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。     

常德某电厂场地地震动反应分析

为了模拟50年超越概率为10％、2％、1％、震中距40km的地震,首先产生了基岩地面响应合成时程图,然后以合成的50年超越概率为10％、2％、1％的基岩地震波作为输入,使用一维剪切波理论对穿过场地土层的输入响应进行地震反应计算并分析地表动反应,最终目的是对常德地区某电厂场地进行地震反映分析。计算所得到的加速度时程图、加速度反应谱以及放大谱对工程设计人员有较大的帮助。     

中硬场地地震影响系数谱的概率保证

我国抗震规范中采用的是地震影响系数谱,从概率上来研究规范反应谱具有重要意义.采集中硬场地上205条地震记录,研究了反应谱的概率分布模型,并运用K-S检验进行了验证.通过统计分析获得了对数正态分布,研究了规范反应谱的概率保证,发现规范反应谱在某些区段的概率保证仅有20%～30%.在加速度、速度和位移控制段获得不同概率保证的谱曲线,并对规范反应谱进行了调整,依据规范反应谱的形式运用最小二乘法对得出的谱曲线进行了拟合,拟合效果较好.     

土层场地地震反应时域分析中等效线性化方法研究

对场地土层时域地震响应分析中等效线性化方法进行讨论。首先按照不同材料区域采用不同阻尼比的思想建立Rayleigh阻尼模型,并对等效线性化方法进行改进:在每次线性迭代中考虑由于材料模量衰减引起模型自振频率变化而带来的阻尼系数的变化。其次基于ANSYS-LSDYNA软件,将隐式算法求解结构动力特性、显式算法求解动力响应相结合,编制等效线性化方法的计算程序。分别采用考虑和不考虑阻尼模型更新的等效线性化方法对某实际深厚覆盖土层场地进行地震响应分析。结果表明:在每次迭代过程中,模型的基频逐渐减小并趋于稳定;相对于不更新阻尼系数情况,模型自振频率改变引起阻尼系数的变化对不同深度处加速度结果有一定的影响,但不明显;地震波频谱和加速度反应谱变化都比较小,可以忽略,即在等效线性化迭代过程中,可不考虑由于材料模量衰减引起模型自身动力特性变化的影响。     

场地地震反应的比较研究

用数值分析方法计算分析了场地地震反应。针对几种典型场地,分别采用频域等效线性化波动法（以下简称波动法）和有限元法,分析比较了在6种地震波作用下场地土的地震反应特性、有限元法和波动法间的数值差异、盆地模型和水平分层模型的地表地震反应特性及差异,并用Drucker—Prager模型模拟盆地沉积物介质的非线性。结果显示,有限元法求得的土层表面加速度峰值大于波动法;盆地的松散沉积物对地震波有明显的放大作用,盆地中部区域的最大地震反应与水平分层模型相应结果接近;在El-Centro波作用下,盆地表面的非线性位移反应较线性情形增大明显。     

中硬场地概率反应谱研究

现代反应谱是以平均值作为设防水准的,但缺乏统一的概率保证,需要从概率意义上研究反应谱。搜集了中硬场地上反映最新地震活动情况的205条地震记录,建立了不同区间—周期下的三维分布概率图,发现概率图中反应谱与均值谱的比值难以集中在平均值附近,以均值确认反应谱的设防水准是不合理的。因此,建立了三维累计概率图,求得不同概率保证率下的反应谱;最后拟合8度设防水准下,不同概率保证的地震影响系数和周期之间的函数关系式。     

水平土层地震反应分析考虑频率相关性的等效线性化方法

工程场地非线性地震反应分析中,等效线性化方法因原理相对简单、参数获取方便而得到广泛应用。但这种方法算得的地面最大加速度值以及高频段的频响放大倍率与实测结果有较大差异。首先对比分析了几种考虑频率相关性等效线性化方法的原理,对频率相关性的实质进行了初步探讨。在分析具有竖向钻孔地震记录的场地土层应变频谱特征基础上,采用谱平滑化方法进行标准化应变谱曲线拟合,从而得到考虑频率相关性的新方法。通过改造DYNEQ程序得到各种方法的计算程序,并用新方法与其他方法分析了有竖向钻孔地震记录场地的非线性地震反应。分析结果表明:考虑频率相关性后的计算方法比传统方法均有所改善,本文新方法表现出良好的适用性。     

成层场地由基岩反应谱直接计算地表反应谱的等效线性化方法

以太平洋地震工程中心NGA强震数据库为基础，同时收集并分析处理了2008年汶川地震和2011年日本太平洋冲地震的强震记录。通过对近4000个水平地震记录的分析，获得了水平地震动峰值速度(PGV)与阻尼比5%的最大拟速度谱值的简便统计关系式，并与已有研究进行对比验证了该公式的适用性。为了将该公式应用到场地地震反应分析中，用该关系式对近场强震记录进行了回归分析并验证了其适用性。对于水平成层场地，利用笔者提出的PGV与最大拟速度谱的关系式以及速度与应变的近似关系，可由该层的反应谱计算其等效应变，从而可按照等效线性化方法的原理求得传递函数。以加速度反应谱与功率谱密度函数之间的相互转换关系为基础，以功率谱为载体，假定输入地震动为平稳随机过程，根据随机振动理论可由传递函数和输入功率谱算得各层的反应谱。对实际工程场地和竖向钻孔场地的分析表明，该方法有较好的计算精度和适用性。     

硬土场地地震动概率反应谱分析

结构抗震设计一直以统计平均值为设防水准,此方法简单但缺乏概率意义的评估值。本文基于硬土场地内309条新获得的地震动记录,建立周期、区间与概率值三者的三维概率分布图,发现概率值难以集中在区间值为1附近,说明以统计平均值为设防水准得出的地震作用概率水平并不相同,应采用统一的累积概率水准进行抗震设防。为此建立了三维累积概率分布图,得出了不同概率保证下的地震影响系数反应谱,并拟合出8度设防水准下不同概率保证的地震影响系数反应谱回归公式。     

冻土场地地震加速度反应谱研究

根据波动理论考虑土体的非线性,得到地震反应谱的解答,应用求解水平层状场地地震反应谱的等效线性化程序,数值求解不同负温、不同覆盖层厚度多年冻土场地的地震加速度反应谱,季节冻土场地冬夏季地震加速度反应谱。计算结果表明:负温对多年冻土场地加速度反应谱的影响显著,随着冻结温度的降低,加速度反应谱的加速度峰值逐渐降低,并且其峰值前移,场地卓越周期减小;随着冻土覆盖层厚度的增加,反应谱峰值先增大后减小;季节冻土场地夏季的地震反应高于冬季,但在短周期阶段也出现了反超的现象。     

多年冻土场地路基地震加速度反应谱特性研究

多年冻土场地路基及与之相关土工构筑物的抗震己成为以往研究不足、而目前道路建设中又必须尽快解决的重要工程问题之一。以在建的青藏铁路工程的抗震设计与地震加固为应用背景，基于若干种较为典型的冻土场地路基工况，采用非水平场地土体(土工结构物)地震反应分析的二维动力有限元法，分别输入E1 Centro波及天津波，开展多年冻土场地路基地震加速度反应谱的研究工作。研究表明，在高频E1 Centro波和低频天津波输入下，无论冻土层存在与否，路基地震加速度反应谱均主要表现为高频脉冲型，反映了路基的地震冲击型破坏作用；当输入高频E1 Centro波时，在中、低频段，含冻土层路基的地震加速度反应谱较不含冻土层路基的地震加速度反应谱大；而在低频天津波输入下，冻土层存在与否，对路基地震加速度反应谱的影响较小。与不同的场地地形条件相比，输入地震波频率的不同，对冻土路基地震加速度反应的影响更大，尤其是当存在融沉盆时更加剧了路基的地震加速度反应。     

季节性冻土和多年冻土对场地地震反应的影响

季节性冻土和多年冻土的存在，对场地的地震反应将产生一定的影响。根据一维波动理论，应用水平层状场地地震反应的等效线性化有关程序，对季节性Ⅰ，Ⅱ类场地的冻土区和多年冻土区在不同地震波作用下的反应进行计算，分析冻土层的变化对场地地震反应的影响。计算结果表明：在季节性冻土区，冻土层使自由场地的地面峰值加速度减小，且随冻土地温降低，冻土厚度增大、地面的加速度减小。对Ⅱ类场地的冻土层影响大于Ⅰ类场地；在多年冻土区，冻土层厚度越大，Ⅱ类场地的地面加速度越小，而在Ⅰ类场地上没有此规律。多年冻土上界以上为融土时，地表面的加速度峰值比上界以上为季节性冻土时要大。     

隔震结构等效线性化计算方法对比研究

通过10种等效周期及等效阻尼比计算方法、4种阻尼调整系数和5种加速度反应谱组合而成的200种等效线性化设计方法,分别对初始周期在0.6～1.5s之间、屈服位移在2～11mm之间的100个单自由度隔震模型进行位移估算,并与时程分析结果进行对比。结果表明：采用拟合中国加速度反应谱人工波计算隔震体系的延性系数较采用拟合美国、日本和欧洲加速度反应谱人工波计算结果大,具有较高的安全储备;采用拟合类似美国、日本和欧洲规范中的加速度反应谱与其对应的阻尼调整系数匹配较好,通过选择合理的等效参数计算方法进行等效线性化分析,可以获得精度较高的计算结果;现有的等效参数计算方法和阻尼调整系数方法很难使基于中国规范加速度反应谱的等效线性化分析具有较高计算精度。     

基于设定地震场地相关反应谱的高土石坝抗震安全评价

结合最新颁布的《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB35047—2015)中关于甲类设防重大土石坝工程设计反应谱的规定,重点研究了基于设定地震的场地相关反应谱和一致概率反应谱确定的动参数下高土石坝的动力反应特征。通过240m高长河坝高心墙堆石坝在两种不同反应谱下设计和校核地震动下的计算分析发现一致概率谱得到的坝顶动力响应加速度、动位移、永久变形、坝坡安全系数和塑性滑移等关键安全评价指标均高于场地相关反应谱的结果,进而探讨了两种反应谱对长河坝高土石坝工程极限抗震能力的影响,计算结果表明采用基于设定地震的场地相关反应谱得到的坝体的极限抗震能力明显高于一致概率谱,采用一致概率谱得到的地震动参数进行长河坝抗震设计和抗震加固措施研究易得到较保守的结果。     

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。     

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。     

基于应变区间折减理论的频率相关等效线性化方法

为了克服传统等效线性化方法高频段响应被低估的问题,基于传统等效线性化分析原理,结合目前各种频率相关的等效线性化理论方法,提出了考虑有效应变区间折减的频率相关等效线性化方法.采用标准化应变谱表征等效应变与频率的关系,引入剪切应变弹性阈值概念,修正标准化应变谱幅值在弹性应变范围内的频段,同时采用Gaussian平滑方法拟合...     

瑞利阻尼系数确定方法对非岩性场地地震反应的影响分析

非岩性场地地震反应分析中,瑞利阻尼系数在很大程度上影响其计算的精度。基于等效线性法考虑土体的非线性动力特征,采用5种不同确定阻尼系数的方法,对非岩性自由场地进行时域动力分析,并与频域程序SHAKE 91计算结果进行比较。结果表明:邹德高等提出的改进后的方法能较好地反映场地的阻尼特性和地震动的频谱特性,对非岩性场地的阻尼模拟是相对准确的。此自由场地的动力计算工作为下一步整个厂房-地基动力相互作用分析提供了输入依据。     

上海软土场地的地震反应特征分析

近年来的宏观震害资料和强震观测记录已经证明：场地条件不仅对地震动的峰值加速度和频谱形状具有重要的影响,而且与不同类型工程结构的地震反应和震害机理也具有相当密切的关系.上海地区的第四纪沉积土层呈水平层状分布,基岩埋深可达300m左右,且浅部普遍发育有滨海沼泽相软土.因此,上海地区上覆深厚、软弱的沉积土层,对场地的地震反应特性无疑具有重要的影响.文章基于一维场地地震反应的等效线性化频域分析方法,建立了上海软土场地的动力分析模型,以El Centro地震波为例,重点分析了上海地区场地土的地震反应加速度反应和频谱特征.研究表明,在7度抗震设防即场地地面峰值加速度（PGA）等于0.1 g的情况下,上海软土场地的地表峰值加速度具有放大特性,地表加速度的频谱组成具有低频放大,高频过滤的特征,地面运动加速度反应谱的卓越周期也具有向长周期方向移动的趋势.