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。     

基于ANSYS的三维自由场地震动反应分析

为探究自由场地震反应的基本规律和考虑土-结构相互作用(SSI)时的整体结构地震反应分析提供参考,采用ANSYS建立了三维自由场有限元模型,分别考虑了同一场地在三种不同水平两向基岩输入地震动以及三种不同类型场地在同一水平两向基岩输入地震动下的两种情况,对其进行了地震反应分析。通过对比和分析得到的各类场地地表中心点的绝对加速度、相对位移、各层土体的层间位移峰值以及绝对加速度峰值等指标,得出一些关于此类问题的有用结论,供工程设计及后续研究时参考。     

中硬场地两种等效线性地震反应方法的对比

采用传统等效线性化(EERA)和频率一致等效线性(SOILQUAKE)对比分析基岩输入地震动特性对中硬场地地震反应的影响,分析结果表明:弱震时EERA和SOILQUAKE的地表峰值加速度差异基本可忽略;随着基岩地震动强度的增大,二者计算的地表峰值加速度相对差异越显著,EERA给出的地表反应谱在短周期放大效应逐渐减弱,卓越周期处谱值被显著放大;而SOILQUAKE得出的地表反应谱在短周期放大效应并未削弱,反应谱的卓越周期和周期大于0. 7s的谱值与EERA法基本一致。0. 3s加速度反应谱放大系数随基岩地震动强度增大而减小,但EERA放大系数减小过快,SOILQUAKE的表现则更为合理。故EERA对地震动高频的过分滤波作用存在不合理性,SOILQUAKE在地震动高频段的放大作用较EERA表现好。     

反应位移法在圆形隧道抗震分析中的适用性评价

反应位移法是目前国家和行业规范均推荐采用的地下结构抗震设计方法。但目前对反应位移法的参数选取及其适用性的认识尚不深刻,从而制约了反应位移法在隧道抗震分析与设计中的应用。本文以动力时程分析法为基准,对比分析圆形隧道两种不同的地层剪力计算方法对反应位移法计算精度的影响;同时评价了不同场地条件、不同埋深下反应位移法的适用性。结果表明,反应位移法在圆形隧道抗震分析中适用性较好,且计算精度随埋深增大略有提高;但轴力计算结果明显偏小,且随地层剪切波速的增加,轴力计算误差略有增大。     

剪切波速对砂土层地震反应的影响

地震动峰值加速度的差异与剪切波速的差异近似呈线性关系。当剪切波速减小时 ,能使地震动分数持时增加的占多数 ;当剪切波速增加时 ,能使地震动分数持时增加或减小的几率差不多。剪切波速减小 ,对地震反应谱长周期部分影响较大 ;剪切波速增大 ,对地震反应谱中、短周期部分影响较大     

城市轨道交通盾构隧道的横向抗震设计

介绍了盾构隧道横向抗震设计中重力作用的计算方法、反应位移法、反应加速度法和基于等效线性化的时程法。为了验证这些方法的适用性,设定某地质条件下的典型圆形盾构隧道为基准模型,使用反应位移法、反应加速度法和基于等效线性化的时程法计算盾构隧道的结构内力、直径变形率。结果表明:反应位移法、反应加速度法和基于等效线性化的时程法,三者计算结果最值的大小、出现位置并不一致,且反应位移法和反应加速度法的计算结果要大于基于等效线性化的时程法的计算结果。     

双层地铁车站的强地震反应分析

采用动力时程分析法对一双层地铁车站进行了地震反应分析.结果表明,地震引起的地基变形是影响地下结构动力反应的决定性因素,结构峰值变形反应与自由场峰值变形反应之间近似存在简单的线性关系.与地上框架结构相比,地下结构的地震变形反应相对较小,但内力反应很大.此外计算结果还显示,相对于设计基本地震加速度,地面与基岩间的水平峰值相对位移（PGRD）对于地下结构抗震分析及设计而言是一种更为合理有效的设计地震动参数.     

不同规范中地下结构地震反应分析的反应位移法对比研究

反应位移法是一种实用的地下结构抗震反应分析方法,该方法计算步骤相对简便,具有较好的分析精度,在地下结构抗震设计计算中得到广泛使用,已被包括《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909-2014)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)等多部规范所采用。但是由于该方法在理论推导上的不同,以及不同研究者理解上的不一致,导致现行不同规范的计算模型和荷载输入存在差别。文中给出反应位移法的推导过程,分析反应位移法中各项荷载的合理形式和意义,对现行不同规范中反应位移法的计算模型作出明确判断,通过与动力时程计算结果的对比分析表明：反应位移法中地震作用的输入通过结构周边自由场应力实现,忽略部分周边自由场应力的计算模型是不合理的。     

反应加速度法在盾构隧道横向抗震研究中的应用

城市轨道交通已成为公共交通的重要方式,其盾构隧道抗震设计是整体设计过程中比较重要的环节,时程分析法是目前常用的地震分析方法,但其要求较高。文章介绍了反应加速度法的原理及建模流程,并以广东省某隧道横向抗震为研究对象,进行了两种算法的对比,发现反应加速度法原理简易,对工程技术人员要求较低,计算精度与动力时程法相比差异较小,采用反应加速度法可以较好的模拟地震中盾构隧道与周围土体的相互作用。     

梁式桥抗震设计的近场地震弹塑性反应谱

依据国内外规范对近场地震动的定义,收集了215条近场地震动,进而对近场地震弹塑性反应谱（加速度谱、位移谱、残余位移谱、强度折减系数谱）进行参数影响研究,得到地震动特性（地震震级、场地土质、PGA）和恢复力模型动力参数（不同恢复力模型、屈服后刚度比、阻尼比、位移延性系数）等因素对近场地震弹塑性反应谱的影响规律。与中远场地震弹塑性反应谱相比较可知：①Ⅰ~Ⅲ类场地近场地震弹塑性加速度谱的下降段较缓,Ⅳ类场地弹塑性加速度谱的敏感区更宽|②Ⅰ~Ⅲ类场地近场地震弹塑性位移谱的谱值相比Ⅳ类场地的谱值更大。在此基础上,建立了与我国桥梁抗震设计规范场地类型相对应的近场地震弹塑性反应谱,可用于近场地震下的桥梁抗震设计,并可为后续的近场地震能力谱法的研究提供近场地震需求谱。     

地震动位移反应谱阻尼修正系数研究

阻尼修正系数（DMF）用于抗震设计规范中校正临界阻尼比高于或低于5%的弹性反应谱。在解耦多参数交叉影响的原则下研究了三个主要地震参数（震级、距离和场地条件）对地震动位移反应谱阻尼修正系数的影响。结果表明，DMF随着结构自振周期增大而逐渐趋近于1；随着震级和距离增大，阻尼比对位移反应谱影响随之增大，DMF曲线更加发散，这意味着通过附加阻尼减小结构地震反应对于大震和远震更加有效；场地条件对DMF的影响仅限于近场范围，但无法归纳出明显的影响规律，且随距离增大，不同场地对应的DMF之间的差异逐渐缩小。通过人工合成地震动数值试验，分析加速度反应谱与位移反应谱DMF曲线，得出结论：地震动频谱分量随频率的相对变化速度，对位移反应谱DMF曲线起控制性作用。最后提出了适宜于抗震设计规范采用的DMF公式，并利用实际强震记录数据拟合了DMF公式中的关键参数。     

基于小波函数的IDA分析在RC框架结构中的应用

针对某实际框架结构的抗震性能评估问题,利用OpenSees建立结构有限元模型,以谱加速度为地震动强度指标,层间位移角最大值为结构损伤指标,通过基于小波函数的拟合方法合成目标反应谱的地震动加速度时程,并对结构进行增量动力分析。结果表明,在相同条件下,基于小波函数所仿真出来的IDA曲线离散性显著降低,随着拟合精度的提高,三个分位数曲线更加集中,结构的IDA分析也更为有效。研究结果为提高框架结构的抗震性能提供了有效途径。     

复杂断面地下结构地震反应分析的整体式反应位移法

介绍地下结构抗震分析中常用的反应位移法存在的局限性,在借鉴反应位移法基本原理的基础上,提出一种适用于复杂断面地下结构地震反应分析的整体式反应位移法。从理论上论证该方法与反应位移法基本原理的一致性,详细介绍该方法的实施步骤与特点,给出地震作用的求解方法。该方法采用土-结构相互作用模型来直接反映土体与结构间的相互作用,避免了引入地基弹簧带来的计算量和计算误差。采用连续自由场土层模型来计算等效输入地震动荷载,概念明确、操作简单,能较好地适用于复杂断面地下结构的地震反应分析。结合实际工程与动力时程方法进行对比研究,结果表明,文中提出的整体式反应位移法是一个精度较高、计算简便、适用性很强的拟静力计算方法,可以用于地下结构的抗震分析与设计中。     

动剪切模量比与剪切波速对地震动影响及等量关系研究

采用数值模拟方法,研究动剪切模量比和剪切波速对地震动的影响问题,并以对地表加速度反应谱影响为标准研究动剪切模量比变化与剪切波速变化间的对等关系,同时建立了等价关系式,分析中考虑了场地类别、场地遭遇地震强度和地震输入波型的影响。结果表明:①动剪切模量比误差和剪切波速误差对地震动都有着重要影响,在土体强非线性和软弱场地中影响更为强烈,实测的动剪切模量比和剪切波速比真实值低时较比真实值高时对地表反应谱影响更大,三类场地0.1g地震输入时动剪切模量比6%误差或剪切波速25%误差的影响已经不可忽视;②对不同的场地类别、场地地震烈度和地震输入波情况,动剪切模量比单独变化与剪切波速单独变化对反应谱的影响都具有对等关系;③动剪切模量比误差对地震动的影响程度要大于剪切波速误差,二者对地表反应谱的敏感性相差3～5倍,绝对误差相同时动剪切模量比降低情况下与剪切波速的敏感程度相差更大。     

地下结构横截面抗震设计分析方法综述

地下结构抗震是当今地震工程界重要的研究方向,目前国内外学者在地下结构横向地震反应领域提出了多种简化计算方法.在有关理论和方法的基础上,对目前常见的地下结构抗震简化计算方法进行了比较详细的介绍,包括地震系数法、自由场变形法、土-结构相互作用系数法、反应位移法、反应加速度法、地下结构Pushover分析方法等简化方法.根据方法的原理,分析各方法采用的简化假设条件以及误差来源,对常见简化方法进行了初步的比较分析.     

基于加速度阵列反演循环剪应力–剪应变的积分位移方法影响

基于加速度阵列的循环剪应力–剪应变反演分析方法被广泛用于原位场地观测和物理模型试验,但积分位移方法、分布函数等关键因素的影响尚缺少认识。选取4种代表性一维剪切梁分布函数,利用一组动力离心模型试验,探讨了积分位移方法对反演剪应力、剪应变的影响特征与规律,并分析了滞回圈和模量阻尼比的变化趋势。结果表明:(1)积分位移方法对反演剪应力和剪应变影响显著,采用积分位移方法处理后的加速度时程求取剪应力是有效保障滞回圈光滑性和闭合性的重要条件;ARI与USGS方法相比,后者对原加速度时程相位和幅值的影响不可忽略。(2)线性、三次样条、加权残差等3种剪切梁分布函数取得剪应力、剪应变结果十分吻合,可忽略分布函数的影响,而余弦法分布函数获得结果离散性较大,不宜选取。(3)积分位移方法对剪切模量具有略微影响,但对阻尼比影响较为显著,ARI法获得阻尼比发展趋势符合一般规律认识,而USGS法与之相悖。研究方法和结论,为有效可靠获取原位场地、土工物理试验等循环剪应力–剪应变响应和验证本构关系模型,提供了重要指导依据和方法支撑。     

自由液化场加速度反应数值试验

场地液化除引起场地失稳和沉降外,也会对场地加速度反应产生重要作用。基于Finn模型实现自由场液化数值模拟试验,研究典型液化场加速度反应问题。研究结果表明:液化场加速度反应幅值与输入加速度幅值有关,液化场加速度放大倍数随输入地震动的增大而减小;液化场加速度反应大小与输入频率有很大关系,可液化场加速度反应的频率特征为:低频输入加速度反应幅值放大、高频输入反应幅值缩小,低频强化效应明显大于高频弱化效应;干砂弹性场也有低频放大高频滤波效应,但没有液化场显著;对于低频激振,若可液化场加速度经过放大且场地发生液化,场地加速度则衰减,若可液化场加速度经过放大但场地仍然未液化,场地加速度则维持稳态受迫振动状态;弹性场加速度反应从下到上逐渐增大,地表面放大最显著,液化场加速度放大在场地腰部最显著;高幅值输入易掩盖液化场加速度反应频率特性,低加速度幅值、低频输入下液化场的频率特性较明显。液化场地下结构抗震设计采用常规弹性场加速度反应系数,则会导致地下结构处于不安全状态。研究成果为液化场地下结构动力分析提供理论及试验基础。     

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。     

浅埋地下结构地震反应分析的惯性力–位移法

现有的地下结构地震反应简化分析方法,如:地震系数法、自由场变形法、柔度系数法、反应位移法、反应加速度法和Pushover分析方法等,均没有考虑上覆回填堆积土体或地震中因剪切破坏失效后的上覆堆积土体在竖向地震作用下产生的惯性力效应。已有研究表明,这种上覆土体竖向惯性力效应对浅埋地下结构支撑构件的抗震性能(抗剪强度和极限变形)有重要影响,是评价浅埋地下结构抗震安全性的关键因素之一,不能忽视。为此,针对浅埋地下结构地震反应分析问题,提出了一种考虑上覆土体竖向惯性力影响的反应位移法,简称惯性力–位移法。给出了惯性力–位移法分析模型的两个关键参数确定方法,包括地基弹簧刚度及上覆土体最大竖向惯性力。工程实例分析结果表明,建议的惯性力–位移法与传统的反应位移法相比,不仅克服了传统的反应位移法不能给出中柱轴力的缺陷外,其它反应量的计算精度与之基本相当。     

剑阁县新城区设计地震动参数确定

基于四川剑阁县新城区10个工程场地地震反应钻孔资料,在地震危险性分析的基础上,利用目前工程上广泛应用的场地地震反应分析的一维等效线性化波动方法,计算了工程场地在三种不同强度地震动输入下的地表峰值加速度,给出了设计地震动参数,为该地区抗震设计、防震减灾规划和城市土地利用规划提供了依据.