[发明专利]一种基于标准贯入试验的饱和砂土液化检测方法

说明书

本发明涉及一种基于标准贯入试验的饱和砂土液化检测方法，包括以下步骤：建立与饱和砂土埋深、地下水位深度、细粒含量、震级和地震峰值加速度有关的饱和砂土液化检测模型，得到临界标贯击数；利用临界标贯击数和修正的实测标贯击数进行饱和砂土液化判别。与现有技术相比，弥补了建筑抗震设计规范(GB 50011—2010)中液化判别公式在饱和砂土浅层偏于冒险、深层偏于保守的缺陷，使检测结果更加精确；在各种烈度下可满足多种埋深和细粒含量的土体液化判别，具有广泛的适用性；判别公式形式简单、考虑全面，适合实际工程中使用；基于国外液化数据库，地震场地较多且数据量大，具有较好的代表性，易于推广。

技术领域

本发明涉及地震场地饱和砂土液化判别领域，尤其是涉及一种基于标准贯入试验的饱和砂土液化检测方法。

背景技术

饱和砂土液化一直是地震灾害后引起建筑物地基及上部结构破坏的主要原因之一，造成了巨大的生命安全财产损失，其可能导致地震场地出现流砂、地基沉陷、土体侧移等现象。鉴于我国复杂的工程地质及水文地质条件以及潜在地震发生的危险性，研究饱和砂土液化发生机理、发展液化判别方法和相应地震设防技术得到学术界和工程界的一致重视，因此对地震多发区场地进行液化判别，针对性地进行地震设防具有重大意义。在工程实践中，利用基于标准贯入试验(SPT)、剪切波速试验(V_s)或静力触探试验(CPT)等原位试验的经验判别方法进行场地饱和砂土液化判别已成为一种行之有效的方法。其中标准贯入试验由于其操作简便、使用经验丰富等优势，已成为液化判别应用最为广泛的方法。

在我国，《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010，2016年版)规定了一种基于标准贯入试验(SPT)和饱和砂土埋深、地下水位、未修正的实测标贯击数、粘粒含量等土层常规参数的对数形式液化经验判别方法(以下称2010建规法)。其基本形式如下：

式中，N_cr2010为2010建规法的临界标贯击数，N₀为临界标贯击数基准值，d_s为饱和砂土埋深(m)，d_w为地下水位深度(m)，ρ_c为黏粒含量百分率，β为调整系数，设计地震第一组取0.80，第二组取0.95，第三组取1.05。当某一场地的临界标贯击数N_cr2010＞N₁时，判别为液化，N₁为未修正实测标贯击数。

该方法本质上是以《建筑抗震设计规范》(GB 50011-1989)为基础，经过30年不断改进，考虑延续性的又一次修正。但近年来，国内许多建设难度高、工程量大的重大工程逐步建设，对建筑场地的地震设防提出了更高的要求，上述规范方法在一定程度上已不能满足工程建设的需要，尤其是2010建规法存在饱和砂土浅层判别偏于冒险、砂土深层偏于保守的缺陷。

在国外，自Seed首次提出基于标准贯入试验的饱和砂土液化判别简化方法以来，经过了许多学者的修正完善，其中Youd和Idriss召集NCEER(美国国家地震研究中心)专家组，改进和完善了Seed方法，于2001年发表了该研究的总结报告。此方法也被收录入美国规范(ASCE/SEI 7-05)，作为推荐的液化判别方法(下称Seed法)。其基本形式如下：

FS＝(CRR_7.5/CSR)·MSF

式中，CSR为循环应力比(Cyclic Stress Ratio)，CRR为循环抗力比(CyclicResistance Ratio)，MSF为震级修正系数，FS为安全系数，若FS＞1即判别为非液化，反之，则判别为液化，其基于修正的实测标贯击数的标贯击数(N₁)₆₀，该判别方法与国内规范方法有较大差别。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述规范液化判别公式存在的缺陷而提供一种基于标准贯入试验的饱和砂土液化检测方法。