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。     

近断层地震动作用下易液化深厚覆盖层场地上高土石坝动力响应EI北大核心CSCD

我国水能资源丰富的西部地区,河床覆盖层深厚、靠近发震断裂带等问题难以避免,软弱土层受震液化是土石坝地震安全评价主要内容之一。针对建在含有易液化夹层的深厚覆盖层上的高沥青混凝土心墙土石坝,提出了可同时考虑动孔压和永久变形累积发展过程的改进孔压-变形耦合有效应力分析(improved effective stress,IES)方法,开展了近断层脉冲和非脉冲地震动作用下,软弱土层液化特性及对其上沥青混凝土心墙土石坝响应影响研究,揭示了近断层地震动的脉冲特性对土层液化的触发影响机制,论证了忽略孔压的总应力法相对于考虑孔压的有效应力法在计算液化和坝体加速度响应的误差,分析了地震动的脉冲特性、孔压对坝体竖向永久变形累积发展过程的影响。结果表明:总应力法所得液化区和有效应力法相比虽然位置相同,但分布面积却远大于有效应力法;脉冲特性使得软弱土层多数特征点的孔压在短时间急剧上升,触发液化迅速;动孔压使得坝顶和坝底加速度相对于不考虑孔压情况有20%~30%的减小;脉冲型地震动作用下,动孔压使得坝顶沉降量最大增大35%,竖向沉降发展过程在脉冲期有明显的激增,对坝体抗震安全稳定性构成了严重的威胁。