黄土的地震反应分析

用振型分解法对黄土场地地层的地震反应进行了分析,推导建立了地层剪切模量随深度呈线性变化时黄土场地地层地震反应的一般解,并用MATLAB对该方法进行了编程和实例计算。算例结果表明,黄土地层的地震反应具有明显的放大作用。     

剪切波速预测黄土场地震陷量的方法*

 根据黄土动力学试验及原位波速测试资料,给出了兰州地区黄土剪切波速和震陷性的统计关系,提出了利用土层剪切波速预测黄土场地上震陷量的方法,并对黄土场地在不同地震强度下的震陷量和永登地震黄土震陷进行了实例计算,结果表明,经含水量归一化处理后黄土的震陷量与其剪切波速及试验动应力之间的关系极为密切,可用于黄土场地上的震陷预测计算。     

不同场地条件下管道抗震性能研究

采用有限元软件ANSYS建立地震条件下的管道分析模型,通过对比在不同场地条件下输油管道的应力应变情况,论证场地条件对管道抗震性能的影响.并且对影响管道地震反应的主要场地技术参数进行了影响分析,分析结果表明场地的土层覆盖厚度和剪切波速对场地的地震反应特征有明显的影响.     

CFG桩复合地基对湿陷性黄土地基处理效果分析

为保障湿陷性黄土地区高速铁路的工程质量,提出适合高速铁路湿陷性黄土地基处理方法,依托西宝客运专线湿陷性黄土区,对地基处理效果进行分析。结果表明:试验段的总湿陷量为234~325.5 mm,此时黄土并没有产生自重湿陷,试验段所在场地主要是非自重湿陷场地和黄土湿陷场地,湿陷厚度为4 m,湿陷等级为Ⅱ级。试验段地层所采用的改良方法对改善地层承载力、消除黄土湿陷性具有很好的效果,处理后黄土的湿陷性消除。     

非饱和黄土动力特性及其对场地地震动参数的影响

针对宁夏西吉地区不同含水率非饱和黄土进行动三轴试验,在分析含水率对黄土动力特性影响的基础上,采用土层地震反应分析方法研究地表黄土层含水率变化对黄土场地地面运动强度和特征的影响规律。研究表明,随着含水率的升高,土的动剪切模量逐渐减小,阻尼比逐渐升高,当含水率达到塑限时,含水率变化对其影响明显减弱;总体上,随着输入地震动强度的增大和含水率升高,黄土场地地表地震动PGA和反应谱值呈现增大的趋势;而含水率对不同场地的地面运动强度和特征的影响差异性较大,对于覆盖层较薄的场地,在含水率达到20%时,当输入加速度峰值大于50 gal时地震动放大倍数开始减小,随着输入地震动的增大,减小程度增大,而反应谱长周期分量上谱值增大;覆盖层较厚场地在输入加速度峰值300 gal时,20%含水率土层的放大倍数有所降低,但反应谱值在0.3 s之后明显增大。     

兰州地铁大厚度湿陷性黄土地层的现场浸水试验研究

为了研究大厚度湿陷性黄土地层的湿陷性对城市轨道交通地下结构的影响,针对传统室内试验评价结果不准确的缺点,依托兰州地铁3号线一期工程—陡道沟站,选取典型大厚度湿陷性黄土施工场地,通过开展场地地面浸水试验,测试了地面入渗过程中不同深度地层的湿陷沉降变形及地表的沉降变形,研究了既有黄土地层的湿陷变形特性,并结合室内试验的结果进行验证。结果表明：①场地内黄土的湿陷性具有突发性的特点,地表土层及深部土层的湿陷变形大体呈现陡增、骤降和平稳三个阶段;②场地内黄土的湿陷系数随着黄土深度的增加而降低,自重湿陷系数与深度的关系曲线符合幂函数关系,相关性为0.983;③兰州地区湿陷性黄土地层自重湿陷变形计算值的修正系数建议取值为1.675。研究结果可为兰州地区大厚度湿陷性黄土地层地铁设计及施工提供借鉴。     

黄土斜坡场地动力特性的现场测试和数值模拟

为研究黄土斜坡场地的动力特性，对宝兰高铁秦安—天水南段某路基段斜坡场地进行现场振动测试，并利用有限元软件分别建立了在地震激励、列车激励以及地震、列车耦合激励作用下黄土斜坡场地模型。运用二维等价线性时程响应动力分析法对不同振源下黄土斜坡场地的动力响应进行计算，分析不同激励作用下黄土斜坡的场地效应以及土体参数对振动传播的影响。研究发现：列车激振波主要集中在10～80 Hz频段，坡面和坡顶对振动有明显的放大作用。另外，地震波与列车运行激振波在时域和频域均存在很明显的差异，列车激励引起的黄土斜坡场地的振动振波分布比较集中，单峰值有规律的出现，而地震波波形分布离散，地震波主要集中在0.1～25 Hz频段。同时黄土斜坡场地出现振动放大的位置不仅受到振动激励的影响，还与土体弹性模量密切相关。     

黄土地区地下道路结构地震反应分析

以地下道路结构为研究对象,通过文献查阅获取西安地区典型黄土地层参数。基于Midas-GTS有限元分析软件,建立地下道路横断面的二维平面有限元分析模型。对土体和结构材料本构模型及相关参数、黄土地基计算范围的选取、阻尼以及边界条件设置等系列问题进行探讨。对黄土场地地下道路结构进行初始应力的地震时程反应数值分析,得到黄土场地地下道路结构的内力分布。分别利用时程分析的结果和规范推荐的简化方法,求得地下道路结构横断面反应位移法计算所需的基本参数。基于Midas-Gen有限元分析软件,采用反应位移法对地下道路结构横断面进行分析。计算结果表明,2种方法结果差异较大,直接影响结构配筋的控制工况。因此,在对西安黄土地区地下道路结构进行设计时,有必要对地震作用进行专门的计算,并且不建议采用规范推荐的简化方法。     

超高层建筑场地地震动参数的确定

基于抗震设计的重要性,以厦门某超高层建筑场地为例,在场地地震危险性概率分析的基础上,对场地土层进行了一维地震反应分析计算,确定了该工程场地地震动参数,为抗震设计提供了依据.     

多年冻土区场地地震动随机特性研究

利用随机振动理论和动力分析的有限元方法,对青藏铁路多年冻土区场地进行了随机地震反应分析,分析了多年冻土区场地随机地震特性,研究了冻土层厚度的变化对场地随机地震特性的影响,获得了场地卓越频率及地震响应峰值。研究结果表明,随着冻土层厚度的增加,场地卓越频率呈增大趋势,但变化不大,场地地震反应呈减小趋势。     

地震作用下黄土边坡震陷破坏的动力离心模型试验研究

为研究黄土边坡地震动响应机制,以兰州地区典型边坡为原型,设计并完成了几何比尺1∶20的原状黄土边坡动力离心模型试验。系统地研究了黄土边坡的地震动力响应特性、黄土边坡的稳定性和震陷变形规律。表明黄土边坡的加速度放大效应随坡高呈非线性增大变化,且在坡体顶部到达最大;边坡坡面的动力放大效应大于坡体内的动力放大效应;边坡断面内坡肩下动力放大效应大于坡中下动力放大效应。强震作用下黄土边坡破坏形式表现为坡顶有明显的震陷下沉,坡顶、坡肩及坡面出现大量的震动裂隙。由于坡肩及破面震陷变形,以及坡体内震动裂缝发展,边坡中下部坡面出现挤出、隆起变形,并向临空面方向产生移动。坡体内震动裂缝发展形成了潜在滑移面,为边坡产生整体滑移提供了条件。     

Q4黄土灌注桩底灌浆试验研究及承载性质分析

如何提高灌注桩的承载力、承载稳定性和承载效益是工程界必须解决的问题。 Q4黄土属于区域性土 ,具有某些特殊的工程力学性质。在神延铁路 Q4黄土层中进行灌注桩桩底灌浆的现场试验 ,探讨桩底压密灌浆方法在黄土地层中应用的可行性及应用桩底压密灌浆技术对桩的承载性能的影响。根据试验结果 ,对黄土地层中灌注桩桩底压密灌浆的承载特性进行了分析 ,对桩底压密灌浆方法在黄土地层中的应用进行了评述。为黄土地层灌注桩在灌浆条件下工程应用提供参考依据     

土岩变化地层长隧道纵向地震响应解析解

土岩地层交界面是制约长隧道结构抗震安全的关键控制节点,但现有设计方法均未考虑隧道沿其纵向的地层变化。基于隧道的动力响应特点提出力学模型,将隧道沿纵向简化为两段处于不同地层条件中的半无限长弹性地基梁。通过求解结构的位移微分控制方程,推导出土岩变化地层长隧道纵向地震响应的解析表达式,并引入位移相位角模拟行波效应,提出了面向工程设计的土岩变化地层长隧道纵向抗震简化分析方法。通过与有限元基准模型在相同条件下的对比分析,验证了该方法的有效性。最后应用该解析公式进行参数敏感性分析,揭示了结构刚度、地层剪切波速比等关键因素对土岩变化地层隧道结构地震响应的影响规律:隧道结构刚度越大,结构内力响应越剧烈,隧道地层突变段的内力峰值差越大,地层突变的影响范围也随之变宽;地层剪切波速比越大,隧道地层突变段的内力峰值差越大,但地层突变的影响范围却不受影响。     

一种土层非线性本构模型参数的确定方法

提出一种合理确定土层非线性弹性本构模型参数的方法.以现今普遍实行的地基载荷试验为基础,依据遗传算法的组合优化理论,采用正演计算和遗传算法优化相结合的方式,建立了土层非线性弹性本构模型参数的确定方法;并依据某黄土场地地基载荷试验数据,实施了黄土土层非线性弹性本构模型参数确定的全过程.计算结果表明,所建立的方法可以实现土层非线性弹性本构模型中相互关联的多个参数的组合优化,并在对初始值要求较低的情况下,可以获得良好的参数反演精度.从而为土的变形特性分析和土与其中及相邻结构的共同作用分析,提供了较好的土体本构模型参数的确定方法.     

基于反应谱的土与结构相互作用体系演变随机激励响应

利用功率谱与反应谱的转换关系,建立了演变随机过程输入功率谱密度函数表达式,提出了分析土与结构相互作用体系演变随机过程的反应谱分析方法,该方法利用新规范中的加速度反应谱作为目标谱,计算与之相对的功率谱并按该功率谱作为地震输入谱进行土与结构相互作用体系随机地震反应分析.研究表明,该方法反映了地震动和相互作用体系的动力特性,是进行土与结构相互作用体系随机地震反应分析的一种有效方法.     

整体式反应位移法的理论推导及一致性证明

整体式反应位移法是近几年提出的用于地下结构抗震分析的实用计算方法,目前适用于复杂断面形式地下结构抗震分析的整体式反应位移法已被《地下结构抗震设计标准》（GB/T 51336-2018）采用。该方法通过建立地层-结构整体模型来反映岩土介质与结构之间的相互作用、采用自由场地层模型计算等效输入地震荷载,避免了经典反应位移法中由地基弹簧的确定和使用带来的计算量和计算误差,同时弥补了经典反应位移法只适用于规则断面形状地下结构抗震分析的局限性。文章基于有限元离散模型,给出地下结构地震反应分析的整体式反应位移法的理论推导,并证明地下结构抗震设计标准中采用的整体式反应位移法与理论推导给出的整体式反应位移法的一致性,有助于对整体式反应位移法的理解和正确使用。     

喀什国际免税广场设计地震动参数的确定

根据地震危险性概率分析结果,以基岩加速度反应谱和峰值加速度为目标,用数值模拟的方法合成基岩地震动时程,作为基岩地震动输入波,并根据场地土层结构、土动力学参数建立场地地震反应分析模型,对各模型进行地震反应分析计算,得到的地表地震动参数满足设计要求。     

黄土地区场地条件对地震动放大效应影响研究

汶川Ms8.0特大地震在甘肃黄土灾区局部场地的震害和地震动具有明显的放大效应。通过在该区布设的地形调查流动强震动观测台阵,获取了同一山体不同高程的余震加速度记录,结果呈现出山顶记录到的峰值加速度大于山腰,而山腰记录也略大于山脚的规律。为了进一步分析黄土地区地震峰值加速度的放大机理,运用地脉动观测手段调查了其局部场地条件,得到了山体不同高程的卓越频率。并以典型黄土塬为背景,运用二维等价线性时程响应动分析法对不同覆盖层厚度和不同坡度的黄土塬进行了地震荷载作用下的动力响应分析,分析了不同条件下的山顶和山腰的地震峰值加速度放大特征。结果表明,地震峰值加速度放大效应和黄土覆盖层厚度及黄土边坡坡度有直接的关系。数值计算结果与实际震害观测吻合较好,证实了黄土覆盖层厚度和坡度是峰值加速度放大的重要因素。