含隧道场地地震动放大效应的深度变化规律研究

以剑桥大学工程系完成的含圆形隧道的动力离心模型试验结果为基础数据,在80g重力加速度条件下,从模型基底处由弱至强输入4种地震波EQ1~EQ4,利用在叠环式模型箱内不同位置布设加速度传感器,获取了不同层位深度处隧道列的加速度时程记录,运用考虑相消干涉的传统谱比法,分析研究了地震作用下含隧道的场地放大效应随深度变化规律。研究结果表明:在EQ1~EQ4下各振型的地震动放大系数随深度变化曲线从基底到地表大部分呈现一个先减小后增大的现象;并统计到高阶振型地震动放大系数数值大于一阶振型的概率为18.3%,振型越高,概率越大;近地表处地震动放大系数的最大值主要分布在4.20~8.63 Hz的中部频段上,而不是出现在低频段上。

基于离心模型试验的海域软土场地设计反应谱特征分析

为了揭示和掌握海域软土场地的地震动特征,给海域工程抗震设计提供科学可靠的设计反应谱,更好地服务于工程抗震设计,先设计并构建了上覆有水的海域饱和软土场地的离心模型,在100g的离心环境下开展了5组振动台试验,获取了不同强度地震输入条件下海底地表处的加速度结果;再以当前国内外普遍采用的3种设计谱拟合标定方法对加速度反应谱进行拟合回归,并对不同方法得到的拟合参数进行了对比分析。结果表明:我国现行建筑抗震规范设计谱与试验反应谱差异较大,标定的设计谱特征周期值明显偏小,对长周期工程抗震存在设计风险;而基于美国抗震规范的设计谱与试验反应谱具有良好的一致性,标定的设计谱特征周期较为合理,但设计谱平台值明显偏小,工程上也偏于不安全;中美两国规范设计谱均有各自的局限性。相比之下,薄景山团队提出的设计谱标定的工程方法和标定结果较为合理,设计谱特征周期与试验反应谱吻合度较高。

地下隧道对地震动加速度峰值及反应谱的影响

基于剑桥大学工程系所完成的含隧道密实砂场地动力离心模型试验基础数据,利用模型内部设置微型加速度传感器,由弱至强逐级加载四组伪谐波作为基底输入,模拟并获取了在80 g重力场环境下隧道列及自由场列在不同深度处的动力反应和加速度记录,通过对比隧道列及自由场列相关地震动参数的差异,表明由于隧道的存在,峰值加速度放大系数从基底到地表都呈现出先衰减后放大的趋势,自由场列地表处的峰值加速度放大系数处于1.042~1.072之间,而隧道列地表处放大系数处于1.009~1.024之间;加速度反应谱峰值方面,地震波输入越强烈,其峰值相对应周期朝着短周期方向移动;对比两列地震动加速度反应谱峰值随深度变化曲线,发现自由场列从基底到地表呈现逐渐增大的趋势,而隧道列呈现先减小后增大的趋势。

唐山地震高烈度区V_(s30)经验估计研究

以唐山地震高烈度区场地条件为背景,选取并整理其中701个实际钻孔的剪切波速测试资料,分别计算国际上较普遍采用的场地分类指标V_(se)和V_(s30),初步建立了适用于唐山地区V_(se)与V_(s30)的对应关系,利用Boore提出的速度梯度外推法,回归得到了唐山地区Vs30的经验模型与拟合参数,并与四个地区(北京、新疆乌鲁木齐、加利福尼亚、日本KiK-net)的经验公式进行了对比。结果表明,场地分类指标V_(se)和V_(s30)之间具有强相关性,不同地区数据回归得到的经验公式能够得到很好的预测结果,也能对场地类别相近地区的剪切波速模型预测提供参考。