2019年巖土工程師《基礎(chǔ)知識(shí)》考點(diǎn):地震工程地質(zhì)

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地震工程地質(zhì)：

1.基本概念

震級(jí)：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所釋放出來的能量大小所決定。

烈度：地面震動(dòng)強(qiáng)烈程度，受地震釋放的能量大小、震源深度、震中距、震域介質(zhì)條件的影響。在工

程應(yīng)用中常有地震基本烈度和設(shè)防烈度(設(shè)計(jì)烈度)之分。

地震基本烈度：一定時(shí)間和一定地區(qū)范圍內(nèi)一般場地條件下可能遭遇的最大烈度。一個(gè)地區(qū)的平均烈

度。

設(shè)防烈度(設(shè)計(jì)烈度)：是抗震設(shè)計(jì)所采用的烈度。是根據(jù)建筑物的重要性、經(jīng)濟(jì)性等的需要，對基本

烈度的調(diào)整。

卓越周期：地震波在地層中傳播時(shí)，經(jīng)過各種不同性質(zhì)的界面時(shí)，由于多次反射、折射,將出現(xiàn)不同周期的地震波，而土體對于不同的地震波有選擇放大的作用，某種巖土體總是對某種周期的波選擇放大得突出、明顯，這種被選擇放大的波的周期即稱為該巖土體的卓越周期。

2.簡述振動(dòng)破壞效應(yīng)的分析方法(靜力分析法、動(dòng)力分析法的原理)

地震對建筑物振動(dòng)破壞作用的分析方法有靜力法和動(dòng)力法兩種。

靜力分析法：

(1)假設(shè)建筑物是剛體，即建筑物的各部分作為一個(gè)整體，具有相同的加速度。

(2)建筑物的加速度和地面加速度是相同的。

(3)地震作用在建筑物上的慣性力是固定不變的，是由地面振動(dòng)的最大加速度決定的。

動(dòng)力分析法：(目前應(yīng)用最廣泛的方法是簡化的反應(yīng)譜法)

(1)假設(shè)建筑物結(jié)構(gòu)是單質(zhì)點(diǎn)系的彈性體。

(2)作用于建筑物基底的運(yùn)動(dòng)為簡諧運(yùn)動(dòng)

所測得的結(jié)構(gòu)相同的動(dòng)力反應(yīng)不僅取決于地面運(yùn)動(dòng)的最大加速度,還取決于結(jié)構(gòu)本身的動(dòng)力特征，最主要的是結(jié)構(gòu)的自振周期和阻尼比。

阻尼比越大，建筑物固有周期與地面振動(dòng)周期差別越大，越難引起共振。

3.場地工程地質(zhì)條件對震害的影響

(1)巖土類型及性質(zhì)： 軟土>硬土，土體>基巖。松散沉積物厚度越大，震害越大。土層結(jié)構(gòu)對

震害的影響：軟弱土層埋藏愈淺、厚度愈大，震害愈大。

(2)地質(zhì)構(gòu)造：離發(fā)震斷裂越近，震害越大，上盤尤重于下盤。

(3)地形地貌：突出、孤立地形震害較低洼、溝谷平坦地區(qū)震害大。

(4)水文地質(zhì)條件：地下水埋深越小，震害越大。

4.簡述地震區(qū)建筑場地選擇原則及抗震措施

場地選擇原則：

(1)避開活動(dòng)性斷裂帶和大斷裂破碎帶;

(2)盡可能避開強(qiáng)烈振動(dòng)效應(yīng)和地面效應(yīng)的地段作場地或地基;

(3)避開不穩(wěn)定的斜坡或可能會(huì)產(chǎn)生斜坡效應(yīng)的地段;

(4)避免孤立突出的地形位置作建筑場地;

(5)盡可能避開地下水埋深過淺的地段作建筑場地;

(6)巖溶地區(qū)地下不深處有大溶洞，地震時(shí)可能會(huì)塌陷，不宜作建筑場地。

抗震措施(持力層和基礎(chǔ)方案的選擇)：

(1)基礎(chǔ)要砌置于堅(jiān)硬、密實(shí)的地基上，避免松軟地基;

(2)基礎(chǔ)砌置深度要大些，以防止地震時(shí)建筑物的傾倒;

(3)同一建筑物不要并用幾種不同型式的基礎(chǔ);

(4)同一建筑物的基礎(chǔ)，不要跨越在性質(zhì)顯著不同或厚度變化很大的地基土上;

(5)建筑物的基礎(chǔ)要以剛性強(qiáng)的聯(lián)結(jié)梁連成一個(gè)整體。

5.簡述地震發(fā)生的條件

(1)介質(zhì)條件：多發(fā)生在堅(jiān)硬巖石中。

(2)結(jié)構(gòu)條件：多產(chǎn)生在活斷層的一些特定部位:端點(diǎn)、拐點(diǎn)、交匯點(diǎn)等。

(3)構(gòu)造應(yīng)力條件：多發(fā)生在現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的部位，應(yīng)力集中。

6.簡述地震效應(yīng)類型

地震效應(yīng)可以分為振動(dòng)破壞效應(yīng)、地面破壞效應(yīng)和斜坡破壞效應(yīng)。

(1)振動(dòng)破壞效應(yīng)：地震發(fā)生時(shí)，地震波在巖土體中傳播而引起強(qiáng)烈的地面運(yùn)動(dòng)，使建筑物的地基基礎(chǔ)以及上部結(jié)構(gòu)都發(fā)生振動(dòng)，給它施加了一個(gè)附加荷載即地震力。當(dāng)?shù)卣鹆_(dá)到某一限度時(shí)，建筑物即發(fā)生破壞。這種由于地震力作用直接引起建筑物的破壞，稱為振動(dòng)破壞效應(yīng)。

(2)地面破壞效應(yīng)：地面破壞效應(yīng)可分為破裂效應(yīng)和地基效應(yīng)兩種基本類型。前者指的是強(qiáng)震導(dǎo)致地面巖土體直接出現(xiàn)破裂和位移，從而引起附近的或跨越破裂帶的建筑物變形或破壞。后者指的是地震使松軟土體壓密下沉、砂土液化、淤泥塑流變形等，而導(dǎo)致地基失效，使上部建筑物破壞。

(3)斜坡破壞效應(yīng)：包括地震導(dǎo)致的滑坡、崩塌或泥石流等，主要發(fā)生在山區(qū)和丘陵地帶。

7.我國地震地質(zhì)的基本特征

(1)強(qiáng)震活動(dòng)受活動(dòng)構(gòu)造的嚴(yán)格控制。

(2)大陸地震受控于現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場特征。

(3)強(qiáng)震活動(dòng)經(jīng)常發(fā)生在斷裂帶應(yīng)力集中的特定地段上。

(4)絕大多數(shù)強(qiáng)震發(fā)生在一些穩(wěn)定斷塊邊緣的深大斷裂帶上，而穩(wěn)定斷塊內(nèi)部很少或基本沒有強(qiáng)震分布。

(5)裂谷型斷陷盆地控制了強(qiáng)震的發(fā)生。

8.簡述地震小區(qū)劃的概念及其原理和劃分方法

地震小區(qū)劃是對城市或工程場地范圍內(nèi)可能遭遇的地震強(qiáng)度及其特點(diǎn)的劃分。它除了考慮潛在震源情況、傳播路徑的因素外，還根據(jù)場地地質(zhì)活動(dòng)構(gòu)造與地貌條件給出場地地震影響場的分布。

地震小區(qū)劃包括地震動(dòng)小區(qū)劃和地震地質(zhì)災(zāi)害小區(qū)劃。

(1)地震動(dòng)小區(qū)劃不僅要對城市所在范圍內(nèi)的場地類別和地震動(dòng)時(shí)振動(dòng)輕重程度作出詳細(xì)劃分，指出各小區(qū)場地對建筑物抗震的有利或不利程度，指明各小區(qū)具體的不利因素以及可能發(fā)生的地基失效類型，而且要對城市范圍內(nèi)各小區(qū)提出具有概率意義的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)等，包括地面運(yùn)動(dòng)峰值加速度、峰值速度、地震動(dòng)持時(shí)、場地卓越周期、加速度反應(yīng)譜等一系列指標(biāo)。

(2)地震地質(zhì)災(zāi)害小區(qū)劃應(yīng)包括砂土液化、軟土震陷、地震斷層、地震滑坡等內(nèi)容。

9.簡述我國地震分布規(guī)律

我國地處環(huán)太平洋與地中海-喜馬拉雅兩大地震帶之間，地震分布比較普遍。除中國臺(tái)灣東部、西藏南部和吉林東部地震屬板塊邊緣消減帶地震活動(dòng)外，其余廣大地域均屬板內(nèi)地震活動(dòng)。而且絕大多數(shù)強(qiáng)震都發(fā)生在穩(wěn)定斷塊邊緣的一些規(guī)模巨大的區(qū)域性深大斷裂帶上或斷陷盆地之內(nèi)。主要地震區(qū)與活動(dòng)構(gòu)造帶關(guān)系密切。中國科學(xué)院地球物理研究所把我國分為23 個(gè)地震帶。其中最主要的地震帶有：中國臺(tái)灣與東南沿海地震帶;郯城-廬江地震帶;南北陽地震帶;華北地震帶;西藏-滇南地震帶;天山南北地震帶。

10.砂土液化的概念

飽水砂土在地震、動(dòng)力荷載或其它物理作用下，受到強(qiáng)烈振動(dòng)而喪失抗剪強(qiáng)度，使砂粒處于懸浮狀態(tài)，致使地基失效的作用或現(xiàn)象。

11.影響砂土液化的因素

(1)土的類型及性質(zhì)

粒度：粉、細(xì)砂土最易液化。

密實(shí)度：松砂極易液化，密砂不易液化。

成因及年代：多為沖積成因的粉細(xì)砂土，如濱海平原、河口三角洲等。沉積年代較新：結(jié)構(gòu)松散、

含水量豐富、地下水位淺。

(2)飽和砂土的埋藏分布條件：砂層上覆地震愈強(qiáng)，歷時(shí)愈長，則愈引起砂土液化，而且波及范圍愈廣非液化土層愈厚，液化可能性愈小;地下水位埋深愈大，愈不易液化。

(3)地震活動(dòng)的強(qiáng)度及歷時(shí)：地震愈強(qiáng)，歷時(shí)愈長，則愈引起砂土液化，而且波及范圍愈廣。

12.地震砂土液化的機(jī)理

機(jī)理：地震時(shí)飽水砂土中形成的超孔隙水壓力使土的抗剪強(qiáng)度降低和喪失。

具體來說，砂土依靠顆粒間的摩擦力維持本身的穩(wěn)定，這種摩擦力主要取決與顆粒間的法向壓力，而飽和砂土由于孔隙水壓力的存在，其抗剪強(qiáng)度小于干砂的抗剪強(qiáng)度(顆粒間摩擦力)，地震過程中，砂土將趨于密實(shí)，并伴隨排水的現(xiàn)象，而由于砂土變密實(shí)，其透水變差。從而產(chǎn)生了剩余孔隙水壓力(超孔隙水壓力)，顯然，此時(shí)的抗剪強(qiáng)度更低了，而且隨著振動(dòng)持續(xù)時(shí)間增長，剩余空隙水壓力不斷累積增大，從而使砂土的抗剪強(qiáng)度持續(xù)降低，直至完全喪失。

13.砂土振動(dòng)液化的評(píng)價(jià)方法(即判別方法)

評(píng)價(jià)方法：①標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別;②靜力觸探試驗(yàn)判別;③剪切波速試驗(yàn)判別;④ 土的相對密實(shí)度判別。

14. 砂土振動(dòng)液化對工程建筑的影響及防護(hù)措施(重點(diǎn)：防護(hù)措施)

影響：(1)地面下沉 (2)地表塌陷 (3)地基土承載力喪失 (4)地面流滑

防護(hù)措施：振沖法、排滲法、強(qiáng)夯法、爆炸振密法、板樁圍封法、換土、增加蓋重。

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