[发明专利]一种软土场地震陷量的判别方法

权利要求书

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S_r＝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a_max：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△h_i；土层埋深h_z，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γ_i；

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σ_d的计算公式为：

σ_d＝2τ_tn

式中γ_d＝1-0.0133h_z；h_z为土层埋深；a_max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σ_1i＝σ₀+σ_d；土层水平向应力σ_3i＝k_0iσ_1i；k_0i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ε_v；

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R_f＝(σ₁-σ₃)_f/(σ₁-σ₃)_ult求出R_f，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/ap_a)与lg(1/σ₃p_a)为线性关系，p_a为大气压，p_a＝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、R_f；

(4)土层的变形模量E_t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σ_1i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E_t，土层变形量S₀为各层土压缩量[σ_1i/E_t]_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S_r＝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。