·14· 北京科技大学学报 2006年第1期 建筑物n级破坏修复费用与重建费用之比)较 失效概率，见表2；MDF(T)为总平均损失率；)为 高.对珠三角活动断裂引起的损失率（可参考表1 加权因子，取5~10（地面设施取5，地下设施取 值)，依据具体情况，尤其是结构物与断层的位置 10). 关系来选定 表2珠江三角洲地区劣质地基失效概率 表1珠江三角洲地区活动断层破裂引起的损失率 Table 2 Failure probability of inferior foundation in the Pearl Riv. Table 1 Loss rates in the Pearl River Delta caused by active fault er Delta break 场地烈度 沉积类型 损失率/% TI用XXⅪⅫ 震级 位移/m 地下结构 地面结构 河酒有潮水道 520406080100100 6.00 0.2 20-50 0-10 淤泥区和淤泥上的填土3153040608090 6.50 0.6 40-80 0-30 全新世冲积层，水位<3m 2102030406080 6.75 1.0 60-100 2-70 全新世冲积层，水位>3m0.5257122540 7.50 3.5 80-100 10一100 晚更新世冲积层 0.10.5124710 8.00 10.0 100 20-100 但随着人们对砂土液化认识和研究的逐步深 2.2珠三角砂土液化震害评判 入，发现砂土层尽管液化了，但不一定全都形成震 砂土液化会导致一系列的震害，如大面积地 害.近些年各地大地震的宏观经验表明，液化土 面沉降、地基强度失效、建筑物开裂、桥粱破坏. 层一方面可能造成地基失效，加重房屋震害；另一 砂土液化是多种因素共同影响的结果，震级大小、 方面又可能减小传递给房屋结构的地震能量，减 震中远近、地震作用时间等为其外在影响因素；内 小震害.土层液化对房屋遭到的地震荷载的影响 在影响因素则反映在土层多形成于全新世且是饱 比较复杂，取决于许多因素.研究如何利用珠江 水的，砂土为松散~稍密状态，砂土颗粒粒径为粉 三角洲大量分布的液化土层吸收部分地震能量将 砂、细砂及粉土， 是减震防灾的一个趋势 珠三角地下水位较高，在主干河道两旁及滨 2,3珠三角软土震陷分析与评判 海沿岸一带，地下水位埋深甚至仅1m左右.而 软土震陷是软土在地震快速而频繁的加荷作 第四纪沉积物除三角洲边缘底部外多为全新世以 用下，土体的结构受到扰动，导致软土层塑性区的 来沉积而成，广泛分布有埋藏较浅的3~6m厚的 扩大或强度的降低，从而使建筑物产生附加沉降 松散淤泥质粉细砂和3~6m厚的松散一稍密状 珠江三角洲地区软土分布十分广泛，常具有 态的砂土且该地区的基本烈度多为7度，由此可 双层或多层结构.自上而下，第一层软土为全新 以依据《建筑抗震设计规范》(GB50011一2001)5) 世晚期沉积，含水量40%~70%，极易触变流动， 初步判断：在强震作用下，珠三角一带必将产生砂 承载力小于70kPa,层位稳定，顶板埋深0~3m, 土液化，此类土层在顺德、东莞、中山、珠海、新会 厚度5~48m,该层在整个珠江三角洲地区均有 和广州等地广泛分布，同时，通过结合多个单体 分布.第二层软土为全新世早期沉积土层，常夹 工程场地，主要采用标准贯入试验和剪切波速 粉细砂，顶板埋深10~20m,厚度3~9m,含水量 法[6]，对珠江三角洲地区的砂土层液化进行了详 35%一55%，承载力50~80kPa,主要分布在西江 细评判，得出轻微~严重液化的砂土层均有分布， 和北江三角洲中部及前缘一带.有些地段的第一 与初判结果符合.由于埋藏较浅(<20m)的全新 层软土和第二层软土呈连续沉积，厚度比较大， 世饱和粉（细）砂土在珠三角广泛分布，从而使其 第三层软土为晚更新世末期沉积，含水量30%~ 成为珠三角未来场地震害的主要破坏形式之一， 50%,承载力60~100kPa,主要分布在珠江三角 砂士液化造成的地基失效震害损失率，可参 洲中部和前缘地带，而三角洲的顶端常常缺失，顶 照旧金山地震的经验数据，并按下式计算： 板埋深17~39m,厚2~8m.另外还有些河漫滩 MDF(PG)=MDF(S)XP(GFI)Xi (1) 淤泥分布于南海、三水和广州等地，顶板埋深15~ MDF(T)=MDF(S)+MDF(PG)(2) 30m,厚3~5m.由此可见，自上而下软土层的含 式中，MDF(PG)为劣质地基造成的平均损失率； 水量逐渐减少，而力学强度是逐渐增大的，珠江 MDF(S)为震动平均损失率；P(GFI)为劣质地基 三角洲软土层的上述特点，在地震作用下易引起北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 6 年第 l 期 建筑物 n 级 破 坏 修复 费用 与重 建 费用 之 比 )较 高 . 对 珠三 角活动 断裂 引起 的损 失率 (可参考表 1 值 ) , 依据 具体情 况 , 尤其 是结构 物与断 层 的 位置 关系来选定 . 表 l 珠江三角洲地 区活动断层破裂引起的损失率 aT b l e I L 璐 5 r a t e s i n t h e P ear l Ri v e r D e lat e a u s e d b y a e t i v e fa u lt b er ak 损失率 / % 震级 位移 / m 地下结构 地面结构 6 . 0 0 0 . 2 2 0 一 5 0 0 一 10 6 . 5 0 0 . 6 4 0 一 8 0 0 一 3 0 6 . 7 5 1 . 0 6 0 一 1 0 0 2 一 7 0 7 , 5 0 3 . 5 8 0 一 10 0 1 0 一 10 0 失效概 率 , 见 表 ;2 M D (F T )为 总平 均损失率 ;j 为 加权 因子 , 取 5 一 10 ( 地 面 设施 取 5 , 地 下设 施取 1 0 ) . 表 2 珠江三角洲地 区劣质地基失效概率 T a b l e 2 F a 盛I u er P r o b a b ili t y o f i n fe r i o r fo u dn a t i o n i n t h e P ae r l R i v · e r D e lat 场地烈度 沉积类型 — VI 孤 珊 XI X 兀 孤 河槽有潮水道 5 2 0 4 0 6 0 8 0 10 0 10 0 淤泥区 和淤泥上的填土 3 1 5 3 0 40 6 0 8 0 9 0 全新世冲积层 , 水位 < 3 m 2 1 0 20 30 4 0 6 0 5 0 全新世冲积层 , 水位 ) 3 m 0 . 5 2 5 7 22 2 5 4 0 晚更新世冲积层 0 . 1 0 . 5 1 2 4 7 10 8 . 0 0 1 0 . 0 2 0 一 1 0 0 2 . 2 珠三 角砂土液化震害评判 砂土 液化 会导 致 一 系列 的震 害 , 如大面 积 地 面沉降 、 地 基 强 度失效 、 建筑物 开 裂 、 桥梁 破 坏 . 砂 土液 化是多 种 因素共同影响 的结果 , 震级大小 、 震 中远近 、 地 震作用 时间等为其外在影 响因 素; 内 在 影 响因素则 反映在 土层 多形 成于全新世 且是 饱 水 的 , 砂土 为松散 一 稍 密状态 , 砂 土颗粒粒径为 粉 砂 、 细砂及 粉土 珠三 角地下 水 位较高 , 在 主 干河 道两 旁及 滨 海 沿岸一带 , 地 下 水位埋 深 甚 至仅 l m 左 右 . 而 第四纪沉 积物 除三角洲边缘底 部外多为全 新世 以 来沉积而 成 , 广 泛分布有埋藏较浅 的 3 一 6 m 厚 的 松散淤 泥质粉细砂 和 3 一 6 m 厚 的松散 一 稍密状 态 的砂土 且该地 区的基本烈度多 为 7 度 . 由此 可 以依据 <建 筑抗震设计规 范》 (邻s o o z r一2 0 0 1 ) [ 5 ] 初步判断 : 在强震 作用 下 , 珠三 角一带必将产生砂 土液 化 , 此类土 层在 顺德 、 东 莞 、 中山 、 珠海 、 新会 和 广州 等地 广 泛 分 布 . 同时 , 通过结合多 个单 体 工 程 场 地 , 主 要 采 用 标 准 贯入 试验和 剪 切 波 速 法 闹 , 对珠 江三 角洲 地 区 的砂 土 层液 化进 行 了详 细评判 , 得 出轻微 一 严重液化的砂土 层均有 分布 , 与初 判结果 符合 . 由于埋藏较浅 ( < 20 m )的全 新 世饱和粉 (细 )砂 土 在珠三角广泛分布 , 从而使其 成为珠 三 角未来场地 震 害的主要 破坏形 式之 一 砂 土液化 造成 的地 基 失效 震 害损 失 率 , 可 参 照 旧 金 山地 震 的经验数据汇7〕 , 并按下式计算 : M D F ( P G ) = M D F ( S ) X P ( G F I ) X 少 M D F ( T ) = M D F ( S ) + M D F ( P G ) 式 中 , M D (F P G )为劣质地 基造成 的平均损失率 ; M l〕(F )S 为震动平均 损 失 率 ; P ( G FI )为 劣质地基 但随着人 们对砂 土液 化认识和研 究 的逐 步深 入 , 发现砂 土 层尽管 液化 了 , 但 不一 定全都形 成震 害 . 近些 年各地 大地 震 的 宏观 经 验 表 明 , 液 化土 层 一方面 可能 造成地 基失效 , 加重 房屋 震害 ; 另一 方面 又可能减 小传 递 给 房屋 结 构 的地 震 能 量 , 减 小 震害 . 土层液 化 对房屋遭到 的 地震 荷载 的影 响 比较 复杂 , 取 决于许多 因素 . 研 究如 何利用 珠 江 三角 洲大量 分布 的液化 土层 吸收部 分地 震能量 将 是减 震 防灾 的一 个趋势 . 2 . 3 珠三 角软土震陷分 析与 评判 软土震 陷是软土在 地震快速而 频繁 的加荷作 用下 , 土体的结构 受到扰动 , 导 致软土层塑性 区的 扩大 或强度的降低 , 从而 使建筑物 产生 附加沉 降 . 珠江三角洲地 区 软 土 分布十分 广泛 , 常具 有 双层 或多层 结构 . 自上 而 下 , 第一 层软土 为全 新 世晚期沉积 , 含水 量 40 % 一 70 % , 极 易触 变流动 , 承 载力小于 70 k P a , 层 位稳定 , 顶板 埋 深 0 一 3 m , 厚度 5 一 48 m , 该层 在 整 个珠 江三 角 洲地 区 均 有 分布 . 第二 层 软 土为 全 新 世早期沉 积土 层 , 常夹 粉细砂 , 顶板埋深 10 一 20 m , 厚度 3 一 g m , 含 水量 3 5 % 一 5 5 % , 承 载力 5 0 一 8 0 k P a , 主要分布在 西江 和 北江三 角洲 中部及前缘一带 . 有些 地段 的第一 层软土 和 第二 层 软土 呈 连续沉 积 , 厚 度 比较大 . 第三层软土 为晚更新世末期沉积 , 含 水量 30 % 一 50 % , 承载 力 60 一 10 0 k P a , 主 要 分 布在珠 江 三 角 洲 中部和 前缘地 带 , 而三 角洲的 顶端常 常缺失 , 顶 板 埋深 17 一 39 m , 厚 2 一 8 m . 另外还有些 河漫滩 淤 泥分布于南 海 、 三 水和 广州等地 , 顶板 埋深 15 一 3 O m , 厚 3 一 5 m . 由此 可见 , 自上 而下软土 层 的含 水 量逐 渐 减 少 , 而 力学 强 度是 逐渐增 大的 . 珠 江 三 角洲软 土层 的 上述特 点 , 在 地 震作 用下 易 引起 、 、 、 , 才 ,ù. 2 了 ` 、叮、/