一种软土场地震陷量的判别方法技术

本发明专利技术公开了一种软土场地震陷量的判别方法，包括以下步骤：（1）根据实际需要确定震陷计算场地所对应的地震动水平；（2）确定各层土的应力状态：包括竖向应力和水平向应力；（3）静三轴固结排水剪切试验确定土的邓肯参数；（4）确定各层土的变形模量，计算土层变形量S0；（5）根据地震动水平选取合适的区域震陷量修正系数C；（6）利用土层变形量S0乘以区域震陷量修正系数C确定场地的震陷量Sr=C*S0。本发明专利技术是基于区域震陷量修正系数的软土震陷量简化判别方法，避免了传统震陷计算中在残余应变确定过程中所需的大量试验以及复杂的有限元计算，方便快捷，易被一般工程技术人员掌握。

【技术实现步骤摘要】
一种软土场地震陷量的判别方法
本专利技术涉及一种软土场地震陷量的判别方法，属于岩土工程

技术介绍
软土是指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.0，具有高压缩性、低强度、高灵敏度、低透水性和高流变性且在强震作用下可能出现震陷的细粒土。修建在软土上的建筑物在地震荷载作用下，瞬间内出现突发性超量沉陷，以及不均匀沉降，即震陷，从而导致建筑物显著倾斜。采用科学合理的方法计算给出软土场地的震陷量，在建筑设计时充分考虑震陷的影响是有效减轻震陷灾害的有效措施。国内外研究人员对软土震陷量计算方法开展了一系列的研究，取得了一定的成果。但现有的软土震陷量计算方法在工程应用方面仍存在计算方法复杂、计算参数较多、工程技术人员难掌等缺点，并且计算参数需通过大量的试验获得，对大型工程项目进行软土震陷量计算是可行的，但是对于中小型项目来说仍存在很大的困难，因此在实际应用中会受到一定的限制。综上所述，软土震陷是岩土工程勘察设计中需要考虑的一项重要问题，然而目前的软土震陷量计算方法并不能满足实际工程需要。因此迫切需要一种基于简单的试验结果、参数少且易测得、工程技术人员易掌握的软土震陷量简化计算方法。专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软土场地震陷量的判别方法，其特征在于包括以下步骤：(1)根据实际需要确定震陷量计算场地所对应的地震动水平；地震动水平由地震动峰值加速度表征；(2)确定各层土的应力状态：包括竖向应力和水平向应力；计算土的自重应力、地震动应力，竖向应力由自重应力及地震动应力构成，水平向应力为竖向应力与侧向应力系数之积；(3)静三轴固结排水剪切试验确定土的邓肯参数；(4)确定各层土的变形模量，计算土层变形量S0；土层变形量为不考虑地震造成的土模量软化影响在静力和地震荷载下的土层压缩量；(5)根据地震动水平选取合适的区域震陷量修正系数C；区域震陷量修正系数，是考虑地震造成的土模量软化影响在静力和地震荷载作用下...

【技术特征摘要】
1.一种软土场地震陷量的判别方法，其特征在于包括以下步骤：(1)根据实际需要确定震陷量计算场地所对应的地震动水平；地震动水平由地震动峰值加速度表征；(2)确定各层土的应力状态：包括竖向应力和水平向应力；计算土的自重应力、地震动应力，竖向应力由自重应力及地震动应力构成，水平向应力为竖向应力与侧向应力系数之积；(3)静三轴固结排水剪切试验确定土的邓肯参数；(4)确定各层土的变形模量，计算土层变形量S0；土层变形量为不考虑地震造成的土模量软化影响在静力和地震荷载下的土层压缩量；(5)根据地震动水平选取合适的区域震陷量修正系数C；区域震陷量修正系数，是考虑地震造成的土模量软化影响在静力和地震荷载作用下土层的变形量与不影响下静力和地震荷载下土层变形量的比值；(6)利用土层变形量S0乘以区域震陷量修正系数C确定场地的震陷量Sr＝C*S0。2.根据权利要求1所述的软土场地震陷量的判别方法，其特征在于包括以下步骤：(1)确定地震动水平的具体步骤为：确定地面峰值加速度amax：根据计算区域场地位置及工程设防标准，确定震陷量计算所需的地面峰值加速度，对地震设防烈度Ⅶ、Ⅶ+、Ⅷ、Ⅷ+、Ⅸ度区可分别取0.1g、0.15g、0.2g、0.3g、0.4g，g为重力加速度；(2)确定土层应力状态的具体步骤为：①对震陷量计算场地进行场地勘察取样，划分场地软土土层并在每层土中钻取原状土样；②量取每层土的厚度△hi；土层埋深hz，为土层顶底面中点的深度；采用环刀法测试得到的每层土样的天然重度γi；③土体自重应力σ0的计算公式：式中n为场地土层数；④地震作用下土体动应力σd的计算公式为：σd＝2τtn式中γd＝1-0.0133hz；hz为土层埋深；amax为地面最大加速度，由上述步骤(1)确定；g为重力加速度；⑤土层竖向应力σ1i＝σ0+σd；土层水平向应力σ3i＝k0iσ1i；k0i为土的侧向压力系数；(3)确定土邓肯参数的具体步骤为：①利用应变控制式三轴仪对原状土样进行100kPa、200kPa、300kPa三种围压下的静三轴固结排水剪切试验，应变速率采用每分钟0.012％～0.003％的应变，记录轴向压力与围压的应力差σ1及其所对应的轴向应变ε1和体应变εv；②将上述静三轴试验结果按照ε1/(σ1-σ3)与ε1的关系进行整理，二者线性关系，求出a、b值；③如果实验获取的应力应变曲线为双曲线关系，则根据ε1＝15％确定土的强度(σ1-σ3)f；对于有峰值点的情况，取(σ1-σ3)f＝(σ1-σ3)峰；④根据(σ1-σ3)ult＝1/b,求出(σ1-σ3)ult；并由Rf＝(σ1-σ3)f/(σ1-σ3)ult求出Rf，并计算均值；⑤由c、值与(σ1-σ3)f的函数关系联立解方程组求出c、值，并计算均值；⑥由lg(1/apa)与lg(1/σ3pa)为线性关系，pa为大气压，pa＝101.4kPa；直线的斜率为n，截距为lgK；由该关系求取n、K值；上述步骤即可得出土层的邓肯参数K、n、c、Rf；(4)土层的变形模量Et由步骤(2)中土层应力参数与步骤(3)中邓肯参数联合求得，计算公式为：由步骤(2)所确定的土层竖向应力σ1i作为计算应力，使用所述步骤(4)确定的模量为土层的变形模量Et，土层变形量S0为各层土压缩量[σ1i/Et]i之和；(5)区域震陷量修正系数C：根据软土动三轴震陷试验结果整理得出；根据步骤(1)所得到的地震动水平查表使用；(6)场地震陷量Sr＝C*S0，为该软土场地震陷量简化计算方法所得到的场地最终震陷值。3.根据权利要求1或2所述的软土场地震陷量的判别方法，其特征在于：所述的区域震陷量修正系数的确定方法，包括以下步骤：(1)根据工程实际选择该区域内典型软土场地，确定震陷修正系数对应的地震动水平；区域指某一沉积条件相同的软土分布区；所述典型软土场地指所述区域内具有代表性并可能发生震陷的工程场地；(2)对步骤(1)中所选场地进行勘察取样；划分场地软土土层，并使用薄壁取土器对每层土进行原状取样；(3)对步骤(2)中所取得的土样逐项进行土基本物理力学参数试验、静三轴试验、动三轴震陷试验；获取土样的邓肯参数、残余应变εp随振次的变化曲线；(4)确定各层土的应力状态：计算土的自重应力、地震动应力；(5)根据步骤(3)中的试验数据和步骤(4)中的土层应力状态确定变形计算所需的土层的残余应变εpi、土层初始模量Ei和软化模量Eip；(6)计算不考虑土模量软化影响下的土层变形量S1；(7)计算考虑土模量软化影响下的土层变形量S2；(8)计算震陷量修正系数C＝S2/S1。4.根据权利要求3所述的软土场地震陷量的判别方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，田兆阳，肖瑞杰，张宇东，辜俊儒，
申请(专利权)人：防灾科技学院，
类型：发明
国别省市：河北,13