飽和砂土及飽和粉土液化判別與計(jì)算總結(jié)

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(lèi)建筑可按7度的要求進(jìn)行判別與處理，7?9度時(shí)，乙類(lèi)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(lèi)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(lèi)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0為液化土?！镜?.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120kpa的土層）的建筑：1）一般的單層廠(chǎng)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⑴袆e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（Q）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>d+d-2u0b2）dw>du+d-3w u b3）du+dw>1.5d0+2db-4.5

式中d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u--層扣除；d地下水位深度（m），宜按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)年平均最咼水位米w---用，也可按近期內(nèi)年最高水位米用；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。d基礎(chǔ)埋置深度（m）,不超過(guò)2m時(shí)應(yīng)米用2m；b---d液化土特征深度（m），按下表采用：0---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N1）標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值Ncr計(jì)算公式液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨cr界值n按下式［GB50011-2010第4.3.4條式（4.3.4）］計(jì)算：crN=N卩［ln（0.6ds+1?5）-0.1dw］3/pc式中N---液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊cr0 0數(shù)基準(zhǔn)值，可按下表取值：|設(shè)計(jì)地震基本加速度值標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值n,一_一一d…飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)深度（m）（取試驗(yàn)點(diǎn)的底界深|設(shè)計(jì)地震基本加速度值標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值n,一_一一d…飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)深度（m）（取試驗(yàn)點(diǎn)的底界深度）；d—地下水位深度（m）（取被計(jì)算孔的穩(wěn)定水位深度）；W0.100.150.200.300.4010121619pc—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；卩一調(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1.05。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)I計(jì)算公式iE“IiE”計(jì)算公式見(jiàn)GB50011-2010-4.3.5式：n気= ［-Ni/NcJdiWi式中n---判別深i1度范圍內(nèi)每一個(gè)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的總數(shù)NN—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)i、Cri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；d---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i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mi1），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(xiàn)性?xún)?nèi)插法取值?！罕救私ㄗh從小于5m至等于20m的線(xiàn)段平分為16段（從<5m、 5m' 6m20"）,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ii確到0.01）,式中i為計(jì)算層的中點(diǎn)深度,單位為m?！哼@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)重液性指數(shù)I.ExiE0<IiE^66<1$18IiE>18三、計(jì)算實(shí)例1、實(shí)例資料土層名稱(chēng)及序號(hào)層底深度缶）標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn)底深土層名稱(chēng)及序號(hào)層底深度缶）標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn)底深ds（m）錘擊數(shù)N0（擊）備注粉質(zhì)粘土①3.25（1） 1.30（2） 2.651917粉土②6.15（3） 3.75（4） 5.05（5） 6.10987粉砂③8.20（6） 7.05（7） 8.1097圓礫④17.20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。Wj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②粘粒含量6?8%（平均值7.4%）；場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度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N計(jì)算與判別cr（1）己知水位埋深dw=3.40m,則0.1dw=0?34；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N=10;卩=0?8?則N卩=8；粉土②中粘粒含量百分率平均7.4,其3/pc=0.637，粉砂③按規(guī)范規(guī)定取3%，其3/pc=1。分別代入后：粉土②的叫）卩3/pc=,Ncr=4.752[ln（0.6ds+1?5）-0.34]；粉砂③的叫卩3/pc=8，， "Nr=8[ln（0.6 .34]計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值N。、、亠d^1吧）=攻096[ln（0.6X3.75+1?5）-0.34]=5.00<叫=9擊，為不液化土N:N=5.096[ln（0.6X5.05+1?5）-0.34]=5.97<N=8擊,為不液化土4：cr 4N:N=5.096[ln(0.6 6.10+1.5)-0.34]=6.63vN=7擊,為不液化土5：cr 5(0.6N6：(0.6N6：N=8[ln X7.05+1.5)-0.34]6-cr、—A-ni/亠丄b08?10+1?5)-0.34]2)己知水位埋深dw=1.95m，人則=11.25>N=9擊，為液化土6*=12?08>N=7擊，為液化土.0.1dw=07.195；其他條件未變,分別代入后：粉土②的n=4.752[ln(0.6ds+1?5上0.195]；粉砂③的N=8[ln(0.6ds+1.5)-0.195]計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值N。TOC\o"1-5"\h\zN:N=5.096[ln(0.6X3.75+1.5)-0.195]=5.74<N=9擊,為不液化3：cr 3土N：N=5.096[ln(0.6X5.05+1.5)-0.195]=6.07vN=8擊,為不液化4：cr 4土NN=5.096[ln(0.6X6.10+1.5)-0.195]=7?37>N=7擊,為液化5：cr 5土N6:Nr=8[ln(0.6X7.05+1.5)-0.195]=12?41>叫=9擊，.為液化土N：N=8[ln(0.6X8.10+1.5)-0.195]=13.24>N=7擊,為液化土7：cr 72)液性指數(shù)計(jì)算(1)i點(diǎn)所代表的土層厚度dj計(jì)算根據(jù)資料表，i點(diǎn)所代表的土層厚度dj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：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)深度乙及對(duì)應(yīng)層位影響權(quán)函數(shù)值計(jì)算根i據(jù)資料表，計(jì)算i點(diǎn)所在土層的中點(diǎn)深度乙(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dj的二分之一)，并計(jì)算確定Wj的值：Z3=3.40+d3/2=3.90(m)，W3=10m)W4=10或Z3=3.25+d3/2=3.825(m)，m)W4=10Z4=3.75+d4/2=3.75+1.175/2=4.338Z5=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)：I.E=（1—9/11.25）X1.425iEX8.21+（1—7／12.08）X0.625X7.90=2.34+2.08=4.42<6,輕微液化2）地下水位埋深1.95m時(shí):IiE=（1—7／7.37）X0.575X9.16+（1—9／11.25）X1.425X8.21+（1—7／12.08）X0.625X7.90=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N及液性指數(shù)計(jì)算成果cr土層標(biāo)貫底深da（m）標(biāo)貫擊數(shù)（擊）臨界值Ncri試點(diǎn)土層厚度dwi點(diǎn)土層中點(diǎn)深度dzi（m）影響權(quán)函數(shù)值wi液化指數(shù)IiE粉土②3.7595.00（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③7.05911.25（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②頂界，表明粉土②的大部分與其下粉砂③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②中含量百分率6?8（平均值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②的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N（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0N［見(jiàn)本節(jié)（4）標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值n及液性指數(shù)計(jì)算成果表］,為不液cr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0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cr下）粉砂③的標(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[見(jiàn)本節(jié)（4）標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)0臨界值N及液性指數(shù)計(jì)算成果crcr表]，為液化土層。液性指數(shù)IiE=4.42（4.68），液化等級(jí)輕微。書(shū)籍是巨大的力量一一列寧書(shū)是人類(lèi)進(jìn)步的階梯