探讨岩土工程勘察中抗震设计参数取值问题

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:汤豪
[导读] 摘要:经济在快速发展,社会在不断进步,工程建设在不断增多,抗震设计参数是影响抗震设计的重要因素,抗震设计参数主要有抗震设防烈度、设计基本地震加速度、设计地震分组、反应谱特征周期,本文主要是通过实例探讨在岩土工程勘察中如何提供正确、合理的抗震设计参数。
        四川省川建勘察设计院  四川省成都市  610000
        摘要:经济在快速发展,社会在不断进步,工程建设在不断增多,抗震设计参数是影响抗震设计的重要因素,抗震设计参数主要有抗震设防烈度、设计基本地震加速度、设计地震分组、反应谱特征周期,本文主要是通过实例探讨在岩土工程勘察中如何提供正确、合理的抗震设计参数。
        关键词:抗震设防烈度;设计基本地震加速度;设计地震分组;反应谱特征周期
        引言
        随着我国大力发展城市化建设,各种工程类项目数的数量和规模开始进一步增加。尤其是对岩土工程而言,经济的发展不仅给其带来了发展机遇,也带来了挑战,人们对岩土工程的设计与施工提出了更高标准的要求。而地质问题作为影响岩土工程勘察设计与施工环节中的重要影响因素,是相关工作人员重点研究的问题之一。所谓的岩土工程,通俗的来讲就是指与岩石、土地以及地下水有关的土木工程,它的主要研究对象就是解析岩体与土体的工程问题,所以相关工作人员要积极获取相关地质资料,排除各种地质问题,以便从根本上提升岩土工程的施工质量。
        1 岩土工程设计中的抗震作用
        目前,我国的经济在快速发展,社会在不断进步,相比于普通的建筑工程,岩土工程设计具有一定的复杂性、地域性、自然性特征,在原有地貌特征上进行设计工作与所在区域自然环境息息相关。岩土工程建设的主要目的是对岩土结构的改造与重组,通过相应的技术方法,提高岩土结构的抗灾害能力,降低自然灾害对人员生命和周围环境造成的不利影响。岩土结构的改造工程,通过改变岩土的结构形式从而起到抗震的效果,从而提高地基稳定性与构筑物的安全。这种操作方法主要是让岩土结构在地震灾害发生时能够具有抗冲击、抗荷载的作用,由于地震灾害具有不可控、不可测的特点,在无法控制地震灾害强度和次数的情况下,通过改变岩土结构降低地震带来的伤害具有很大意义。需要注意的是在岩土工程设计中,除了要考虑结构安全性、稳定性,还要将山体滑坡问题考虑到设计中去,受到地域条件的影响,在发生地震灾害的时候很容易引发身体滑坡,造成人员伤亡与经济损失,将这一因素考虑在内,能够提高抗震设计的可靠性。通过改造岩土结构,提高岩土内部的坚硬度和土层持力效果,实现防风固沙的作用,促进工程抗灾害能力的实现。
        2岩土工程勘察中抗震设计参数确定
        2.1抗震规范抗震参数查询优缺点
        目前,我国是科学技术迅猛发展的新时期,“抗震规范”优点根据场地的所在地的行政区域,如果是县级及县级以上城镇可直接查询“抗震规范”附录A就可以直接确定场地烈度、加速度和地震分组进行确定;场地的特征周期确定,需根据“抗震规范”附录A确定的设计地震分组结和勘察工作确定的场地类别,查询“抗震规范”确定场地特征周期。“抗震规范”地震参数确定缺点是行政区域只到县级及以上城镇,不能查询到县级以下的乡、镇、村。县级以下区域内的建设工程抗震参数查询只能按其所在的县、区进行查询确定,有可能人为的提高了抗震参数。
        2.2 岩土工程设计地震动参数确定差异
        虽然不同行业岩土工程设计的地震动参数确定存在一定差异,但其大多是从《建筑抗震设计规范》以及《中国地震动参数区划图》标准规范中进行设计应用的。其中基于《建筑抗震设计规范》的岩土工程地震动参数确定方式,是地震加速度设计结合作用的。在此标准规范作用下,县级以上的行政区按照设防地震距离被划分为 3 组,并根据地区地震的烈度情况进行分类。岩土工程地震动参数设计确定人员可直接通过查询抗震设防的地震烈度以及对应的地震加速度值,来得出地震加速度反应谱的特征周期。此参数是以地震影响系数形式进行显示的,具体内容,如下公式所示:
       
        而基于《中国地震动参数区划图》的岩土工程地震动参数确定方式,其作为强制性的标准,被应用于各类国土资源规划、工程建设以及防震减灾规范过程。具体来说,这一标准规范是通过《中国地震动反应谱特征周期区划图》、《中国地震动峰值加速度区划图》以及地震动反应谱特征周期土层调整表,来确定岩土工程地震动参数的。如表 1 所示,为地震加速度分档表。这种岩土工程设计地震动参数的确定是根据施工建设场地的经纬度坐标,来进行查询的。其与《建筑抗震设计规范》下的地震动参数确定方式不同,其还能根据场地类型,对反应谱特征周期进行相应的调整。还可利用工程地表设计的地震动峰值加速度和调整反应谱特征周期,来构造工程场地的反应谱。此外,据相关数据统计,第一种确定方式主要作用于建筑类工程,而第二种能够作用于不同类型的建筑物或构筑物,这就意味着第二种地震动参数确定的适用范围具有一定通用性。在《中国地震动参数区划图》上,地震加速度峰值与反应谱特征周期的分区是根据地震环境确定的,等值线的划分不考虑行政区域,这从抗震设计角度讲较精确,可靠性更好。《建筑抗震设计规范》提供的是按县级行政区取值,并将此值应用于整个行政区范围。这样做的结果在实际应用中较为方便,但在同一行政区跨越几个地震加速度峰值时,在有些地区会造成抗震设防水平过高或过低的情况。
        表 1地震加速度分档表
       
        2.3 以抗震等级为依据进行抗震性设计
        抗震等级是岩土工程结构抵抗地震灾害的能力等级,结合现场情况与以往的地震现象进行科学的等级划分,能够达到节约资源,提高结构性能的效果。严格按照抗震标准规范和相关要求对结构中的梁、墙等重要结构进行优化设计,当地震灾害发生时,确保岩土工程结构条件满足抗震防护标准,真正达到小震不坏、中震可修、大震不倒的效果。混凝土作为岩土工程最为重要结构类型,在设计和施工的过程中要确保在面对高烈度地震灾害时能够具有很好的延展性与承载力,保障整体结构的安全性、稳定性,是岩土工程内部每个环节、每个部分都能够具有很好的抗震性能。除了要注重整体结构的安全,还要确保每个节点、重要环节不会被破坏,结构设计中同一层之间的柱可以均衡的承受地震灾害带来的作用力,确保梁、柱之间的有效结合,从而提升岩土工程的抗震性能。
        结语
        1)在执行项目中,要熟练掌握国外标准体系相关条款,注意各种参数之间的差异及不同。明确采用的具体规范,各种参数不能生搬硬套。2)土层分类原则相同,但参考的指标侧重点不同,中外标准土的类别互有重叠。3)中外标准在抗震设计原则、PGA 的确定、区划图特征、反应谱、特征周期以及液化计算方面有一定差异。4)在参数换算时,要注意基准地层和超越概率的确定。本文提出了参数选取流程,国内单位在执行项目过程中要改变思路,适应国外标准,需要认真研究相关文献,积累工程数据,还要及时关注国外标准及当地区划图及抗震规范版本的变化情况,及时更新,建立动态的数据库,做好中外对比,取长补短。5)中标抗震规范逐步与国际标准接轨,某些条款具有优势,在实践中要合理推行中标。
        参考文献:
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        [3]刘东鹏.基于边坡支护工程设计常见的岩土工程勘察问题分析[J].西部资源,2019(5):77–78.
        [4]刘兴,付厚利,秦哲,等.深基坑边坡支护方案的设计与分析[J].建筑技术,2019,50(3)298–300.
        [5]杨振莉.土木工程施工中的边坡支护技术要点[J].建筑技术开发,2017,44(7):105–106.
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