N7 N =8 ln(0.6 X 8.10+1.5)-

12、0.195 =13.24>N7=7擊，為液化土2)液性指數(shù)計(jì)算( 1) i 點(diǎn)所代表的土層厚度di 計(jì)算根據(jù)資料表， i 點(diǎn)所代表的土層厚度di 計(jì)算成果如下：d3= (5.05+3.75) /2-3.40=1.00(m) 或d3= (5.05+3.75) /2-3.25=1.15(m)注：前式取“ 3.40”是上界不高于地下水位埋深 3.40m,后式取“3.25” 是水位高于本試驗(yàn)層上界(頂板) 。d4= (6.10+5.05) /2-(5.05+3.75) /2= (6.10-3.75) /2 =1.175(m) d5=6.15- (6.10+5.05) /2=0.575( m) 注

13、：取“6.15”是下界不深于液化深度，d7處“8.20”情況相同。d6= (8.10+7.05) /2-6.15=1.425( m) d7=8.20- (8.10+7.05) /2=0.625( m)( 2) i 點(diǎn)所在土層的中點(diǎn)深度zi 及對(duì)應(yīng)層位影響權(quán)函數(shù)值計(jì)算根據(jù)資料表， 計(jì)算 i 點(diǎn)所在土層的中點(diǎn)深度zi( 等于 i 點(diǎn)所在土層的的上界加 i 點(diǎn)所代表的土層厚度di 的二分之一)，并計(jì)算確定Wi 的值：Z3=3.40+ d3/2=3.90(m) ， W3=10或Z3=3.25+ d3/2=3.825(m) ， W3=10Z4=3.75+ d4/2=3.75+1.175/2=4.338(

14、m) ， W4=10Z5=5.05+d5/2=5.05+0.575/2 =5 .338(m) ，W5=9.375-0.625X (5.338-5)=9.16Z6=6.15+d6/2=6.15+1.425/2=6.863(m) ，W6=9.375-0.625X (6.863-5)=8.21Z7=7.05+d5/2=7.05+0.625/2=7.363( m)W7=9.375-0.65X (7.363-5)=7.90以上計(jì)算表明 :標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)i 點(diǎn)所在土層的中點(diǎn)深度zi 等于上一土層厚度底界深度加上 i 點(diǎn)所在土層厚度的一半。(1)地下水位埋深 3.40m 時(shí)：IiE= ( 1 9/11.25)

15、 X 1.42 5X8.21+ ( 1 7/12.08) X 0.62 5 X 7.90 =2.34+2.08 =4.42 <6,輕微液化(2)地下水位埋深 1.95m 時(shí)：5= ( 1 7/7.37) X 0. 5 75 X 9.16+ ( 1 9/11.25) X 1.42 5 X 8.21+ ( 1 7/ 12.08) X 0.62 5 X 7.90=0.26+2.34+2.08=4.68<6,輕微液化（4）標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值NCr及液性指數(shù)計(jì)算成果土層標(biāo)貫底深dsi （m）標(biāo)貫擊數(shù)（擊）臨界值Ncri試點(diǎn)土層厚度dhi （m）i點(diǎn)土層中點(diǎn)深度 dzi （m）影響權(quán)函數(shù)彳1

16、 W液化指數(shù)IiE粉土3.7595.00 (5.74)1.153.825105.0585.97 (6.04)1.1754.338104.42 (4.68)6.1076.63 (7.37)0.5755.3389.16粉砂7.05911.25 (12.41)1.056.7258.218.10711.08 (13.24)0.6257.3637.90注:上表中臨界值Ncr與液化指數(shù)IiE兩欄內(nèi)黑色為地下水位埋深3.40m時(shí)計(jì)算結(jié)果，紅色為水位195m時(shí)的結(jié)果。3）場(chǎng)地水位埋深3.40m,略低于粉土頂界，表明粉土的大部分與其下 粉砂處于地下水位之下，屬應(yīng)進(jìn)行液化判別的飽和土層。 粘粒分析表明，粉土 中含

17、量百分率68 （平土MS 7.4）小于規(guī)范規(guī)定抗震設(shè)防烈度7度場(chǎng)地所對(duì)應(yīng) 的“10”，初判地震時(shí)可能產(chǎn)生液化；經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別法判別，粉土的標(biāo) 準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N0（見(jiàn)資料表，未經(jīng)桿長(zhǎng)修正）大于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界 值M見(jiàn)本節(jié)（4）標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值 M及液性指數(shù)計(jì)算成果表,為不液 化土層；當(dāng)?shù)叵滤宦裆?.95m時(shí)，孔深6.10m處標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N）小于液化判 別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值 N，為液化土；（兩種水位條件下）粉砂的標(biāo)準(zhǔn)貫入 錘擊數(shù)N0小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值 M見(jiàn)本節(jié)（4）標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù) 臨界值NCr及液性指數(shù)計(jì)算成果表,為液化土層。液性指數(shù)IiE=4.42 （4.68）,液 化等級(jí)輕微。書是我們時(shí)代的生命 一一別林斯基書籍是巨大的力量一一列寧書是人類進(jìn)步的階梯