地质年代表（附）
相对年代 绝对年龄
（万年） 生物宙 代 纪 世显生宙新生代第四纪全新世（统） Q4
1.1
12.8
73
250
6500
22500
57000
250000
400000
460000
更新世晚更新世（统） Q3
中更新世（统） Q2
早更新世（统） Q1
第三纪（系）
中生代（界）
古生代（界）
隐生宙元古代（界）
太古代（界）
地球天文时期
地质年代是指从最老的地层到最新的地层所代表的时代。分为相对地质年代和绝对地质年代。
整个历史时期地质作用在不停息地进行着。各个地质历史阶段，既有岩石、矿物和生物的形成与发展，也有它们的破坏和消亡。把各个地质历史时期形成的岩石，结合埋藏在岩石中能反映生物演化程序的化石和地质构造，按先后顺序确定下来，展示岩石的新老关系，这就是相对年代。 国际上又将地质年代划分为大小不同等级的单位，
如宙、代、纪、世等。与此相对应的是地层单位宇、界、系、统等。
工程活动涉及的土体大都是在第四纪形成，第四纪是指约 250万年至今这段地质时期 。
重点掌握
2.1 场地
2.2 天然地基与基础的抗震验算
2.3 液化土了解内容
2.3 软土地基
2.4 桩基的抗震设计抗震结构设计
2 场地、地基和基础地震破坏作用,从破坏性质和工程对策角度，地震对结构的破坏作用可分为两种类型：场地、地基的破坏作用和场地的震动作用。
场地和地基的破坏作用 一般是指造成建筑破坏的直接原因是由于场地和地基稳定性引起的。
场地和地基的破坏作用大致有地面破裂、滑坡、坍塌等。
场地,建筑物的所在地，其在平面上大体相当于厂区、居民区或自然村的区域范围。
2.1 场 地这种破坏作用一般是通过场地选择和地基处理来减轻地震灾害的。
场地的地震动作用 是指由于强烈地面运动引起地面设施振动而产生的破坏作用。
减轻它所产生的地震灾害的主要途径是合理的进行抗震和减震设计和采取减震措施。
地段类别 地质、地形、地貌有利地段 稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等不利地段 软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、
状态明显不均匀的土层（如故河道、疏松的断破裂带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基）等危险地段 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表错位的部位建筑地段的选择工程地质条件对地震破坏的影响很大。
常有地震烈度异常现象，即
“重灾区里有轻灾，轻灾区里由重灾”
产生的原因是局部地区的工程地质条件不同。
地段划分水边地的地下水位较高，土质也较松软，容易在地震时产生土壤滑动或地层液化。
用另外的土石來 填补地基，常有土壤密实度不足情形，导致建筑物在地震时产生倾斜、
沉陷。
山坡地在地震时会产生土壤滑动冲积地的土质松软，地震时容易塌陷，如果此处有地下水层，还容易发生液化。
临近悬崖，容易滑落谷地或低地，这里的建筑物容易在地震发生时，
受土石崩塌破坏 。
地震引发了一巨大的泥石流，数百户人家被埋在泥石里 地裂发震断裂的影响与地下断裂构造直接相关的地裂与发震断裂间接相关的受应力场控制所产生的地裂
断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活动有关。
发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，使建筑物遭受较大的破坏，属于地震危险地段。
建设时应避开。
发震断裂带上可能发生地表错位的地段主要在高烈度区,全新世 以来经常活动的断裂面上。
局部地形的影响
1.高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大；
2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应相对减小；
3.在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大；
4.高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明显减小 ;
5.边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。
地段选择
1.选择有利地段；
2.避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；
3.不在危险地段建设。
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度
1、场地土：场地范围内的地基土。
场地土对建筑物的震害，主要与场地土的坚硬程度和土层的组成有关。
在同一地震和同一震中距离时，软弱地基地面的自震周期长，振幅大，震动持续时间长，震害也重 (地基的震害 )。
软弱地基上的建筑物震害比坚硬地基上的严重 (上部结构的震害 )。
坚硬土层上的刚性建筑、软弱土上的柔性建筑破坏严重。
2、场地土的类型按土层等效剪切波速，场地土分 4类：
宜用现场实测数据。
s ），层土的剪切波速（m /计算深度范围内第—
分层数；计算深度范围内土层的— —
层土的厚度（m ）； —计算深度范围内第—
）；度之间传播的时间（s剪切波在地表与计算深— —；厚度和2 0m 中的小值 覆盖层—计算深度( m ),取—
m / s ）； —土层等效剪切波速(—
si
i
0
se
iv
n
i d
t
d
v
v
d
t
t
d
v
n
i si
i
se
1
0
2.1.2 场地覆盖层厚度的确定：
1,一般情况下，应按地面至剪切波速大于 500m/s的土层顶面；
2,当地面 5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速 2.5倍 的下卧土层，且下卧土层的剪切波速不小于 400m/s时，
可按地面至该下卧土层顶面的距离确定；
3,剪切波速大于 500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层；
4,土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。
一般震害随覆盖层厚度的增加而加重。
2.1.3 场地类别
,规范）规定：
建筑场地类别应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分为四类：
根据场地覆土厚度及土的剪切波速确定建筑物的场地类别，由场地类别和地震分组查表得场地特征周期（ P35表 3.2），最后由特征周期计算地震影响系数。
场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，并应符合下列要求：
对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响：
1）抗震设防烈度小于 8度；
2）非全新世活动断裂；
3）抗震设防烈度为 8度和 9度时隐伏断裂,前 第四纪 基岩以上的土层覆盖厚度分别大于 60m和 90m。
2,对不符合本条 1款规定的情况，应避开主断裂带。其避让距离不宜小于下表对发震断裂最小避让距离的规定。
例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。
层底深度 (m) 土层厚度 (m) 土的名称 剪切波速 m/s
9.5 9.5 砂 170
37.8 28.3 淤泥质粘土 130
43.6 5.8 砂 240
60.1 16.5 淤泥质粘土 200
63 2.9 细砂 310
69.5 6.5 砾混粗砂 520
解：
（ 1）确定地面下 20m表层土的场地土类型
tdv se /0?
m / s3 5 7 7.146
130/5.10170/5.9
20
1
0?
n
i si
i
v
d
d
（ 2）确定覆盖层厚度
md 630?
（ 3）确定建筑场地类别属于中软土属于 Ⅲ 类场地补充：天然地基的震害特点及其抗震措施由于地基一旦发生破坏,震后修复加固很难,有时甚至不可能加固修复 。
一,天然地基的震害特点
高压缩性饱和软粘土和强度较低的淤泥质土,在地震中产生不同程度的震陷,从而造成或加剧了上部结构的倾斜或破坏 。
杂填土,回填土和冲填土等松软填土地基,由于多为旧水坑,洼地等,土质稀散且强度较低,地震中易产生沉陷,使结构开裂 。
沟,坑,故河道,坡地中半挖半填等非均质地基,在地基中的不均匀沉陷或地裂缝上会引起上部结构破坏 。
2.2 天然地基与基础的抗震验算抗震结构设计二,天然地基的抗震措施
1,软弱粘性土地基特点：压缩性较大,抗剪强度小,承载能力低 。
震害特点：使建筑物产生较大的附加沉降和不均匀沉降 。
处理措施：桩基；地基加固处理；以及类似减轻液化影响的基础处理措施和上部结构的处理措施 。
2,杂填土地基 （ 一般是人类任意堆填而成 )
特点：组成物质杂乱,结构疏散,厚薄不一,均匀性很差,强度低,压缩性高 。
震害特点：不均匀沉降导致上部结构开裂 。
处理：当杂填土的上层较薄时,可全部挖除 （ 换土 ）；杂填土较厚时,采用地基加固的方法 （ 如挤密桩等
） 。
二,天然地基的抗震措施
3,不均匀地基一般位于旧故河道边,暗藏沟坑边缘,半挖半填的地带,以及土质明显不均匀的其他地段 。
震害特点：易引起地基失效,加剧上部结构的破坏 。
处理措施：地基加固处理
4,地基加固处理方法
A,换土垫层法
换土厚度 <3m
适用：各种软弱地基 （ 但换土深度有限,处理后仍有变形 ）
上部荷载较小,沉降要求不严时用这种方法 。
B,重锤夯实法
适用：压实各种稍湿粘土,砂土,杂填土地基 （ 在最优含水量时下锤,若含水量过大,可换土；若含水量过小,可洒水,使之变为最优含水量 。 ）
C,挤密装法 （ 运用广泛 ）
适用：松散土,杂填土,可液化土,对饱和软粘土不适用 。
D,强夯振冲法适用：浅层饱和砂土 （ 可防止液化 ）
E,砂井预压法 （ 是一种深层加固方法 ）
适用：深厚的粉土层,淤泥质粘土层,淤泥质薄软土地基加固 。
F,振冲法 （ 用振冲设备,常用水冲 ）
工作时,先启动电击带动偏心块高速旋转,同时喷射高压水,使形成孔洞,到一定深度后,填 5-
40mm碎石边振实,形成碎石桩 。
2.2.1,可不进行天然地基及基础抗震验算的建筑
,规范,4.2.1规定：
1、砌体房屋
2、地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：
一般的单层厂房；单层空旷房屋；不超过 8层且高度在
25m以下的一般民用框架房屋及基础荷载相当的多层框架厂房。
3、可不进行上部结构抗震验算的建筑
2.2 天然地基与基础的抗震验算抗震结构设计
2.2.2 天然地基在地震作用下的抗震承载力验算
1、地基土的抗震承载力
：调整后的地基土抗震承载力
：地基土抗震承载力调整系数
：深度修正后的地基土静承载力特征值
asaE ff
aEf
s?
af
国内外研究资料表明：
除十分软弱土之外,多数土在有限次的动载下,地震作用下一般土的动承载力皆比静承载力高。
考虑地震作用的偶然性、短暂性及工程经济等因素，地基在地震作用下的可靠性应比静力作用下的可靠性有所降低。
2,天然地基的抗震验算认为基底压应力呈直线分布,则：
：地震作用效应标准组合的基础底面的平均压应力
：地震作用效应组合的基础边缘的最大压应力 。
高宽比大于 4的高层建筑,基底不宜出现拉应力
其他基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基底面积的 15%。
aE
aE
fp
fp
2.1m a x?
p
maxp
2.3.1,地基土的液化
2 液化土与软土地基抗震结构设计液化的宏观标志是在地表出现喷砂冒水。
处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时容易出现液化现象处于地下水位以下的饱和砂土和粉土 的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实，使空隙水压力急剧上升，而在地震作用的短暂时间内，
这种急剧上升的空隙水压力来不及消散，使原有土颗粒通过接触点传递的压力减小，当有效压力完全消失时，土颗粒处于悬浮状态之中。
这时,土体完全失去抗剪强度而显示出近于液体的特性 。这种现象称为液化。
唐山地震时，严重液化地区喷水高度可达 8米，厂房沉降可达 1米。
天津地震时，海河故道及新近沉积土地区有近 3000个喷水冒砂口成群出现，一般冒砂量 0.1-1立方米，最多可达 5立方米。有时地面运动停止后，喷水现象可持续 30分钟。
液化的震害：喷水冒砂淹没农田，淤塞渠道，淘空路基；
沿河岸出现裂缝、滑移，造成桥梁破坏，等等。
2、场地土液化产生的震害
地面开裂、下沉使建筑物产生过度下沉或整体倾斜。
不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁、板等水平构件及节点破坏，使墙体开裂和建筑物体形变化处开裂。
地室内地坪上鼓,开裂,设备基础上浮或下沉
3,影响场地土液化的因素
土层的地质年代和组成：地质年代越古老,越不易液化；细砂较粗砂易液化等 。
土层的相对密度：土的密实程度越大,越不易液化；土的粘性颗粒含量越高,越不易液化 。
土层的埋深和地下水位的深度：土的埋深越大,地下水位越深,越不易液化 。
地震烈度和地震持续时间：地震烈度越高,持续时间越长,饱和砂土越易液化 。
2.3.2,液化的判别液化判别和处理的一般原则：
1）对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基，
除 6度外，应进行液化判别。对 6度区一般情况下可不进行判别和处理，但对液化敏感的乙类建筑应按 7度的要求进行判别和处理。
2）存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级结合具体情况采取相应的措施。
1,初步判别
,规范,规定：对饱和砂土或粉土,当符合下列条件之一,可不考虑液化的影响 。
地质年代为第四纪晚更新世及其以前时,冲洪积形成的密实饱和砂土或粉土 。
粉土的粘粒含量不小于 7度 — 10%； 8度 — 13%；
9度 — 16%。
天然地基的建筑,当上覆非液化土层厚度和地下水位的深度符合下列条件之一：
2,5 采用。液化土特征深度，按表—
不超过2 m 按2 m 采用基础埋深,—
水位确定
，也可近年内最高内年平均最高水位采用
，宜按设计基准期地下水位的深度（m )—
质土层扣除。计算时宜将淤泥和淤泥面的距离.至第一层可液化土层顶度（m ),指地表上覆盖非液化土层的厚—
0
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0
0
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54251
3
2
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d
d
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.dd.dd
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bwu
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bu
9m8m7m砂土
8m7m6m粉土
987
烈度饱和土类别液化土特征深度 d0
md 80?
查液化土特征深度表例 1 图示为某场地地基剖面图上覆非液化土层厚度 du=5.5m
其下为砂土，地下水位深度为 dw=6.5m.基础埋深 db=1.5m,
该场地为 8度区。确定是否考虑液化影响。
解：按判别式确定
5.425.1 0 bwu dddd
9m8m7m砂土
8m7m6m粉土
987
烈度饱和土类别
5.115.42285.15.425.1 0 bdd
125.65.5 wu dd
不需要考虑液化影响。
dw=
6.
5m
md 80?
查液化土特征深度表解：按判别式确定
5.425.1 0 bwu dddd
9m8m7m砂土
8m7m6m粉土
987
烈度饱和土类别
mdd b 5.125.425.1 0
mdd wu 5.11
不满足判别式，需要进一步判别是否考虑液化影响。
例 图示为某场地地基剖面图上覆非液化土层厚度 du=5.5m
其下为砂土，地下水位深度为 dw=6m.基础埋深 db=2.5m,
该场地为 8度区。确定是否考虑液化影响。
dw=6m
2、进一步判别细判经初步判别认为需进一步进行液化判别时，
一般采用标准贯入试验进一步判别。
钻孔至试验土层上 15cm处,用 63.5kg穿心锤，
落距为 76cm，打击土层，打入土层 30cm，所用的锤击数记作 N63.5，称为标准贯入锤击数。用 N63.5
与规范规定的临界值 Ncr比较来确定是否会液化。
1---穿心锤
2---锤垫
3---触探杆
4---贯入器头
5---出水孔
6---贯入器身
7---贯入器靴规范规定当饱和可液化土的标贯击数 N63.5的值小于 Ncr值时，判为液化，否则判为不液化。
)15(/3)](1.09.0[0 mdddNN scwscr
)2015(/3)1.04.2(0 mddNN scwcr
wd ---地下水位深度（ m)
sd ---饱和土标准贯入试验点深度（ m)
0N ---液化判别标准贯入锤击数基准值，按下表采用。
c? ---饱和土粘粒含量百分率，当小于 3或是砂土时，均应取 3。
括号内数值用于设计基本地震加速度为 0.15g和 0.3g的地区
12(15) ---8（ 10)第二、三组
1610(13)6（ 8）第一组
987设计地震分组烈度
3,液化指数与液化等级采用土层柱状液化等级判定。
n ---判别深度内每一个钻孔标准贯入试验点总数；
crii NN,---分别为 i点标准贯入锤击数的实测值和临界值，当实测值大于临界值时取临界值的数值；
id ---第 i点所代表的土层厚度（ m)；
iW ---第 i层考虑单位土层厚度的层位影响权函数值 。若判别深度为 15m，当该层中点深度不大于 5m时采用 10，等于 15m时应取零值,5～ 15m时应按线性内插值法取值 ;若判别深度为 20m，当该层中点深度不大于 5m时采用 10，等于 20m时应取零值,5
～ 20m时应按线性内插值法取值。
)(m1?
ii
c r i
i
n
i
lE WdN
NI )1(
1
液化指数一般，液化指数越大，场地的喷水冒砂情况和建筑物的液化震害就越严重，因此，可根据液化指数的大小来区分液化危害程度，即地基的液化等级。见表 2.7
判别深度 20m时的液化指标判别深度 15m时的液化指标严重中等轻微液化等级
50 lEI
60 lEI
155 lEI
186 lEI
15?lEI
18?lEI
液化等级 地面喷水冒砂情况 对建筑物的危害情况轻微 地面无喷水冒砂，或仅在洼地、河边有零星的喷水冒砂点危害性小，一般不致引起明显的沉降中等 喷水冒砂可能性大，从轻微到严重均有，多数液化等级属中等危害性较大，可造成不均匀沉陷和开裂，有时不均匀沉陷可达 200mm
严重 一般喷水冒砂都很严重，地面变形很明显危害性大，不均匀沉陷可能大于 200～
300mm，高重心结构可能产生不允许的倾斜
2.3.3、可液化地基的抗震措施当液化土层较平坦、均匀时，可按下表选用抗液化措施地基和上部结构处理，或其它经济的措施可不采取措施可不采取措施丁类全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对地基和上部结构处理基础和上部结构处理，或更高要求的措施基础和上部结构处理，
亦可不采取措施丙类全部消除液化沉陷全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对地基和上部结构处理部分消除液化沉陷，或对地基和上部结构处理乙类严重中等轻微地基的液化等级建筑类别场地土的液化会给建筑物造成一系列破坏,为保障建筑物的安全,可根据建筑的抗震设防类别和地基的液化等级,选择适当的抗液化措施 。
2）采用深基础时，基础底面埋入深度以下稳定土层中的深度，不应小于 0.5m；
3）采用加密法（如振冲、振动加密、砂桩挤密、强夯等）
加固时，应处理至液化深度下界，且处理后土层的标准贯入锤击数的实测值不宜大于相应的临界值；
4）挖除全部液化土层，后分层回填砂、砾等并逐层夯实；
5）采用加密法或换土法处理时，在基础边缘以外的处理宽度，应超过基础底面下处理深度的 1/2且不小于基础宽度的 1/5。
1、全部消除地基液化沉陷的措施应符合：,规范,4.3.7
1）采用桩基时，桩端深入液化深度以下稳定土层中的长度
（不包括桩尖部分），应按计算确定，且对碎石土，砾、
粗、中砂，坚硬粘性土和密实粉土尚不应小于 0.5m，对其他非岩石尚不应小于 1.5m；
2、部分消除地基液化沉陷的措施应符合：,规范,4.3.8
1）处理深度应使处理后的地基液化指数减少，当判别深度为 15m时，其值不宜大于 4，当判别深度为 20m时，其值不宜大于 5；对独立基础与条形基础，尚不应小于基础底面下液化特征深度和基础宽度的较大值。
2）处理深度范围内，应挖除其液化土层或采用加密法加固，使处理后土层的标准贯入锤击数实测值不小于相应的临界值。
3）基础边缘以外的处理宽度与全部清除地基液化沉陷时的要求相同。
1)选择合适的基础埋置深度；
5)管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。
3.减轻液化影响的基础和上部结构处理,,规范,4.3.9
可综合考虑采用下列措施：
2)调整基础底面积，减少基础偏心；
3)加强基础的整体性和刚性，如采用箱基、筏基或钢筋混凝土十字形基础，加设基础圈梁、基础梁系等；
4)减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，
合理设置沉降缝，避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等；
一、概念解释场地、场地土、覆盖层厚度、场地土的液化二、简答
1、场地土分几类？如何划分的？
2、如何确定场地类别？
3、场地选择的原则？
4、液化指数的作用？
5、场地土液化产生的震害？
6、怎样进行天然地基的抗震验算？
三、计算
1、会判定建筑场地的类型?
2、会进行液化的初步判别？
抗震结构设计 本 章 重 点
相对年代 绝对年龄
（万年） 生物宙 代 纪 世显生宙新生代第四纪全新世（统） Q4
1.1
12.8
73
250
6500
22500
57000
250000
400000
460000
更新世晚更新世（统） Q3
中更新世（统） Q2
早更新世（统） Q1
第三纪（系）
中生代（界）
古生代（界）
隐生宙元古代（界）
太古代（界）
地球天文时期
地质年代是指从最老的地层到最新的地层所代表的时代。分为相对地质年代和绝对地质年代。
整个历史时期地质作用在不停息地进行着。各个地质历史阶段，既有岩石、矿物和生物的形成与发展，也有它们的破坏和消亡。把各个地质历史时期形成的岩石，结合埋藏在岩石中能反映生物演化程序的化石和地质构造，按先后顺序确定下来，展示岩石的新老关系，这就是相对年代。 国际上又将地质年代划分为大小不同等级的单位，
如宙、代、纪、世等。与此相对应的是地层单位宇、界、系、统等。
工程活动涉及的土体大都是在第四纪形成，第四纪是指约 250万年至今这段地质时期 。
重点掌握
2.1 场地
2.2 天然地基与基础的抗震验算
2.3 液化土了解内容
2.3 软土地基
2.4 桩基的抗震设计抗震结构设计
2 场地、地基和基础地震破坏作用,从破坏性质和工程对策角度，地震对结构的破坏作用可分为两种类型：场地、地基的破坏作用和场地的震动作用。
场地和地基的破坏作用 一般是指造成建筑破坏的直接原因是由于场地和地基稳定性引起的。
场地和地基的破坏作用大致有地面破裂、滑坡、坍塌等。
场地,建筑物的所在地，其在平面上大体相当于厂区、居民区或自然村的区域范围。
2.1 场 地这种破坏作用一般是通过场地选择和地基处理来减轻地震灾害的。
场地的地震动作用 是指由于强烈地面运动引起地面设施振动而产生的破坏作用。
减轻它所产生的地震灾害的主要途径是合理的进行抗震和减震设计和采取减震措施。
地段类别 地质、地形、地貌有利地段 稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等不利地段 软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、
状态明显不均匀的土层（如故河道、疏松的断破裂带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基）等危险地段 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表错位的部位建筑地段的选择工程地质条件对地震破坏的影响很大。
常有地震烈度异常现象，即
“重灾区里有轻灾，轻灾区里由重灾”
产生的原因是局部地区的工程地质条件不同。
地段划分水边地的地下水位较高，土质也较松软，容易在地震时产生土壤滑动或地层液化。
用另外的土石來 填补地基，常有土壤密实度不足情形，导致建筑物在地震时产生倾斜、
沉陷。
山坡地在地震时会产生土壤滑动冲积地的土质松软，地震时容易塌陷，如果此处有地下水层，还容易发生液化。
临近悬崖，容易滑落谷地或低地，这里的建筑物容易在地震发生时，
受土石崩塌破坏 。
地震引发了一巨大的泥石流，数百户人家被埋在泥石里 地裂发震断裂的影响与地下断裂构造直接相关的地裂与发震断裂间接相关的受应力场控制所产生的地裂
断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活动有关。
发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，使建筑物遭受较大的破坏，属于地震危险地段。
建设时应避开。
发震断裂带上可能发生地表错位的地段主要在高烈度区,全新世 以来经常活动的断裂面上。
局部地形的影响
1.高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大；
2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应相对减小；
3.在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大；
4.高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明显减小 ;
5.边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。
地段选择
1.选择有利地段；
2.避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；
3.不在危险地段建设。
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度
1、场地土：场地范围内的地基土。
场地土对建筑物的震害，主要与场地土的坚硬程度和土层的组成有关。
在同一地震和同一震中距离时，软弱地基地面的自震周期长，振幅大，震动持续时间长，震害也重 (地基的震害 )。
软弱地基上的建筑物震害比坚硬地基上的严重 (上部结构的震害 )。
坚硬土层上的刚性建筑、软弱土上的柔性建筑破坏严重。
2、场地土的类型按土层等效剪切波速，场地土分 4类：
宜用现场实测数据。
s ），层土的剪切波速（m /计算深度范围内第—
分层数；计算深度范围内土层的— —
层土的厚度（m ）； —计算深度范围内第—
）；度之间传播的时间（s剪切波在地表与计算深— —；厚度和2 0m 中的小值 覆盖层—计算深度( m ),取—
m / s ）； —土层等效剪切波速(—
si
i
0
se
iv
n
i d
t
d
v
v
d
t
t
d
v
n
i si
i
se
1
0
2.1.2 场地覆盖层厚度的确定：
1,一般情况下，应按地面至剪切波速大于 500m/s的土层顶面；
2,当地面 5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速 2.5倍 的下卧土层，且下卧土层的剪切波速不小于 400m/s时，
可按地面至该下卧土层顶面的距离确定；
3,剪切波速大于 500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层；
4,土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。
一般震害随覆盖层厚度的增加而加重。
2.1.3 场地类别
,规范）规定：
建筑场地类别应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分为四类：
根据场地覆土厚度及土的剪切波速确定建筑物的场地类别，由场地类别和地震分组查表得场地特征周期（ P35表 3.2），最后由特征周期计算地震影响系数。
场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，并应符合下列要求：
对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响：
1）抗震设防烈度小于 8度；
2）非全新世活动断裂；
3）抗震设防烈度为 8度和 9度时隐伏断裂,前 第四纪 基岩以上的土层覆盖厚度分别大于 60m和 90m。
2,对不符合本条 1款规定的情况，应避开主断裂带。其避让距离不宜小于下表对发震断裂最小避让距离的规定。
例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。
层底深度 (m) 土层厚度 (m) 土的名称 剪切波速 m/s
9.5 9.5 砂 170
37.8 28.3 淤泥质粘土 130
43.6 5.8 砂 240
60.1 16.5 淤泥质粘土 200
63 2.9 细砂 310
69.5 6.5 砾混粗砂 520
解：
（ 1）确定地面下 20m表层土的场地土类型
tdv se /0?
m / s3 5 7 7.146
130/5.10170/5.9
20
1
0?
n
i si
i
v
d
d
（ 2）确定覆盖层厚度
md 630?
（ 3）确定建筑场地类别属于中软土属于 Ⅲ 类场地补充：天然地基的震害特点及其抗震措施由于地基一旦发生破坏,震后修复加固很难,有时甚至不可能加固修复 。
一,天然地基的震害特点
高压缩性饱和软粘土和强度较低的淤泥质土,在地震中产生不同程度的震陷,从而造成或加剧了上部结构的倾斜或破坏 。
杂填土,回填土和冲填土等松软填土地基,由于多为旧水坑,洼地等,土质稀散且强度较低,地震中易产生沉陷,使结构开裂 。
沟,坑,故河道,坡地中半挖半填等非均质地基,在地基中的不均匀沉陷或地裂缝上会引起上部结构破坏 。
2.2 天然地基与基础的抗震验算抗震结构设计二,天然地基的抗震措施
1,软弱粘性土地基特点：压缩性较大,抗剪强度小,承载能力低 。
震害特点：使建筑物产生较大的附加沉降和不均匀沉降 。
处理措施：桩基；地基加固处理；以及类似减轻液化影响的基础处理措施和上部结构的处理措施 。
2,杂填土地基 （ 一般是人类任意堆填而成 )
特点：组成物质杂乱,结构疏散,厚薄不一,均匀性很差,强度低,压缩性高 。
震害特点：不均匀沉降导致上部结构开裂 。
处理：当杂填土的上层较薄时,可全部挖除 （ 换土 ）；杂填土较厚时,采用地基加固的方法 （ 如挤密桩等
） 。
二,天然地基的抗震措施
3,不均匀地基一般位于旧故河道边,暗藏沟坑边缘,半挖半填的地带,以及土质明显不均匀的其他地段 。
震害特点：易引起地基失效,加剧上部结构的破坏 。
处理措施：地基加固处理
4,地基加固处理方法
A,换土垫层法
换土厚度 <3m
适用：各种软弱地基 （ 但换土深度有限,处理后仍有变形 ）
上部荷载较小,沉降要求不严时用这种方法 。
B,重锤夯实法
适用：压实各种稍湿粘土,砂土,杂填土地基 （ 在最优含水量时下锤,若含水量过大,可换土；若含水量过小,可洒水,使之变为最优含水量 。 ）
C,挤密装法 （ 运用广泛 ）
适用：松散土,杂填土,可液化土,对饱和软粘土不适用 。
D,强夯振冲法适用：浅层饱和砂土 （ 可防止液化 ）
E,砂井预压法 （ 是一种深层加固方法 ）
适用：深厚的粉土层,淤泥质粘土层,淤泥质薄软土地基加固 。
F,振冲法 （ 用振冲设备,常用水冲 ）
工作时,先启动电击带动偏心块高速旋转,同时喷射高压水,使形成孔洞,到一定深度后,填 5-
40mm碎石边振实,形成碎石桩 。
2.2.1,可不进行天然地基及基础抗震验算的建筑
,规范,4.2.1规定：
1、砌体房屋
2、地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：
一般的单层厂房；单层空旷房屋；不超过 8层且高度在
25m以下的一般民用框架房屋及基础荷载相当的多层框架厂房。
3、可不进行上部结构抗震验算的建筑
2.2 天然地基与基础的抗震验算抗震结构设计
2.2.2 天然地基在地震作用下的抗震承载力验算
1、地基土的抗震承载力
：调整后的地基土抗震承载力
：地基土抗震承载力调整系数
：深度修正后的地基土静承载力特征值
asaE ff
aEf
s?
af
国内外研究资料表明：
除十分软弱土之外,多数土在有限次的动载下,地震作用下一般土的动承载力皆比静承载力高。
考虑地震作用的偶然性、短暂性及工程经济等因素，地基在地震作用下的可靠性应比静力作用下的可靠性有所降低。
2,天然地基的抗震验算认为基底压应力呈直线分布,则：
：地震作用效应标准组合的基础底面的平均压应力
：地震作用效应组合的基础边缘的最大压应力 。
高宽比大于 4的高层建筑,基底不宜出现拉应力
其他基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基底面积的 15%。
aE
aE
fp
fp
2.1m a x?
p
maxp
2.3.1,地基土的液化
2 液化土与软土地基抗震结构设计液化的宏观标志是在地表出现喷砂冒水。
处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时容易出现液化现象处于地下水位以下的饱和砂土和粉土 的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实，使空隙水压力急剧上升，而在地震作用的短暂时间内，
这种急剧上升的空隙水压力来不及消散，使原有土颗粒通过接触点传递的压力减小，当有效压力完全消失时，土颗粒处于悬浮状态之中。
这时,土体完全失去抗剪强度而显示出近于液体的特性 。这种现象称为液化。
唐山地震时，严重液化地区喷水高度可达 8米，厂房沉降可达 1米。
天津地震时，海河故道及新近沉积土地区有近 3000个喷水冒砂口成群出现，一般冒砂量 0.1-1立方米，最多可达 5立方米。有时地面运动停止后，喷水现象可持续 30分钟。
液化的震害：喷水冒砂淹没农田，淤塞渠道，淘空路基；
沿河岸出现裂缝、滑移，造成桥梁破坏，等等。
2、场地土液化产生的震害
地面开裂、下沉使建筑物产生过度下沉或整体倾斜。
不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁、板等水平构件及节点破坏，使墙体开裂和建筑物体形变化处开裂。
地室内地坪上鼓,开裂,设备基础上浮或下沉
3,影响场地土液化的因素
土层的地质年代和组成：地质年代越古老,越不易液化；细砂较粗砂易液化等 。
土层的相对密度：土的密实程度越大,越不易液化；土的粘性颗粒含量越高,越不易液化 。
土层的埋深和地下水位的深度：土的埋深越大,地下水位越深,越不易液化 。
地震烈度和地震持续时间：地震烈度越高,持续时间越长,饱和砂土越易液化 。
2.3.2,液化的判别液化判别和处理的一般原则：
1）对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基，
除 6度外，应进行液化判别。对 6度区一般情况下可不进行判别和处理，但对液化敏感的乙类建筑应按 7度的要求进行判别和处理。
2）存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级结合具体情况采取相应的措施。
1,初步判别
,规范,规定：对饱和砂土或粉土,当符合下列条件之一,可不考虑液化的影响 。
地质年代为第四纪晚更新世及其以前时,冲洪积形成的密实饱和砂土或粉土 。
粉土的粘粒含量不小于 7度 — 10%； 8度 — 13%；
9度 — 16%。
天然地基的建筑,当上覆非液化土层厚度和地下水位的深度符合下列条件之一：
2,5 采用。液化土特征深度，按表—
不超过2 m 按2 m 采用基础埋深,—
水位确定
，也可近年内最高内年平均最高水位采用
，宜按设计基准期地下水位的深度（m )—
质土层扣除。计算时宜将淤泥和淤泥面的距离.至第一层可液化土层顶度（m ),指地表上覆盖非液化土层的厚—
0
u
0
0
0
54251
3
2
d
d
d
d
.dd.dd
ddd
ddd
b
w
bwu
bw
bu
9m8m7m砂土
8m7m6m粉土
987
烈度饱和土类别液化土特征深度 d0
md 80?
查液化土特征深度表例 1 图示为某场地地基剖面图上覆非液化土层厚度 du=5.5m
其下为砂土，地下水位深度为 dw=6.5m.基础埋深 db=1.5m,
该场地为 8度区。确定是否考虑液化影响。
解：按判别式确定
5.425.1 0 bwu dddd
9m8m7m砂土
8m7m6m粉土
987
烈度饱和土类别
5.115.42285.15.425.1 0 bdd
125.65.5 wu dd
不需要考虑液化影响。
dw=
6.
5m
md 80?
查液化土特征深度表解：按判别式确定
5.425.1 0 bwu dddd
9m8m7m砂土
8m7m6m粉土
987
烈度饱和土类别
mdd b 5.125.425.1 0
mdd wu 5.11
不满足判别式，需要进一步判别是否考虑液化影响。
例 图示为某场地地基剖面图上覆非液化土层厚度 du=5.5m
其下为砂土，地下水位深度为 dw=6m.基础埋深 db=2.5m,
该场地为 8度区。确定是否考虑液化影响。
dw=6m
2、进一步判别细判经初步判别认为需进一步进行液化判别时，
一般采用标准贯入试验进一步判别。
钻孔至试验土层上 15cm处,用 63.5kg穿心锤，
落距为 76cm，打击土层，打入土层 30cm，所用的锤击数记作 N63.5，称为标准贯入锤击数。用 N63.5
与规范规定的临界值 Ncr比较来确定是否会液化。
1---穿心锤
2---锤垫
3---触探杆
4---贯入器头
5---出水孔
6---贯入器身
7---贯入器靴规范规定当饱和可液化土的标贯击数 N63.5的值小于 Ncr值时，判为液化，否则判为不液化。
)15(/3)](1.09.0[0 mdddNN scwscr
)2015(/3)1.04.2(0 mddNN scwcr
wd ---地下水位深度（ m)
sd ---饱和土标准贯入试验点深度（ m)
0N ---液化判别标准贯入锤击数基准值，按下表采用。
c? ---饱和土粘粒含量百分率，当小于 3或是砂土时，均应取 3。
括号内数值用于设计基本地震加速度为 0.15g和 0.3g的地区
12(15) ---8（ 10)第二、三组
1610(13)6（ 8）第一组
987设计地震分组烈度
3,液化指数与液化等级采用土层柱状液化等级判定。
n ---判别深度内每一个钻孔标准贯入试验点总数；
crii NN,---分别为 i点标准贯入锤击数的实测值和临界值，当实测值大于临界值时取临界值的数值；
id ---第 i点所代表的土层厚度（ m)；
iW ---第 i层考虑单位土层厚度的层位影响权函数值 。若判别深度为 15m，当该层中点深度不大于 5m时采用 10，等于 15m时应取零值,5～ 15m时应按线性内插值法取值 ;若判别深度为 20m，当该层中点深度不大于 5m时采用 10，等于 20m时应取零值,5
～ 20m时应按线性内插值法取值。
)(m1?
ii
c r i
i
n
i
lE WdN
NI )1(
1
液化指数一般，液化指数越大，场地的喷水冒砂情况和建筑物的液化震害就越严重，因此，可根据液化指数的大小来区分液化危害程度，即地基的液化等级。见表 2.7
判别深度 20m时的液化指标判别深度 15m时的液化指标严重中等轻微液化等级
50 lEI
60 lEI
155 lEI
186 lEI
15?lEI
18?lEI
液化等级 地面喷水冒砂情况 对建筑物的危害情况轻微 地面无喷水冒砂，或仅在洼地、河边有零星的喷水冒砂点危害性小，一般不致引起明显的沉降中等 喷水冒砂可能性大，从轻微到严重均有，多数液化等级属中等危害性较大，可造成不均匀沉陷和开裂，有时不均匀沉陷可达 200mm
严重 一般喷水冒砂都很严重，地面变形很明显危害性大，不均匀沉陷可能大于 200～
300mm，高重心结构可能产生不允许的倾斜
2.3.3、可液化地基的抗震措施当液化土层较平坦、均匀时，可按下表选用抗液化措施地基和上部结构处理，或其它经济的措施可不采取措施可不采取措施丁类全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对地基和上部结构处理基础和上部结构处理，或更高要求的措施基础和上部结构处理，
亦可不采取措施丙类全部消除液化沉陷全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对地基和上部结构处理部分消除液化沉陷，或对地基和上部结构处理乙类严重中等轻微地基的液化等级建筑类别场地土的液化会给建筑物造成一系列破坏,为保障建筑物的安全,可根据建筑的抗震设防类别和地基的液化等级,选择适当的抗液化措施 。
2）采用深基础时，基础底面埋入深度以下稳定土层中的深度，不应小于 0.5m；
3）采用加密法（如振冲、振动加密、砂桩挤密、强夯等）
加固时，应处理至液化深度下界，且处理后土层的标准贯入锤击数的实测值不宜大于相应的临界值；
4）挖除全部液化土层，后分层回填砂、砾等并逐层夯实；
5）采用加密法或换土法处理时，在基础边缘以外的处理宽度，应超过基础底面下处理深度的 1/2且不小于基础宽度的 1/5。
1、全部消除地基液化沉陷的措施应符合：,规范,4.3.7
1）采用桩基时，桩端深入液化深度以下稳定土层中的长度
（不包括桩尖部分），应按计算确定，且对碎石土，砾、
粗、中砂，坚硬粘性土和密实粉土尚不应小于 0.5m，对其他非岩石尚不应小于 1.5m；
2、部分消除地基液化沉陷的措施应符合：,规范,4.3.8
1）处理深度应使处理后的地基液化指数减少，当判别深度为 15m时，其值不宜大于 4，当判别深度为 20m时，其值不宜大于 5；对独立基础与条形基础，尚不应小于基础底面下液化特征深度和基础宽度的较大值。
2）处理深度范围内，应挖除其液化土层或采用加密法加固，使处理后土层的标准贯入锤击数实测值不小于相应的临界值。
3）基础边缘以外的处理宽度与全部清除地基液化沉陷时的要求相同。
1)选择合适的基础埋置深度；
5)管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。
3.减轻液化影响的基础和上部结构处理,,规范,4.3.9
可综合考虑采用下列措施：
2)调整基础底面积，减少基础偏心；
3)加强基础的整体性和刚性，如采用箱基、筏基或钢筋混凝土十字形基础，加设基础圈梁、基础梁系等；
4)减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，
合理设置沉降缝，避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等；
一、概念解释场地、场地土、覆盖层厚度、场地土的液化二、简答
1、场地土分几类？如何划分的？
2、如何确定场地类别？
3、场地选择的原则？
4、液化指数的作用？
5、场地土液化产生的震害？
6、怎样进行天然地基的抗震验算？
三、计算
1、会判定建筑场地的类型?
2、会进行液化的初步判别？
抗震结构设计 本 章 重 点
