层状场地脉动卓越频率对应的理论计算深度研究*

地脉动观测是一种简便有效的场地土层动力特性测试方法。本文依据场地脉动能量中瑞利波为主的特性,基于层状场地瑞利波弥散特征曲线,研究了不同场地条件下脉动卓越频率对应的瑞利波波长与场地自振频率理论计算深度之间的关系。计算结果表明：场地一定深度范围内土层剪切波速差异特性是其主要影响因素。如果土层波速差别较小或者某一波速占主导地位,则理论计算深度与瑞利波波长比值约为1/4a(a为瑞利波波速与剪切波速之比),与均匀场地结果接近;反之,土层波速差异越大,两者比值与1/4a偏离越远,且1/4a为比值上限。     

土层参数随机性对高速铁路周围场地土振动传递的影响EI北大核心CSCD

为探究场地土层参数随机分布对高速铁路周围场地土振动传递的影响,分别考虑了土层剪切波速、材料阻尼比以及二者双随机变量下的3种场地土参数随机分布,并基于Toro统计模型采用Monte Carlo方法分别模拟200组工况,输入建立的高速列车-轨道-场地土耦合系统模型中计算高速列车经过时场地土表面的振动响应。并将随机振动响应1/3倍频程振级、Z振级及其95%置信水平的置信区间与确定性土参数的振动响应进行比较,探究土参数随机性对高速铁路周围场地土振动传递的影响,进而采用随机振动响应标准差进行土参数随机分布的敏感性分析。研究结果表明:土参数随机性对高速铁路周围场地土振动传递的影响较大,剪切波波速单随机变量对场地土振动响应各频带1/3振级均有较大影响,材料阻尼比单随机变量对场地土振动响应的低频影响较小,高频影响较大。铁路交通环境振动评估及预测时建议考虑土层参数随机分布对其产生的影响。     

弯曲波对钢轨振动特性测试的影响研究

针对钢轨弯曲波的传播及弯曲波反射后对钢轨振动特性测试的影响,对钢轨的弯曲波波速进行了理论推导,并设计了弯曲波波速测试试验,对弯曲波传播波速及其反射波的波速等特性进行了试验验证,同时就钢轨弯曲波对振动特性测试的影响及其解决措施进行了研究.结果表明:钢轨弯曲波的波速不是常数,而是频率的函数,弯曲波的不同频率分量以不同的波速...     

考虑频率参数协调的频率相关等效线性化方法

基于土动力试验呈现出的土体动参数频率相关特性,结合一维等效线性化理论,建立了能够考虑动三轴或共振柱测试频率Rf和波速测试频率f（v_s）相协调的频率相关等效线性化方法。首先,基于国内外不同学者的试验结果,回归建立了土体剪切模量-频率和阻尼比-频率关系式,推导得到了规准化频率相关土体剪切模量比和阻尼比随剪应变变化关系式;其次,对频率无关等效线性化方法进行了改进,传递函数采用频率相关的剪切模量和阻尼比,建立了频率相关的等效线性化方法;最后,采用频率相关和频率无关等效线性化方法,分别对单层覆盖层均质线性场地和单层覆盖层非线性场地进行了不同工况下的土层地震反应分析计算,计算结果表明:1）试验室土动力性能参数测试频率Rf对地震响应影响较大,波速测试频率f（v_s）影响较小;2）采用动三轴试验给出的土动参数,频率相关方法得到的结果略低于频率无关方法结果。采用共振柱试验给出的土动参数,频率相关方法得到的结果大幅高于频率无关方法结果。     

视波速确定方法与行波效应研究

通过对地震波在单一土层和不同土层之间传播规律的研究,提出基于岩土层剪切波速的视波速计算方法,并给出多土层视波速简化计算公式,便于工程应用。对于均质土层,地面某点的视波速仅与该点震源深度、震中距和土层的剪切波速有关,视波速恒大于剪切波速。采用结构中点的视波速取代根据其两端点得到的视波速,可以避免结构各方向长度不同的影响,计算简便,误差可以忽略不计。在震源深度范围内,地壳厚度通常远大于覆盖层厚度,多土层的等效剪切波速与震源所在岩层剪切波速较为接近,场地类别对视波速的影响较小。算例结果表明,文中给出的多土层视波速简化计算方法,与视波速方程数值解的误差一般在5%以内。根据95%构件内力影响系数的最大值确定地震行波效应的放大系数,可以避免由于构件内力过小引起行波效应异常增大。厦门新机场分析结果表明,考虑多点激励地震效应后,航站楼结构底部总剪力变化很小;虽然框架柱、支承屋盖钢管柱和大跨度屋盖杆件内力的平均值减小,但部分构件内力可增大约5%~10%。     

移动荷载作用下弹性半空间Timoshenko梁的临界速度

根据梁的波速和半空间波速的相对关系,将Timoshenko梁-半空问系统分成四种不同情况。在梁与半空间相互作用的等效刚度和Timoshenko梁-半空间的弥散方程的基础上。利用弥散曲线，研究了移动荷载的临界速度。这四种情况分别为：软梁-硬半空间系统。次软梁-硬半空间系统，次硬梁-软半空间系统，硬梁-软半空间系统。研究表明，Timoshenko梁在移动荷载作用下的临界速度取决于梁的波速和半空间波速的相对关系；半空间的Rayleigh波波速始终是一个临界速度，当荷载速度达到Rayleigh波波速时．系统响应会趋于无穷大；对软梁-硬半空间系统，梁的剪切波速和压缩波速也是临界速度；对次软梁-硬半空间系统，梁的剪切波速是临界速度，并且还存在一个最小临界速度；对（次）硬梁-软半空间系统．粱的波速不再是临界速度。但也存在一个最小临界速度。     

个旧德政家园·云锡保障性住房工程地质勘察

本工程布置勘察工作量较为适度,并采用多种原位测试和室内试验手段,查明了岩土结构、地基土工程性能及土层波速等有关数据、地下水赋存条件以及水文地质参数,满足了设计和岩土分析评价的要求。勘察充分利用区域地质资料,对场地稳定性和建筑适宜性进行了评价,场地地基土属中硬土类型,为建筑抗震有利地段;场地及地基稳定性好,适宜修建高层住宅楼。     

载荷作用下EPS混凝土中弹性波传播特性研究

应用EPS混凝土来模拟含缺陷的岩石材料。对EPS粒径分别为1、2和3mm的三种EPS混凝土试样进行了载荷作用下不同频率的弹性波传播实验研究。采用单一频率脉冲叠合的方法来精确确定材料的波速,结果表明：EPS混凝土的p波波速随载荷增加在试件的开始压密实阶段有较明显的增大趋势,当试件相对密实,波速增加不是很明显;s波波速随载荷增加有一定程度增加,但幅度比p波波速增加得小得多。应用一种相对波速的方法,即将波速与当前载荷下材料的声波速度进行对比,可以较好地分析波速与载荷和频率的关系。最后对波速与载荷和频率的关系进行了理论模拟分析。此研究对于应用弹性波进行材料和结构的无损检测等技术方面有很好的参考意义。     

场地土类别与埋置土深度对排架结构自振周期的影响

本文结合我国现行《建筑抗震设计规范》,分析了场地土类别与埋置土深度对单层工业厂房排架结构自振周期的影响,给出了相应的结构自振周期修正系数。计算讨论了排架结构在考虑场地土类别与埋置土深度时的自振周期修正系数。     

双向地震动作用下刚度偏心单层体系弹性反应谱研究

目前的工程抗震设计方法是建立在弹性单自由度反应谱的基础上，然而实际地震动的多维性和结构偏心引起的空间耦合性使得基于单自由度反应谱的设计方法存在着局限性。为此，研究并建立了双向地震作用下结构刚度偏心层体系弹性反应谱模型，定义弹性位移比值谱和加速度比值谱。通过对硬土、中硬（软）土、软土3类场地60条双向地震动的弹性比值谱统计平均结果，分析3类场地比值谱的谱值分布特征及相对刚度偏心距、扭转频率比对谱值及谱值分布的影响。结果表明，各类场地的比值谱都具有独特的谱值分布特征，并且这些分布特征受相对刚度偏心距和扭转频率比的影响较小。在每种场地类型的谱值分布特征下，弹性比值谱随相对刚度偏心距和扭转频率比的变化也具有一定的规律性。     

地脉动作用下的岩土动力响应研究

以福建沿海地区(以福州市区为主)场地土的动力特性和地脉动频谱结构为研究对象，对该地区进行了场地地脉动的测试，利用快速傅立叶变换(FFT)方法对观测到的地脉动信号进行频谱分析。根据实际观测资料研究了地脉动频谱结构特征及场地土对地脉动的频率响应特性。结果表明，地脉动的频谱特性与场地覆盖层厚度和地基土刚度的变化密切相关；场地土剪切波在覆盖层范围内的传播时间和覆盖层厚度是影响地脉动卓越周期的重要原因，其中软土层对地脉动的卓越周期有一定的放大作用；可以通过研究场地地脉动的特性来深入了解研究区岩土的动力特性；建立场地土覆盖层厚度、场地土剪切波在覆盖层范围内的传播时间与地脉动卓越周期之间的相关关系，揭示其内在规律。     

基于地震动预测残差分析的工程场地分类标准检验与评价

各国抗震设计规范采用不同的指标定义场地分类标准,以中、日、美三国的标准最具有代表性,其能否合理体现相同类别内场地放大的集中性、不同类别间场地放大的差异性鲜见有研究开展检验与评价。针对此问题,利用日本KiK-net台网的强震动记录和台站的钻孔资料,分别以三国分类标准划分台站场地类别,基于地震动预测残差分析方法计算台站的真实场地放大因子,比较分析不同分类标准、不同场地类别的场地放大因子均值及标准差分布情况。得到如下结论：在PGA和SA的短周期段(T<0.1 s),以场地自振周期T_S作为分类指标的日本规范没有体现出不同类别间场地放大效应的差异性,以地表20 m内等效剪切波速V_SE及覆盖层厚度双指标的中国规范和以地表30 m以内平均剪切波速V_S30为指标的美国规范均能较好地反映不同类别间场地放大效应的差异性;日本规范在整体上体现相同场地类别内场地放大的集中性方面表现最好,对于长周期(T>2 s)地震动,中国规范则表现最优越;中国III类场地对中长周期地震动的放大体现出较大离散性,分类标准合理性还需要进一步深入分析。研...     

厦门本岛近地表三维速度结构建模研究

搜集整理了厦门本岛202个钻孔资料,分析、总结了工程场地剪切波速度结构的空间相关性和带状异向性特征。在此基础上,发展了一套先通过不规则三角网(TIN)法和克里格法划分出不同土层的分界面,建立场地三维工程地质模型,再基于克里格方法对土层内部剪切波速进行空间预测,最后整合各土层剪切波速度结构的建模方法。通过建立厦门岛近地表三维速度结构模型,对方法可行性和精度进行了检验。结果表明,建立的模型,能够很好反映出厦门岛工程场地同一土层内的剪切波速变化规律及不同土层剪切波速的带状异向性。     

饱和度对准饱和土体中瑞利波传播特性的影响

将水-气等价为一种均匀的流体,可以采用两相孔隙介质理论来模拟准饱和土,基于Bardet根据Biot饱和多孔连续介质的波动方程提出的准饱和土的波动方程,建立了半空间表面透水和不透水两种情况下准饱和土体中瑞利波的频率特征方程,绘制了不同饱和度的瑞利波速与剪切波速的比值及瑞利波速的实部随无量纲频率的变化曲线,固体土骨架和孔隙流体的归一化竖向位移和水平位移(准饱和土体某一深度的位移与饱和土体表面处的位移的比值)随归一化深度(深度与瑞利波波长的比值)的变化曲线,通过比较这些曲线发现饱和度对准饱和土体瑞利波的传播特性的影响很明显,瑞利波速与剪切波速的比值及瑞利波速的实部随着饱和度的增大而增大,而归一化位移则随着饱和度的增大而减小,但饱和度从95%增大到99%时它们增大或减小的幅值要小于饱和度从99%增大到100%时的情况,这为瑞利波的传播规律研究和现场测试与数据分析提供了理论依据.     

深厚覆盖层液化对场地卓越周期及土石坝地震响应影响研究

针对软弱夹层受震液化对深厚覆盖层场地振动特性的改变以及其上高土石坝的地震响应影响开展研究。将含有软弱夹层的深厚覆盖层场地简化为三质点体系,推导了软弱夹层液化后的场地卓越周期计算公式,进而分析了液化层特征量对场地卓越周期及场地反应谱的影响规律;应用剪切楔法研究了软弱夹层液化对深厚覆盖层上土石坝坝顶加速度放大系数的影响规律。结果表明:夹层发生液化使得场地卓越周期增大,增大程度与夹层液化程度、上覆层与液化层厚度比λ1、液化层与下卧层厚度比λ2密切相关;液化使得场地类别至少增加一类;液化后场地反应谱呈现短周期减震、长周期加震现象,加震减震的分界线一般在0.61-0.88 s范围内,反应谱平台段加宽;液化使得覆盖层上高土石坝坝顶加速度放大系数明显增大,放大作用随着软弱夹层液化程度的增加呈现下降的趋势,在夹层较厚且重度液化时,液化现象对覆盖层上高土石坝动力响应反而有消弱作用。     

地震动随场地深度变化的相干性分析

目前有关地震动相干性研究基本上是限于自由场地的地面运动相干性问题。为探究地震动随场地深度变化的相干性,寻求一种适用于不同类型场地随深度变化的地震动相干函数模型,以日本KiK-net台网采集的2 679对地震动记录为基础,利用随机振动理论和数字信号处理技术对不同类型场地随深度变化的地震动相干性问题进行了研究。通过对水平向地震动分量相干函数计算值的拟合,建立了一种适用于不同类型场地的水平向地震动随深度变化的相干函数模型,并进行了参数回归分析。分析结果表明:震级及震中距(200 km)对相干函数的影响可忽略不计;剪切波速对相干函数产生较大的影响,与浅层土相比,深层土剪切波速的影响更大;水平向地震动的相干函数值随深度和频率的增大呈指数形式衰减;相较于深度的影响,频率对相干函数值衰减速率的影响更加明显。在对地震动相干函数值的估计中,场地条件是不容忽视的因素,随着场地由硬变软,相干函数值随深度的衰减愈来愈快。     

蒙脱土/PE/PVC三元纳米复合材料的制备与结构性能研究

钠基蒙脱土（Na-Mont）预先负载小分子单体丙烯酰胺和引发剂过氧化二异丙苯，发现经处理的蒙脱土（AM-Mont）层间距增大.将负载有丙烯酰胺和过氧化二异丙苯的蒙脱土与PE/PVC在双辊上混合，通过双辊的剪切作用进行插层复合.用FT-IR、XRD等测试方法对复合材料进行表征，表明蒙脱土/PE/PVC三元纳米复合材料是插层型纳米复合材料。     

近断层速度大脉冲对反应谱的放大作用

收集我国近年发生的汶川地震、鲁甸地震和美国NGA（Next Generation Attenuation）数据库选取的175次地震事件3661组强震动记录,考虑脉冲方向的不确定性,基于小波方法定量识别出165条典型速度脉冲记录,利用小波提取出速度脉冲记录中的长周期脉冲信号,通过对比分析原始脉冲记录和提取出长周期脉冲后的残余记录的反应谱特征,研究发现速度大脉冲在其特征周期T_p附近对反应谱有很强的放大作用,这种作用表现为一种窄带效应。基于偏差参数定量揭示了大脉冲在不同周期段对反应谱的放大作用,放大曲线变现为以脉冲特征周期T_p为中心的单峰曲线,在周期T_p处放大倍数最大可达3.5倍,往两侧逐渐变弱,主要影响周期范围为0.5T_p~2T_p。利用最小二乘回归方法分别给出了脉冲放大系数A_f和脉冲周期T_p的经验模型,探讨了地震震级、场地剪切波速对放大系数曲线的影响。研究表明:随震级增大,脉冲放大作用影响的周期范围变宽,放大系数曲线的峰值周期向长周期方向移动;随场地剪切波速增大,脉冲放大作用的影响范围和峰值均向短周期移动,相比震级而言,场地剪切波速对放大系数曲线的影响较小。该文脉冲放大作用的经验结果可用于给定地震环境下（如震级、场地剪切波速）近断层场地速度大脉冲作用下对反应谱的修正。     

论述某商住楼建筑工程地质勘察

本工程布置勘察工作量较为适度,并采用多种原位测试和室内试验手段,查明了岩土结构、地基土工程性能及波速等有关数据、地下水赋存条件以及水文地质参数,满足了设计和岩土分析评价的要求。本次勘察充分利用区域地质资料,对场地稳定性和建筑适宜性进行了评价,并对地震效应等进行了综合分析,场地地基土属中硬场地土类建筑场地,为建筑抗震有利地段;场地及地基稳定性好,适宜修建高层商住综合楼。     

基于地脉动谱比法的场地特征参数快速测定

通过37个场地的地脉动单点三分量观测,研究了地脉动单点谱比卓越频率与场地覆盖层厚度、不同深度等效剪切波速以及特征周期等场地特征参数之间的相关性;通过不同区域相关关系以及地震动谱比研究结果的对比,探讨了利用地脉动单点谱比法快速测定场地特征参数的可行性和精度。结果表明:地脉动H/V谱比卓越周期与场地覆盖层厚度存在明显相关性,利用地脉动单点谱比法快速测定场地覆盖层厚度,在1~2 Hz频带区间内不同地区相对误差小于15%,在这一区间外相对误差有所增大;地脉动H/V谱比卓越周期与覆盖层等效特征周期T_s大体一致;地脉动H/V谱比卓越周期大于0.5 s时,场地的等效剪切波速V_(s20)和V_(s30)以及等效周期T_(s20)和T_(s30)变化不大,平均分别为200 m/s,250m/s,0.8 s和0.6 s。