土内摩擦角地震修正的由来与用途

一、规范条文引起的思考

1、规范条文引述：

（1）《建筑抗震设计规范》50011-2010第3.3.5条第2款：边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑基础与土质、强风化岩质边坡的边缘应留有足够的距离，其值应根据设防烈度的高低确定，并采取措施避免地震时地基基础破坏。

（2）该规范条文的说明：挡土结构抗震设计稳定验算时有关摩擦角的修正，指地震主动土压力按库伦理论计算时：土的重度除以地震角的余弦，填土的内摩擦角减去地震角，土对墙背的摩擦角增加地震角。地震角的范围取1.5°～10°，。。。。。。。。。。。可参见《建筑抗震鉴定标准》GB 50023—2009第4．2．9条。

（3）《建筑抗震鉴定标准》GB 50023—2009第4．2．9条： 7~9度时山区建筑的挡土结构、地下室或半地下室外墙的稳定性验算，。。。。。。。。。。。。。。。。土的重度应除以地震角的余弦，墙背填土的内摩擦角和墙背摩擦角应分别减去地震角和增加地震角。地震角可按表4. 2．9采用。http://s12/middle/557d7ea6gb3eff61ad63b&690

2、由于《建筑抗震鉴定标准》GB 50023—2009第4．2．9条没有相应的条文说明，产生了以下疑问：

（1）为什么挡土结构抗震设计稳定验算要用地震角调整土的摩擦角？

（2）《建筑抗震鉴定标准》GB 50023—2009表4．2．9中的地震角数据是怎么得来的？

（3）除挡土结构外，边坡附近的建筑基础抗震稳定性验算是否也要用地震角调整土的摩擦角？当筏形基础埋深不满足规范要求、需要验算地震时的地基整体稳定性时，是否也要用地震角调整土的摩擦角？

二、地震角的由来

1、为搞清这个问题，查阅了其他行业的规范，发现水利、公路、铁路等规范也有类似条文，如在《公路工程抗震设计规范》也有这个规定，地震角也一样，但没有条文说明．

2、再查了几本公路、铁路的挡墙手册，总算在《公路挡土墙设计》（陈忠达，人民交通出版社，1999年）P53~55中有解释，虽然还是不大满意，可大体知道怎回事，摘录如下：

 http://s12/middle/557d7ea6gb3eff74cf1bb&690

http://s11/middle/557d7ea6gb3eff78a0a0a&690

http://s10/middle/557d7ea6gb3eff7994ce9&690

3、个人理解，这个概念是在挡土墙地震时有利的惯性力减少了，有害的惯性力加大了，通过坐标换算，将整个平衡力系旋转一个地震角，就可以用非地震时的解答处理挡墙的抗震稳定验算。地震修正土内摩擦角只是为了验算挡墙稳定的便利，并不是准确推算地震时土抗剪强度指标的增量。

三、挡墙结构抗震稳定性与筏形基础地基抗震整体稳定性验算可能存在以下不同：

1、前者的研究对象是挡墙，荷载是主动土压力，地震惯性力会减低挡墙的稳定性；

2、后者的研究对象是地基，其荷载是上部结构通过拟静法确定的地震作用（也包括竖向荷载），由于现行设计规范采用总安全系数法验算地基整体稳定性，上部结构的地震效应宜采用弹性中震工况，故地基不宜再考虑地震的惯性力。

3、前者墙后考虑的土体为楔型，后者是圆弧滑动面包围的土体。

 http://s1/middle/557d7ea6gb7e1b88c2f80&690

综合上面，地震修正土内摩擦角可能仅适合用挡土墙抗震稳定验算，对筏形基础地基抗震整体稳定验算可能不适用。