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公路隧道抗震设计规范JTG.T2232-01-2019简介:
《公路隧道抗震设计规范》JTG.T2232-01-2019,全称是中国交通运输部发布的《公路隧道抗震设计技术规范》。该规范是中国公路隧道在抗震设计领域的技术标准,它提供了一套系统的、科学的指导原则和方法,用于确保公路隧道在地震等自然灾害中的安全性和耐震性。
该规范主要包括以下内容: 1. 确定了公路隧道抗震设计的基本原则,包括结构的抗震性能目标、设计地震烈度的确定、以及抗震设计的基本要求。 2. 规定了公路隧道结构的抗震设计方法,如结构体系的选择、抗震计算方法、抗震构造措施等。 3. 对于隧道的建筑材料、构造要求、抗震性能检测及验收等都有详细的规定。 4. 对于特殊地质条件、特殊结构形式和特殊地震波形等特殊情况下的抗震设计也有专门的处理方法。
JTG.T2232-01-2019的发布,对于保障公路隧道在地震等极端条件下的安全运行,提高公路工程的抗震性能,保障人民生命财产安全具有重要意义。
公路隧道抗震设计规范JTG.T2232-01-2019部分内容预览:
4.3.2验算天然地基地震作用下的竖向承载力时,按地震作用组合计算的基础底面压 应力和边缘最大压力应符合下列各式要求:
P≤ faE Pmax ≤1.2fa
式中:P一地震作用组合下的基础底面平均压力; Pmax——地震作用组合下的基础边缘的最大压力。 条文说明 地基基础的抗震验算《乘用车公路运输栓紧带式固定技术要求 GB/T31083-2014》,一般采用所谓“静力法”,此法假定地震作用如同静力,然后 在这种条件下验算地基和基础的承载力和稳定性。所列的公式主要是参考相关规范的规 定提出的。
式中:P—地震作用组合下的基础底面平均压力;
4.4.1抗震设防地震动分档0.05g的地区内对液化沉陷敏感的隧道结构,宜按抗震设防 地震动分档为0.10g的要求进行场地地震液化判别和处理;抗震设防地震动分档为0.10g 及以上的地区,A类结构物应进行专门的场地液化勘察和处理,B、C类隧道结构可按本 地区抗震设防烈度的要求进行场地地震液化判别
本条规定王要依据液化场地的震害调查结果。多数资料表明抗震设防地震动分档为 0.05g的地区,液化对一般隧道结构物所造成的震害是比较轻的,一般情况下可不进行液 化判别和处理。但对液化沉陷敏感的隧道结构物(如沉管隧道、明挖隧道,山岭隧道和 盾构隧道的浅埋段、洞口段)可按抗震设防地震动分档为0.10g的要求进行判别和处理。 由于A类隧道结构物(包括相当于A类隧道结构物的其他特别重要工程)的地震作用要
本条规定王要依据液化场地的震害调查结果。多数资料表明抗震设防地震动分档为 0.05g的地区,液化对一般隧道结构物所造成的震害是比较轻的,一般情况下可不进行液 化判别和处理。但对液化沉陷敏感的隧道结构物(如沉管隧道、明挖隧道,山岭隧道和 盾构隧道的浅埋段、洞口段)可按抗震设防地震动分档为0.10g的要求进行判别和处理。 由于A类隧道结构物(包括相当于A类隧道结构物的其他特别重要工程)的地震作用要
本地区设防烈度提高一度计算,当为VII、IX度时尚应专门进行研究,所以本条相应地 定A类工程结构物在抗震设防地震动分档大于和等于0.10g的地区应进行专门的液化 容和处理,
4.4.2存在饱和松砂和饱和粉土的地基,除抗震设防地震动分档为0.05g的地区外,应 行液化判别。砾粒含量较高的饱和砂土、粉土,饱和粉细砂与粉质互层土、混砂土, 液化可能性宜做专门研究,
饱和松沙和饱和粉土属于可液化土层,这已经被历次地震的震害调查结果所证实。 所以对于存在饱和松砂和饱和粉土的地基,除抗震设防地震动分档为0.05g的地区外,应 进行液化判别。 含砾粒砂土、粉质黏土与粉砂互层土、混砂土可能发生液化,但目前对其液化性能 的研究尚不充分,对其液化问题作为砂土或粉土处理,也是不合适的,应进行专门的研
4.4.3一般地基地面以下15m,桩基和基础埋置深度大于5m的天然地基,地面以下 20m范围内有饱和砂土或饱和粉土(不含黄土),符合下列条件之一时,可初步判别为 不液化或不考虑液化影响: 1地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前,且地震动峰值加速度小于0.40g的 地区,可判别为不液化。 2地震动峰值加速度为0.10g(0.15g)、0.20g(0.30g)和0.40g的地区,粉土的黏 粒(粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率分别不小于10、13和16时,可判为不液化 土。 注:用于液化判别的黏粒含量系采用六偏磷酸钠作为分散剂测定,采用其他方法时应按有关规定换算 3浅埋天然地基的结构物,当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之 时,可不考虑液化影响:
式中:d一上覆盖非液化土层厚度(m),计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除; do一液化土特征深度(m),可按表4.4.3采用; dw一一地下水位深度(m),宜按设计基准期内年平均最高水位采用,也可按近期 内年最高水位采用:
础埋置深度(m),不超过2m时应采用2m。
表4.4.3液化士特征深度d(m)
4.4.4需进一步进行液化判别时,应采用标准贯入试验进行地面下15m深度范围内土 勺液化判别;采用桩基或基础埋深大于5m的基础时,还应进行地面下15m~20m范围 内土的液化判别。当饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入锤
数临界值N。时,应判为液化主。有成熟经验时,也可采用其他判别方法。液化判别标 贯入锤击数临界值的计算,应符合下列规定: 1在地面下15m深度范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算
式中:Vr 修正的液化判别标准贯入锤击数临界值; 黏粒含量百分率(%),当小于3或为砂土时,应采用
N.r=N.[0.9+0.1(d,dw)l/3/p
N.r= N。(2.4 0.1d.w)/3/p
表4.4.4液化判别标准贯入锤击数基准值Ns
本条文主要给出了场地地震液化的进一步判别方法。 液化判别的深度。汶川地震砂土液化现场考察发现4个不同地区的村庄均出现了液 化喷水高度达10m以上的情况,勘察确认了20m以内深处土层液化的真实性。过去的多 次大地震中也发现,地面以下15~20m的粉细砂层可能发生液化。另外,考虑到隧道结 构特殊性,隧道洞门埋深较浅、浅埋隧道,上面覆盖层较薄。因此,地面以下15~20m 范围内土层的液化,可能引起地下隧道洞门和洞身结构的严重破坏或上浮,对地面以下 20m土层进行液化判别是非常必要的。所以本条文关于液化判别的深度引用了《抗震规 范》的规定,即:对地面以下20m深度范围的饱和砂土、粉土应采用标准贯入试验法判 别。 对超过20m深度土层的深层土液化问题,目前的研究还不够深入,当隧道结构底面 埋深超过20m时,对深层土层的液化问题,有必要进行专门的研究。 进一步判别时宜采用多种方法进行分析、比较和判断。当有成熟经验时,尚可采用 其他液化判别方法。有代表性的方法: 1)NCEER法:即经Youd等修改后的Seed简化方法,是国外目前普遍接受的液化 判别方法。 2)砂土液化概率判别法:陈国兴等(2005)选取国内外25次大地震中344个场地 的实测资料,提出以地面峰值加速度为指标并具有概率意义的液化判别方法。
3)静力触探试验判别法:此方法已纳入《铁路工程抗震设计规范》。 4)剪切波速判别法。 5)动三轴试验判别法。
4.4.5对存在可液化土层的地基,应探明各可液化土层的深度和厚度,并按式(4.4. 计算每个钻孔的液化指数,并按表4.4.5综合划分地基的液化等级
Ni)d.w E=(1 N
表4.4.5地基液化等级与液化指数IE的对应关系
4.4.6在进行地震液化判别时DG∕TJ08-015-2018 高层建筑钢混凝土混合结构设计规程,应考虑由于隧道的存在而引起的地层有效应力降低的 响。
4.4.7当可液化土层比较平坦且均匀时,宜按表4.4.7的要求选用地基抗液化措施。不 将未经处理的可液化土层作为天然地基持力层。
表4.4.7地基抗液化措施要求
抗液化措施是对液化地基的综合治理。要注意以下几点: 1判定为发生液化的土层,如果采取抗液化措施,则不必根据其液化程度对土的参 数进行修正。因为土已经过抗液化处理,不可能液化;其土性参数也不再是液化时的土 性参数。 2本条规定不宜将未经处理的可液化土层作为天然地基持力层。理论分析和振动台 试验均已证明液化的主要危害来自基础外侧,液化持力层范围内位于基础直下方的部位 其实最难液化,由于最先液化区域对基础直下方未液化部分的影响,使之失去侧边土压 力支持。在外侧易液化区的影响得到控制的情况下,轻微液化的土层是可以作为基础的 持力层的。并且通过震害调查与有限元分析显示,当基础宽度与液化层厚之比大于3时, 则液化震陷不超过液化层厚的1%,不致引起结构严重破坏。所以将轻微和中等液化的土 层作为持力层不是绝对不允许,但应经过严密的论证。 3倾斜场地的土层液化往往带来大面积土体滑动,造成严重后果,而水平场地土层 液化的后果一般只造成结构物的不均匀下沉和倾斜,本条规定不适用于坡度大于10度的 倾斜场地和液化土层严重不均的情况。 4液化等级属于轻微者,除A、B类结构物由于其重要性需确保安全外,一般不作 特殊处理,因为这类场地可能不发生喷水冒砂,即使发生也不致造成结构物的严重危害。
5对于液化等级属于中等的场地,尽量多考虑采用较易实施的基础与结构物处理的 构造措施,不一定要加固处理液化土层。 6在液化层深厚的情况下,消除部分液化沉陷或液化上浮的措施,处理深度不一定 达到液化下界,可以残留部分未经处理的液化层。 7强烈地震时软土发生震陷,不仅被科学实验和理论研究证实,而且在宏观震害调 查中,也证明它的存在。但研究成果尚不够充分,因此本条只是给出了必要时可以根据 液化震陷量的评价结果适当调整抗液化措施的原则规定。
4.4.8消除地基液化沉陷的措施应合下列规定: 1隧道结构物的基础,其底面应埋入液化深度以下的稳定土层中,其深度不应小 于0.5m,并应注意其地震时的抗上浮问题。 2采用振冲、振动加密、挤密碎石桩、强夯等加密法加固地基时JGJ∕T 403-2017 建筑基桩自平衡静载试验技术规程,应处理至液化 深度下界。 3用非液化土替换全部液化土层。 4当隧道结构处于液化土层中并采用加密法或换土法处理时,其处理宽度不宜小 十液化土层厚度。当液化层的厚度小于隧道底面宽度时,此时应处理隧道底面宽度范 围内的全部液化土层;当明挖隧道基坑两侧有排桩或者连续墙的支护结构,而结构宽度 又小于液化土层厚度时,只须处理排桩以内部分的全部液化土层,且排桩应穿越液化士 层。 5当隧道结构处于液化土层中并采用注浆方法加固时,注浆厚度不宜小于液化士 层厚度。 6将永久性围护结构嵌入非液化土层。 4.4.9减轻地基液化影响的基础和结构处理,可采用下列各项措施。 1选择合适的基础埋置深度。 2调整基础底面积,减少基础偏心。 3加强基础的整体性和刚度。 4减轻荷载,增强结构的整体刚度和均匀对称性,避免采用对不均匀沉降敏感的 吉构形式等。
4.4.10液化等级为中等液化和严重液化的位于河流或海滨等水域岸边的隧道结构以 及古河道、现代河滨、海滨,当有液化侧向扩展或流滑可能时,在距常水位线100m以 内不宜修建永久性结构物,否则应考虑液化侧向流动的影响,并应采取防土体滑动措施 或结构抗裂措施。