土层条件对基岩反应谱放大效应的研究

选择了福州盆地二类场地和三类场地内不同土层厚度的10个钻孔,根据福州市地震危险性分析结果,用三角级数迭加法合成50年超越概率10%的基岩地震动3条,将其调幅后输入上述10个代表性钻孔中,得到不同峰值输入下、不同土层厚度土层的反应谱放大倍数(土层地表反应谱除以基岩地表反应谱)。     

土层性质对P波场地放大效应的影响

利用土层和半空间的精确动力刚度矩阵,在频域内求解并分析弹性场地的放大效应。通过将各土层的动力刚度矩阵集整,形成整个场地的动力刚度矩阵。控制点选在假想基岩露头,通过直接刚度法求解表面和底面位移与控制点位移的比值,即放大系数。比较匀质土层与更实际的刚度增长土层的参数对入射P波的放大效应的影响。     

软土夹层地基场地土层地震反应特性的研究

软土夹层地基场地土层地震反应特性的研究钱胜国（长江科学院）在软土地区，广泛分布着含软弱淤泥质夹层的场地。这类土层场地的地震动力反应特性的研究，对评价场地地基抗震性能、分析上部结构的地震反应和确定加固措施都有重要意义。本文根据在武汉地区广为分布的含软弱...     

场地条件对传递函数的影响

传递函数是场地特征的反映,本文研究了场地条件对传递函数的影响,并提出一个场地传递函数的简化计算方法,该简化计算方法在中、长周期段与一维水平层层场地的土层反应的计算结果符合较好。     

土层不均匀场地对地震反应的影响

工程场地的土层地震反应分析是地震安全性评价的重要组成部分,其结果为抗震设计及震后灾害评估提供主要依据。本文采用库伦-摩尔模型(Mohr-Coulomb)作为土体的本构模型,以粘弹性边界作为截取土层截面后的人工边界条件,使用Abaqus有限元分析软件对安评报告中的场地进行了二维有限元建模,以springs/dashpots单元模拟粘弹性边界,对场地进行有限元分析,研究土层横向不均匀对土层地震反应结构的影响,并且输入实际地震动,分析场地在真实地震下的响应。结果表明:随着土层介质分界面角度的增加,PGA呈规律变化;当分界面角度大于10°时,其PGA放大系数及加速度反应谱和一维水平成层模型有明显差异。     

土层反应分析中基岩输入面的深度对结果影响的分析

在4个钻孔的基本模型基础上,以20 m为增加间隔,每个钻孔建立4个剪切波速不小于500 m/s深度以下的不同深度的假想基岩输入面,并以同一特定的加速度时程为基岩面地震波输入,采用一维等效线性波动法计算了各模型的地表地震动参数,得到了一些有价值的结论。     

地震动有效峰值加速度的统计分析

动力时程分析被广泛应用于结构设计,而确定地震动有效峰值加速度EPA是选择动力时程分析地震动加速度记录的基础。讨论了中国和美国相关规范的EPA定义及参数取值的差异。由于EPA定义与地震动的加速度反应谱相关,给出了222组实际地震的加速度记录的反应谱,并对相关结果进行了统计分析。根据不同的EPA定义,计算了各组地震动水平分量和竖向分量的EPA,分析了结果的差异及离散性。     

小震作用下三个土层地震反应分析程序的分析

以某棋院站为分析场地,对国内外广泛使用的三个一维土层地震反应分析程序在小震作用下的计算精度进行检验,得出：从地表峰值加速度来看三者差别不大,地表加速度反应谱和各土层峰值加速度也基本一致的结论。     

基于FLAC 3D海底软土层对地震动峰值与反应谱影响的研究

随着近海工程的增多,海域软土场地研究不足的问题日益凸显.利用有限差分软件FLAC 3D建立含软土层海域场地、含软土层陆域场地、海域场地以及陆域场地,水平向分别输入不同特性的El Centro波和Kobe波,研究软土海域场地地震动峰值和加速度反应谱以及与陆域场地、海域场地、陆域软土场地的差异.计算结果表明:无论输入何种地...     

地震基岩面的选取对深厚场地地表地震动参数的影响

地震基岩面的选取对场地设计地震动参数取值的合理性有重要影响。以苏州城区的钻孔剖面为研究对象,选取剪切波速介于400~800 m/s的9个土层顶面作为地震基岩面,采用等效线性方法考虑土的非线性特性,采用一维波传法分析地震基岩面的选取对地表地震动特性的影响。结果表明:1地表峰值加速度PGA随地震基岩面剪切波速的增大而增大,PGA的增大幅度随输入地震动强度的增大而减小;2地表加速度反应谱放大系数?谱谱值也随地震基岩面土层剪切波速的增大而增大,且?谱谱值随输入地震动强度的增大而减小;对于中强地震的近场地震动作用,基岩面深度对周期小于1.0 s的?谱谱值的影响较大;而对于特大地震的远场地震动作用,基岩面深度对周期小于4.0 s的?谱谱值均有较大影响;3远场地震动作用时的?谱谱值明显大于近场地震动作用的?谱谱值;4取剪切波速不小于700m/s的土层顶面为地震基岩面较为适宜。     

An analytical model for far-field response spectra with soil amplification effects

The seismic shear waves in the far field could be harzadous due to soil amplification. As such, the seismic risk needs to be reassessed for buildings on soft deposits with fundamental periods close to that of the soil. This was tragically demonstrated in the September 1985 Mexican earthquake. This paper proposes an analytical model which uses an accepted geophysical model incorporated with an amplification model to predict the acceleration response spectra for such cases. The proposed analytical model is more reliable than the statistical models which are accurate in areas where there is an abundance of seismic data or when specific influence of local ground condition is not important.     

填充墙框架结构架空层剪力放大系数探讨

推导了底部架空的填充墙框架结构的侧移模式,用基于位移的抗震设计方法分别得到大震和小震下架空层的基底剪力和剪力放大系数β,对影响β值的参数以及β的取值范围进行了分析探讨,并得到相应的计算图表,可较方便地通过小震计算进行架空层抗大震倒塌的计算。算例计算表明该方法简单可行,并通过倒塌率的计算验证了方法的有效性。     

深覆盖土层Rayleigh阻尼矩阵建模问题的讨论

分别应用时域和频域分析方法对土层的地震反应进行了计算,通过比较时域和频域的计算结果,探讨了深覆盖土层地震反应时域分析中Rayleigh阻尼矩阵合理建模的重要性。数值结果表明：在深覆盖土层地震反应时域分析中,Rayleigh比例阻尼矩阵不同建模方式对土层加速度反应计算结果的准确性影响很大,而对土层位移反应计算结果的准确性影响非常有限。建议当土层基频高于基岩地震波的主要分量激励频率时,确定Rayleigh阻尼矩阵比例系数的第2个自振频率ω_n可选取土层第2或第3阶低阶自振频率,而当土层基频接近于、低于特别是远低于基岩地震波的主要分量激励频率时,应重视土层高阶振型共振效应对土层地震反应的贡献,此时ω_n应选取为输入基岩地震波反应谱的峰值频率ω_R。     

加载条件对土拱效应影响的Trapdoor模型试验研究

土拱效应是一种土中应力的重分布现象,它是由土与土中结构物间刚度的差异而引起的。目前关于循环荷载对于土拱效应影响的研究十分有限。使用铝棒相似土代替砂土作为填料,通过自制的模型试验装置进行了土体自重、表面静荷载及循环荷载作用下的平面应变Trapdoor模型试验,利用土拱率作为土拱效应强弱的衡量指标,对比研究了不同加载条件对土拱效应的影响,并将试验所得结果与前人的研究成果进行了对比验证。结果表明,静荷载与循环荷载均会削弱已有稳定"土拱",削弱程度随荷载幅值及频率的增大而增大,随荷载作用面积的增大而减小。相同荷载水平下,循环荷载对土拱效应的削弱较静荷载更强,两者间的差异随荷载幅值的增大而减小,随荷载频率的增大而增大,且峰值荷载下的差异小于零荷载下的差异。总体而言,Evans提出的土拱率计算公式能够较好地用于土体自重及静荷载作用下的Trapdoor试验中土拱率的预测,而对于循环荷载作用下的情况,还有待对计算公式进行进一步地改进。     

上覆分数阶粘弹性饱和场地土位移地震放大系数

考虑土体液相和固相的耦合作用,将基岩上覆场地土视为两相饱和多孔介质。为了考虑饱和场地土的粘弹性特性,其固相土骨架的应力应变关系利用分数阶Kelvin粘弹性模型来描述,建立了上覆分数阶粘弹性饱和场地土在简谐地震波作用下的运动控制方程。运用分数导数的性质并考虑上覆场地土的边界条件和透水性条件求解了上覆分数阶粘弹性场地土在简谐地震波作用下的振动问题,得到了饱和场地土的位移地震放大系数。采用数值算例分析讨论了分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比等参数对位移地震放大系数的影响。研究结果表明,分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比对饱和场地土的地震响应有较大的影响,通过压实场地土,可以达到增大液固耦合系数减小地震响应的作用,通过增大饱和场地土的粘性和剪切模量也可以减小地震反应。     

劣化对水泥土渗透性影响室内试验研究

为研究水泥土渗透性随劣化程度的演化规律,通过模拟水泥土在腐蚀场地的形成过程制备完全劣化水泥土试样,并实施了一系列的室内渗透试验。试验结果表明:浸泡溶液对完全劣化水泥土渗透系数的影响可忽略不计,可利用腐蚀性较强的溶液浸泡以加快完全劣化,缩短完全劣化水泥土制样时间。但是溶液浓度过高,可造成水泥土试样表面脱落,影响试样制备的质量;完全劣化水泥土的渗透系数与水泥掺入比有关,随水泥掺入比的增大,完全劣化水泥土的渗透系数呈减小的趋势;本文试验条件下,粉土水泥土完全劣化后的渗透系数与粉土的渗透系数接近,高岭土水泥土完全劣化后的渗透系数小于高岭土的渗透系数;水泥土完全劣化后的渗透系数远大于未劣化水泥土的渗透系数。研究结果可为腐蚀场地的水泥土止水帷幕设计提供理论依据。     

土钉支护工作性能的现场测试研究

拟进一步揭示土钉支护的作用机理 ,为其在国内更广泛地应用提供较为科学的依据。通过对一个土钉支护基坑工程的水平位移和土钉拉力等力学参数的现场测试和分析 ,较全面地研究其在施工阶段和使用阶段的工作性能。本文对土钉支护的工作性能有了更全面的认识 ,对其设计和施工提出了有益的建议     

黏土中土钉墙实例分析和变形评估

土钉墙是一种边开挖边支护的支护方式。其设计、施工过程中包含很多随机、不确定性因素,准确评估它的变形大小是极为困难的。全面介绍了13个黏土中类似基坑工程土钉墙实例,包括它们的工程勘察、设计方案、施工、监测、竣工资料。通过分析这些资料,得出基坑最大水平位移大多小于0.7%倍的开挖深度等的一些结论,并提出软土层影响系数和土钉刚度系数两个概念,用实例数据证实了当软土层影响系数增加或当土钉刚度系数减少时,土钉墙变形有增大的趋势。     

砾性土层液化的触发条件

天然沉积砾性土场地液化是一个超出现有认识与现有规范的新问题,其触发条件至关重要,从震害现场调查提炼出相关认识最为可靠,是后续研究的基础和导引。鉴于2008年汶川地震砾性土液化规模远超以往,以其调查结果为主,综合历史砾性土液化全部资料,提出砾性土层液化的触发条件。现有资料分析表明:0.15g应为触发天然沉积砾性土层液化的地表最低地震强度,大规模砾性土层液化发生则需要0.2g~0.4g(Ⅷ度区)的地震强度;松散和接近松散状态是天然砾性土层液化的基本条件,液化砾性土密实度可随地震强度增大而增高但仍以稍密状态为上限;液化砾性土含砾量可达85%及更大,并且不随地震强度减弱而降低;高剪切波速天然砾性土层会发生液化,砾性土与砂土密实程度的剪切波速分界线相差悬殊,砂土液化判别公式不适于砾性土层;上覆渗透性差非液化土层(帽子)的存在是地下砾性土层可发生液化的必要条件,可称为帽子效应,此厚度至少应为0.5 m;地下水位与帽子间不能有过厚的可排水层间隙也是下卧砾性土层可发生液化的必要条件,可称为间隙效应,此间隙上限可取为2.0 m;区别于砂土液化判别方法,砾性土液化判别需要埋藏条件方面的特殊要求,否则容易出现误判。     

土工测试技术及工程应用研究

土工测试和土力学试验在土力学学科的形成、发展中具有重要地位,土力学学科发展必须将理论和实验紧密结合起来。文章简要分析和总结了土的基本物理性质试验、直剪试验、三轴压缩试验、共振柱试验和无侧限抗压强度试验等室内试验,以及静载荷试验、标准贯入试验、静动力触探试验、旁压试验和十字板剪切试验等现场试验的试验方法及其工程应用情况,阐述了土工试验的重要意义。