地震概念：土力学与地基基础书籍

1.影响震害程度的场地因素

基本烈度是一个较大范围内普遍遭遇到的平均地震烈度。在此范围内各建筑场地所受到的地震影响尚有差别。建筑场地的地质条件（岩性及产状等）、水文地质条件（地下水埋藏深度等）及地形（起伏变化和陡峭程度等）对地震灾害的程度均有显著的影响。在地震区各建筑物受到的地震灾害有很大的差别，宏观地震烈度可能相差1～2度，主要原因在于场地条件不同。因此，建筑场地的选择至关重要。

进行地质勘察、选择场地时，应根据实际需要，按场地的地质、地形、地貌特点划分对建筑有利、不利和危险地段，提供建筑的场地类别及岩土地震稳定性（如滑坡、崩塌等）评价。由坚硬土或开阔平坦、密实均匀的中硬土等组成的地段是有利的；软弱土、可液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层等属于不利地段；至于地震时可能发生滑坡、崩塌地陷、地裂、泥石流等激发震断裂带上可能发生地表位错的部位则是危险地段。对不利地段，基本原则是避开，凡无法避开时，从工程勘察到结构设计都要认真对待。

场地选定后，在考虑建筑物的地震作用、进行结构抗震验算时，就要根据场地上类型和场地覆盖层厚度对场地类型予以确定。

2.饱和砂土和粉土的震动液化

饱和砂土受到震动后趋于密实，导致孔隙水压力骤然上升，相应地减小了土粒间的有效应力，从而降低了土体的抗剪强度。在周期性的地震荷载作用下，孔隙水压力逐渐累积，甚至可以完全抵消有效应力，使土粒处于悬浮状态，而接近液体的特性，这种现象称为液化。表现的形式近似于流砂，产生的原因在于震动。当某一深度处砂层产生液化，则液化区的超静水压力将迫使水流涌向地表，使上层土体受到自下而上的动水压力。若水头梯度达到了临界值，则上层土体的颗粒间的有效应力也将等于零，构成“间接液化”。

砂土液化的宏观标志是：在地表裂缝中喷水冒砂，地面下陷，建筑物产生巨大沉降和严重倾斜，甚至失稳。例如唐山地震时，液化区喷水高度可达8 m，厂房沉降达1 m。

《建筑抗震设计规范》规定饱和砂土或粉土，当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或不考虑液化影响：① 对第四纪晚更新世及其以前的土，7度、8度时可判为不液化土；② 粉土的黏粒（粒径小于0.005 mm）含量百分率，7度、8度、9度分别不小于10、13和16时，可判为不液化土；③ 采用天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合规范规定的条件时可不考虑液化影响。当初步判别认为需进一步进行液化判别时，应采用标准贯入试验或其他已有成熟经验的判别法。采用标准贯入试验时，在地面15m深度范围内的土如符合下列条件，是可液化土：

式中　N——饱和土标准贯入锤击数实测值（未经杆长修正）；

N0——液化判别标准贯入锤击数基准值：烈度为7，近震为6，远震为8；烈度为8，近震为10，远震为12；烈度为9，近震为16；(www.xing528.com)

ds——饱和土标准贯入点的深度（m）；

dw——地下水位深度（m），宜按建筑物使用期内年平均最高水位或近期内最高水位采用；

ρc——黏粒含量百分率，当小于3或为砂类土时，均应采用3。

存在液化土层的地基，还应进一步探明各液化土层的深度和厚度，并应按规范公式计算液化指数Ile，将地基划分为轻微、中等、严重三个液化等级，结合建筑物类别选择抗液化措施。

3.地震滑坡和地裂

地震导致滑坡的原因，一方面在于地震时边坡滑动时承受了附加惯性力，下滑力加大；另一方面，土体受震趋于密实，孔隙水压力增高，有效应力降低，从而减小阻止滑动的内摩擦力。这两方面因素对边坡稳定都是不利的。地质调查表明：凡发生过地震滑坡的地区，地层中几乎都有夹砂层。黄土中夹有砂层或砂透镜体时，由于砂层震动液化及水分重新分布，抗剪强度将显著降低而引起流滑。在均质黏土内，尚未有过关于地震滑坡的实例。

此外，在地震后，地表往往出现大量裂缝，称为“地裂”。地裂可使铁轨移位、管道扭曲，甚至可拉裂房屋。地裂与地震滑坡引起的地层相对错动有密切关系。例如路堤的边坡滑动后，坡顶下降将引起沿路线方向的纵向地裂。因此，河流两岸、深坑边缘或其他有临空自由面的地带往往地裂较为发育。也有由于砂土液化等原因使地表沉降不均而引起地裂的。

4.土的震陷

地震时，地面的巨大沉陷称为“震陷”或“震沉”。此现象往往发生在砂性土或淤泥质土中。震陷是一种宏观现象，原因有多种：① 松砂经震动后趋于密实而沉缩；② 饱和砂土经震动液化后涌向四周洞穴中或从地表裂缝中逸出而引起地面变形；③ 淤泥质黏土经震动后，结构受到扰动而强度显著降低，产生附加沉降。振动三轴试验表明，振动加速度愈大则震陷量也愈大。为减轻震陷，只能针对不同土质采取相应的密实或加固措施。