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地基失效

[日期:2015-03-17]    [字体: ]

强烈的地震动可能导致地基土发生永久变形,或使地基降低甚至丧失承载能力,砂土液化和软土震陷是地基失效最常见的形式。地震还可能造成地表塌陷。

任何原因引起地基不均匀沉降是造成上部结构破坏的重要原因。                 

 

1999年土耳其伊兹米特地震不均匀沉降造成房屋倾斜。

 

砂土液化

由砂土颗粒构成骨架,颗粒间的孔隙完全被水充填的砂土称为饱和砂土饱和砂土在强地震动作用下剧烈晃动,致使内部孔隙水压力增加、土体有效应力减小,固体颗粒如同在水中悬浮,土体处于可流动的状态,使地基丧失承载能力,出现喷水冒砂现象,是谓砂土液化。

 

 

 


2003年新疆巴楚地震出现大范围液化现象,有各种形状的喷水冒沙孔。琼库尔恰克乡中学操场被液化冒出的水淹没。目击者说喷水在地震后一段时间才发生,过程超过半小时。

 

液化震害特点 

1液化后丧失抵抗剪切作用的能力,液化引起饱和砂土体失稳,导致建筑物或其他工程结构沉降、严重倾斜甚至倾覆。

 

 

1964年日本新澙地震时信浓川河岸的建筑因地基液化而倾倒,结构自身并没有震坏,只是地基失去承载力。这是典型的液化破坏现象,需要通过改良地基或用桩基等基础抵御液化,而不是加强上部结构刚度。

 

2)液化后使饱和砂土具有流动性,砂层液化可能造成滑坡,流滑,引起地下管道的破坏。

3岸坡土体可能因液化发生滑动,使桥梁、码头等结构受到侧向推力而发生严重破坏。

 

液化影响因素

1砂土的粒径尺寸。平均粒径0.1~0.08mm范围内的饱和砂土最易液化。

2砂土的密度。相对密度越大越不易液化。

3固结压力或上覆压力。抗震规范规定15以下的饱和砂土层不考虑液化。

4压密状态。越密越不易液化。

5动应力作用次数。地震动持续时间越长,越容易液化。

 

液化防治

换土。将液化区中的饱和砂土挖除,然后填筑不液化的土类,

增加上覆压力。在液化区地面填筑覆盖土层。该法同时可增加液化土层的埋深。

增加密度。可采用振动碾压加密,或采用振冲方法加密。

胶结饱和砂土颗粒。可采用钻孔灌浆法、钻孔旋喷法、钻孔搅拌法等胶结饱和砂土颗粒防止液化发生。

 

减轻液化危害的措施

加强排水、缩短排水途径。

封闭液化区的饱和砂土,约束其偏斜变形或剪切变形。

采用桩基础将荷载传至液化土层之下的持力土层。

采用加强结构的整体性和刚性的措施,如采用箱形基础、筏板基础、设置钢筋混凝土地基梁及圈梁、在独立基础之间设置钢筋混凝土连系梁等。

 

软土震陷

软弱粘土在地震中会发生沉降。软土因静力和地震动的同时作用而产生低周疲劳破坏,并造成刚度退化、引起地面沉降。并不是所有软土都会产生大的震陷,震害和实验表明,孔隙比大于1、含水量大于液限的淤泥质粘土才可能产生大的震陷。

 

地表塌陷

地震时地表形成陷坑或发生陷落的破坏现象。多数陷坑为圆形或椭圆形,一般由埋藏很浅、顶层岩石较薄的石灰岩溶洞塌陷造成,直径为几米到数十米不等,有时可能在震后十几个小时发生。少数地面塌陷由地震时矿井塌陷或原塌陷区扩大形成,此时塌陷区的形状受矿井巷道走向控制。

 

2005年九江地震在农田中出现陷坑

  1976年唐山地震唐山矿新风井附近地面塌陷,与地下巷道塌陷有关。

 

 

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