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...     

在大型桥梁勘察设计中动三轴参数测试的作用及意义

动三轴试验主要确定土的动剪切模量和土的动阻尼比,而这些参数又是地震动反应分析中的重要参数,该参数的取值小直接影响了桥梁的勘察设计。     

土层地震反应分析中不同参数的敏感性分析

土层地震反应分析通常涉及众多的参数 ,正确评价主要参数的离散性和随机性对计算结果的影响 ,是地震影响小区划和地震安全性评价工作可靠性的保证。通过逐个改变输入参数来分析这些参数对计算结果的敏感性 ,得到几点有益的结论     

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。     

荷载频率对动模量阻尼比影响的试验研究

目前荷载频率对动模量阻尼比影响规律尚无较为统一认识,定量结果尚少。采用新型高精度动三轴仪试验,研究不同荷载频率对典型砂土和黏土动模量阻尼比影响问题,并以此为基础从对地震动影响角度讨论考虑荷载频率相关动模量阻尼比必要性。结果表明:对砂土而言,荷载频率对其动剪切模量影响不大,随着加载频率的增大,阻尼比略有减小,但差别基本可以忽略;对黏土而言,荷载频率对其动剪切模量和阻尼比有重要影响,随着振动频率的增加,动剪切模量增大,阻尼比减小;黏土参考剪应变随荷载频率增大而增大,二者呈递增的指数函数,当f≤1 Hz时,影响十分明显,当1 Hzf≤3 Hz时,有一定影响,当f3Hz时,影响不明显;黏土最大阻尼比随频率的增大而减小,二者呈递减的指数函数,当f≤10 Hz时,影响较为明显,当f10 Hz时,影响程度显著减弱;采用两组频率下模量阻尼比曲线计算黏土层地震动,地表加速度峰值和反应谱差别很大,且随着震动增强而显著增大,说明考虑黏土层动模量阻尼比的荷载频率相关性是十分必要的。     

成层地基一维土层地震反应解析解

１　前　　言　*对于土层地震反应,只有当模型简单时,才可以得到封闭解析解或半解析解。假定地震输入是竖直向上入射的平面剪切波,土层地震反应问题常简化为一维波动问题,对于变参数一维土层地震反应,可从两个方面求解解析解或半解析解：一是针对单层地基,假定模型参数随深度变化规律已知进行求解［１,２］;二是针对成层地基,每层土层取不同模型参数进行求解［３～５］。文献［３～５］采用的是等效线性化解法或传递矩阵解法,属于半解析解。本文针对成层地基,把基岩输入地震化作边界静止不动而在计算域各点上作用着惯性力的问题进行计算,建立了成层地基一维土层地震反应定解问题,并给出了成层地基在任意基岩地震输入作用下、时间域内     

桂林红粘土动剪切模量与阻尼比的试验研究

利用GDS动三轴仪,在应变控制条件下,对压实桂林典型红粘土进行固结不排水振动三轴试验。主要考虑了固结围压、固结应力比、压实密度和初始应变对红粘土动剪切模量和阻尼比的影响并分析其规律特性。结果显示:动剪切模量随振动应变的增大而减小,而随固结围压、固结应力比和压实密度的增大而增大;动剪切模量比随振动应变、固结围压和固结应力比的增大而减小,随压实密度的增大而增大;阻尼比是随振动应变、固结围压和固结应力比的增大而增大,在不同的振动应变幅值下表现不同大小。可用Hardin-Dmevich双曲线模型对动剪切应力和动剪切模量比进行很好的拟合。所得结果可为工程建设和场地地震反应分析提供一定的参考。     

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。     

复合地基的地震反应分析

本文运用二维有限元土层地震反应程序，利用建筑抗震设计规范中的基岩加速度反应谱拟合的人工地震波和ＥｌＣｅｎｔｒｏｌ地震波作为基底层的输入运动，分别对四种常见的复合地基进行了计算。计算分析表明，经过加固的复合地基，地面的地震反应都有不同程度的降低，加固的方法不同，降低的程度也不相同，当置换率不同时，其加固效果有一定的差别；由于开挖造成的地震影响比由于加固所引起的地震影响还要大，加固深度越大，地面加速度     

土体动剪切模量和阻尼比工程试验及结果分析

土的动剪切模量和阻尼比是土动力学研究的首要参数,是抗震分析的重要依据,也是场地地震安全性能评价中不可或缺的内容。文章通过对合肥地区粘性土试样进行多种方式的动三轴试验,得出动剪切模量和阻尼比随剪切应变变化的数据和曲线,分析了不同围压大小对土的动剪切模量和阻尼比影响的规律,为该地区的工程建设与抗震设防提供参考。     

山区地基混合性土层地基勘察及承载力的确定

通过对仙居地区各个场地工程勘察,对存在的混合性土类的特征、成因的查证,提出了混合土的工程勘察及其地基承载力的确定方法,同时提出了对于混合性土层在设计、勘察、施工时应注意的问题。     

杭州地区软土层土质特性研究

通过对杭州地区典型软土层（第①、第②软土层）土质力学特性、动剪切模量比和阻尼比的分析,详细探讨了杭州地区第①、第②软土层压缩指标、抗剪强度指标与物理指标之间的分布规律和相关性,拟合了相应的经验回归公式,发现了第①、第②软土层动剪切模量比G/Gm ax、阻尼比λ与剪切应变γ之间的关系,并利用M artin-davidenkov模型和陈国兴等建议的阻尼比经验公式进行了拟合,给出了拟合曲线和拟合参数推荐值,从而得到小应变条件下,杭州地区软土层动剪切模量比G/Gm ax和阻尼比λ随剪切应变γ变化的参考值,有利于杭州地区第①、第②软土层动力特性的认识。     

对“成层地基一维土层地震反应解析解”讨论的答复

 感谢王春玲及黄义同志对拙文“成层地基一维土层地震解析解”进行讨论 ,现按问题类型进行答复如下 :(1)　问题 (1)、(5 )的答复同意讨论者观点 ,对于成层地基的地震反应 ,各层的自振频率和振型函数与各层的物理参数有关[1 ] 。本人在设定解问题解的时候 ,原本通过三角函数前各自的系数体现出这一观点(原文中式 (19)、(2 1)、(2 4) )。(2 )　问题 (1) (4 )及 (6)的答复问题 (1) (4 )主要讨论时间响应函数Tn(t)的形式及定解题解答的严格性。本人在建立成层地基一维土层地震反应定解问题后 ,想寻求一种简单的时间域内完全解析解。推求时 ,考虑棍土层阻尼系数相等 (     

苏州第四纪沉积土动剪切模量比和阻尼比试验研究

通过深入分析苏州第四纪土的海相、陆相沉积环境及土层分布特征, 对苏州第四纪土 311 个原状土样进行了土的动剪切模量比和阻尼比试验研究 ,结果发现：海侵作用和土层深度对苏州第四纪各类土的动剪切模量比、阻尼比与剪应变幅值关系曲线的影响有明显差异,深度 0 ～ 30 m 的海相黏土动剪切模量比和阻尼比曲线分别低于和高于陆相黏土的曲线,深度 30 ～ 100 m 的海相黏土动剪切模量比和阻尼比曲线分别高于和低于陆相黏土的曲线;土 层深度对海相黏土、粉质黏土和海、陆相粉细砂的动剪切模量比曲线 以及对海相黏土、粉质黏土和陆相粉细砂的阻尼比曲线的影响较为明显;对黏土、粉质黏土、粉土、粉细砂按土层深度 0 ～ 30 m 和 30 ～ 100 m 以及淤泥质土、中粗砂不区分土层深度,给出了苏州第四纪各类土的动剪切模量比和阻尼比曲线经验关系的拟合参数值及其平均关系曲线推荐值。     

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。     

动三轴试验研究土的动剪切模量和阻尼比

对不同土样的动剪切模量和阻尼比进行试验研究,最后采用曲线拟合得到动剪切模量以及阻尼比与剪应变的关系曲线,可供岩土和其他土木工程的地震安全性评价工作参考和借鉴.     

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。     

关于“成层地基一维土层地震反应解析解”的讨论

笔者学习了高玉峰等同志的“成层地基一维土层地震反应解析解”一文 (《岩土工程学报》1999年第 4期 ,以下简称“原文”) ,受益匪浅。原文定解问题的建立是严密的 ,求解思路也是正确的 ,选取的振型函数既简单、规范 ,又满足边界条件及位移、应力连续条件 ,遗憾的是各振型函数中不包含地基土的物理参数 ,从而导致各层的时间响应函数Tn(t)不一样。因此原文有关分析推导需进一步研究 ,现提出与作者商榷。yh(1)由原文式 (19)～ (2 7)知 ,原文给出各层的位移Vi(y ,t)为 :Vi(y ,t) =∑∞n =1Xni(y)Tn(t) ,且各层的自振频率λin 和振型函数 {Xni(y) }     

地铁隧道周围粉质黏土动力参数试验研究

利用GDS共振柱试验仪,对地铁隧道周围粉质黏土进行动力参数(动剪切模量和阻尼比)研究,分析在不同围压试验条件下三种粉质黏土动剪切模量和阻尼比变化规律。试验结果表明:随着动剪应变的增大,动剪切模量逐渐减小,阻尼比逐渐增大;围压越大,动剪切模量越大,阻尼比越小,且围压对动剪切模量的影响效果要显著于阻尼比;液性指数越小的土体,围压对阻尼比的影响效果越显著;最大动剪切模量与围压、参考剪应变与围压、最大阻尼比与围压均存在较好的线性关系。     

悬索屋盖结构阻尼特性及对地震反应影响分析

本主要对柔性体系悬索结构的阻尼特性进行了理论与试验研究，进一步明确得出悬索结构阻尼比远近小于传统的刚性结构概念，并给出其幅虚数值。同时系统分析和培出悬索结构在地震作用下动内力、动位移随阻尼比减小的变化规律，并由此对该类结构阻尼特性得出几点重要结论及对其动力分析提出几点有益的建议，以便于设计计算时采用。