地震带基础设计参数
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地震带中的地基受到地震波的附加力。如果结构不能承受这些力量,它可能会倒塌,导致严重的灾难。
基础是建筑物的最低部分,通常在地面以下。提供基础以将上部结构的荷载传递到下面的土壤。
地基必须能够承受这些荷载。因此,叠加荷载应低于土的安全承载能力。如果地基处于地震带,由于地震振动会产生额外的荷载。设计应考虑到附加力。
基础抗震设计的一般考虑
- 现场调查和土壤性质测定
- 地质及岩土环境资料
- 负载的识别-静态和动态
- 基础类型
- 根据建筑规范进行安全验证
抗震设计中的土壤调查
在基础设计中,需要确定土体的性质。为此,既要在实验室进行静态试验,也要在现场进行动态试验。
需要分析的重要土壤参数有:
- 粒径分布
- 相对密度
- 剪切模量
- 阻尼因素
将进行的重要现场试验有:
- SPT锤能量
- 压力表测试
- 横波速度测量
- 锥贯仪试验
- 地震压电锥贯入仪
这些实验室和现场试验的目的是确定土壤沉积物细节、水力条件、土壤指数特性、静态和动态应力-应变土壤行为。
影响场地效果的主要因素
地震:
- 地震环境下基岩的烈度和频率特征
- 基岩运动持续时间
岩土工程:
- 土的非线性特性
- 土的弹性振动特性
几何:
- 下伏基岩地形
- 非水平土壤沉积物分层
地质:
- 土壤沉积物厚度
- 下面的岩石类型
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地震的特点
地震的主要影响是在结构中产生的水平力。水平的地面加速度给出了这种力的测量方法。颗粒土由于振动而被压实。这反过来又导致地面的沉降。
振动的另一个影响是液化。液化程度取决于土壤的相对密度、细粒百分比、地下水位深度和地面加速度。
地震的影响
- 动应力和诱导孔隙水压力会降低土壤的承载能力
- 松散的颗粒土被地面运动压实。这就造成了地面的大幅度下沉。
- 松散颗粒土压实过程中会产生超孔隙水压力,导致土壤液化
- 地震引起的振动可能引起结构破坏
防止液化的措施
1.疏松土的压实
- 振动压路机
- 压桩
- 振捣浮选
- 爆破
2.注浆与化学稳定
3.申请附加费
结论
在地震带的基础设计中,需要广泛的学科知识,如土壤动力学、地质学、地震学和结构动力学。设计既要安全,又要经济。
参考文献
1.基础设计基础理论与实践,N N Som和S C Das,印度Prentice Hall,新德里,2003
2土力学与基础工程V N S Muthy,瑞士联合银行出版社,新德里,2002
3.《建筑施工与建筑材料》,Dhanpat Rai出版公司,新德里,2007年
图片:Flickr,ceetaphttps://www.flickr.com/photos/ceetap/421297660/
链接:Bright Hub,土壤液化是如何发生的