全风化、强风化的岩石是否为基岩?究竟什么是基岩?

什么是基岩?全风化、强风化的岩石是否为基岩?该问题看似简单,若概念不清,则不能准确确定覆盖层厚度(抗震规范),及详细勘察时控制性钻石L 的深度(勘察规范)。

抗震规范中确定覆盖层厚度已有明确规定,勘察规范中对基岩不是十分明确,我们通常是规定全风化不作为基岩处理。

基岩是岩土规范中的名词,覆盖层在抗震规范中已变成特有名词,两者不能完全等同,且上述两名词与地质上的通常说法似乎也不一样了。

基岩有软硬之分,软质岩在弱风化的条件下其剪切波速也可能低于500m/s,不能仅用基岩埋深确定覆盖层厚度。

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基岩和覆盖层本来都是地质学的名词,是相对而存在的一组名词,覆盖层是相对于基岩而言,基岩也是相对于覆盖层而言的。

根据《中国土术建筑百科辞典》的释疑:基岩( bed rock )未经外力搬运,在地表出露或被松散沉积物覆盖的基底岩石。

根据《建筑岩土工程勘察基本术语标准》的释疑:覆盖层地质图( oyerburden map )反映基岩面以上各类士层的分布、厚度及特征的图件。

基岩地质图( bedrock map )反映松散覆盖层下的基岩面起伏、岩性、构造及其他各种地质情况的图件。

抗震分析时,考虑到地基和结构是上下连接的。地震时,地面运动通过地基影响结构。如果在结构上安装传感器把地震时的振动信息(加速度、速度、应变等)记录下来,就是结构的地震反应。如果把研究对象地基和结构看成一个系统,地面运动就是该系统的输入,而系统的输出就是结构的地震反应。

在岩层中传播的具有多种频率成分的地震波通过覆盖层传向地表,如果某一分量的频率正好与覆盖土层的某固有频率重合或相近,由于产生共振作用,地表输出中这一分量的幅值将得到明显放大。该分量的周期就被称为地面运动的“卓越周期”。假如建筑物的结构固有周期与地面运动的卓越周期重合或相近,则同样由于共振作用而大大增强结构的地震反应。宏观震害经验得到的一般结论是,在卓越周期较短的浅薄坚硬土层上,刚性结构物(如基本周期为0.4 ~ 0.5s 的五六层房屋)的震害有所加重;在卓越周期较长的深厚软弱土层上,柔性结构物(如基本周期为1. 5 ~ 2.5s 的高层房屋)的地震反应特别强烈,往往导致严重的破坏。

可见,在确定建筑物的地震反应时,除了需要考虑建筑物本身的频率特性、震中距和地面运动加速度以外,场地覆盖士层的厚度和刚皮条件的影响是必须计及的。我国建筑抗震设计规范规定,按覆盖土层总厚度和表层土刚度(按剪切波速计)来区分场地类别。区分场地类别时覆盖层厚度的定义是,从地面到坚硬土层顶面的距离。坚硬士层是指岩石或剪切波速vs大于500m/s 的土层。

从上面的资料中可以看出,关于基岩和覆盖层的经典定义是地质学的定义,地震反应分析时所用的最基本的概念还是地质学的概念,只是规范编制时,借用了覆盖层的名词,这也未尝不可,但不能喧宾夺主,把地质学的术语给剥夺了,把抗震规范的专用定义来否定地质学的基本定义,这就不好了,必须在认识上加以澄清。


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