低山丘陵地形效应的三维有限元模拟

山地丘陵地形对地震动的分布有重要的影响,研究地形效应,有利于充分认识地震灾害风险,为减轻灾害损失做好防御措施。基于实际地形建立自贡西山公园观测台阵所在山体的三维有限元模型,研究开发黏弹性人工边界和SH波垂直入射前处理程序,开展动力学数值模拟;数值模拟结果与实际记录进行对比,并验证模型的合理性;研究分析低山丘陵山体对地震动强度及空间分布影响,以及峰值加速度与入射波频率、高程、坡度的关系。结果表明:低山丘陵山顶位置地震动峰值放大明显,而山脚凹陷位置地震动峰值存在削弱现象;地形效应与输入地震动频率密切相关,不同主频的输入地震动所造成的地表峰值加速度分布不同;较高主频的地震动可以凸显地形细节的影响;地表峰值加速度与高程具有较好的正相关关系,与坡度的相关关系较弱。综合高程和坡度拟合峰值加速度的效果优于仅使用高程或坡度的拟合,二元三次多项式拟合效果较好,可用于定量描述地形放大系数随高程和坡度的变化。

饱和粉质黏土最大剪切模量测试的对比研究

针对黄河下游冲积流域广泛分布的粉质黏土,利用现场波速测试法、室内测试法或者反推法、Hardin公式推导等,研究了不同测试方法得到的土的最大剪切模量,并对测试方法和测试结果进行了对比。研究表明:弯曲元测试系统采用峰-峰法确定剪切波的传播时间,更加准确和直观;若采用动三轴中应力应变滞回圈变化反推计算土的最大动剪切模量时,应变越小计算结果越真实;若采用Hardin公式计算土的最大动剪切模量时,应充分考虑土的应力历史影响;Hardin公式能够较好地模拟弯曲元和现场波速测试结果,在土的动剪切模量比计算时,应根据现场波速测试结果或者Hardin公式计算结果对动三轴反推结果进行修正。

渤海海域粉质粘土动力学参数的统计分析

本文整理了26个渤海海域场地土动力学测试报告,并按埋深分段统计了0至115m深度范围内粉质粘土的动力学参数,即动剪切模量比和阻尼比。然后,将本文统计值与袁晓铭推荐值和施春花统计过的北京地区粉质粘土的动力学参数值进行了比较,发现海域场地土与陆地场地土的动力学参数值存在较大差异。之后,选择渤海海域的两个场地,建立了相应的土动力学模型,分别选取实测值、本文统计值、施春花统计值进行场地地震反应分析,发现本文统计值与实测值的结果符合的较好。在渤海海域场地地震反应分析工作中,某些粉质粘土层难以获得动力学参数时,可以参考本文的统计值。

渤海常见土类剪切波速与埋深关系分析

土层的剪切波速是岩土地震工程中重要的物理量,本文利用多年来在渤海海域地震安全性评价中积累的资料,研究了渤海常见土类剪切波速和埋深的关系。利用非线性最小二乘法,采用指数函数、一次函数、二次函数、幂函数、"幂函数+常数函数"、"幂函数+一次函数"6种回归模型对各类土的剪切波速和埋深的关系进行了回归分析,以拟合优度以及最小二乘拟合的误差平方和为评价指标对比了各种模型拟合效果的优劣。结果表明,"幂函数+一次函数"回归模型的拟合效果最好。此外,本文给出了该海域常见的7类土在此回归模型下的拟合公式的系数,以供工程中参考。

山东省场地类别分布及地震动峰值加速度区划调整

首先,本文搜集了山东省5220个建设工程场地的资料,引入"分布区"的概念,统计分析了山东省场地类别的区域分布并进行了分区。然后,根据《中国地震动参数区划图(GB18306—2015)》中的山东省地震动峰值加速度区划以及Ⅲ类场地调整系数,对山东省Ⅲ类场地分布区的地震动峰值加速度区划进行了调整,得到了考虑场地类别分区的山东省地震动峰值加速度区划图,增进了对山东省地震灾害风险空间分布的认识。结果表明,山东省场地类别分布与地貌分区有很强的相关性,Ⅰ—Ⅱ类场地分布区包括鲁中南山地丘陵区(西南部的山间平原地带除外)以及鲁东丘陵区,Ⅲ类场地分布区包括鲁西北-鲁西南平原区和鲁中南山地丘陵区西南部山间平原地带。Ⅰ—Ⅱ类场地分布区约占全省陆地面积的59.5%,Ⅰ—Ⅱ类场地分布区与Ⅲ类场地分布区的面积比例约为1.47。地震动峰值加速度区划图经过调整后,Ⅶ度及以上设防区域占全省陆地面积的比例由79%提高到90%,10个地级市的峰值加速度有提高。

渤海海域软表层厚度对反应谱的影响

利用渤海海域场地土层模型,改变其软表层的厚度,构造出一系列新的场地模型,采用等效线性化方法进行场地地震反应计算,得到这些场地模型的反应谱,从而进行软表层厚度对反应谱影响的分析。结果表明:(1)随着软表层厚度的增加,反应谱谱形向低频方向移动;(2)当软表层厚度不大或输入地震动不大时,大多数频率处的反应谱值会增大;当输入地震动变大或软表层厚度继续增大时,反应谱会在高频处减小,在低频处增大;(3)随着软表层厚度的增加,特征周期逐渐增大,反应谱平台值先增大后减小,减小的速率有随厚度增加而变慢的趋势,本文所选场地的平台值最大值出现在软表层厚度为4~6 m附近。

动剪切模量比对反应谱影响的定量分析

动剪切模量比的不确定性会对场地地震反应计算的结果产生较大的影响,而目前对这种影响的研究多限于定性分析,笔者利用渤海海域典型场地对这一影响进行定量分析。首先,建立了土层地震反应计算模型;然后,在不改变影响土层地震反应计算结果其他参量的前提下,赋予了原动剪切模量比一系列偏差并求得了场地反应谱的变化;最后,得到了反应谱对动剪切模量比的敏感度。结果表明：1）在动剪切模量比曲线增大（或减小）后,在基准反应谱的特征周期附近,存在一个反应谱相对于基准反应谱由增大转变为减小（或由减小转变为增大）的转变点。2）在概率水准2和3下：反应谱平台段对动剪切模量比的敏感度最高,其值基本上分布在1.0~3.0;反应谱下降段的敏感度绝对值随着周期的增大先迅速增大后逐渐趋于0,最大值达1.0以上;反应谱上升段的敏感度分布平稳,其值多分布在1.0~2.0。

鲁西平原地区土体剪切波速与埋深关系研究

鲁西平原地区属黄河冲积平原,地势平坦,工程地质情况较单一,场地类别以Ⅲ类场地为主。利用鲁西平原地区常见土类的剪切波速与埋深的数据,使用4种回归模型建立了它们之间的经验关系式,并对这些经验式的合理性进行了讨论。结果表明:鲁西平原地区常见土类的剪切波速与埋深之间有明显的相关性,基于幂函数的回归模型(v si=ah^bi+c)得到的经验关系式拟合效果最佳,具有较好的应用价值。

山东地区粉质黏土剪切波速与埋深关系研究

粉质黏土在山东地区分布广泛,对粉质黏土剪切波速—埋深关系的研究可用于指导实践。根据山东境内的工程地质特征,本文将山东划分为鲁西地区、鲁中南地区和鲁东地区3个统计单元,分别对粉质黏土的剪切波速—埋深数据进行统计,使用4种回归模型对粉质黏土剪切波速—埋深数据进行回归分析,对比各回归模型的拟合效果。研究表明,粉质黏土剪切波速与埋深之间有明显的相关性,基于幂函数的回归模型(v_(si)=ah_i^b+c)具有最佳的拟合效果,在Ⅱ类场地和Ⅲ类场地条件下都能很好的拟合剪切波速随埋深的变化,并且具有良好的拟合优度。基于该模型,本文得到了鲁西地区、鲁中南地区和鲁东地区粉质黏土剪切波速—埋深关系经验公式并给出了相应的误差,供实际工作中缺乏剪切波速时参考。

基于蒙特卡洛方法的剪切波速误差影响分析

场地土层剪切波速测试不可避免会存在误差,误差达30%左右。目前,在对剪切波速误差对土层地震反应计算影响的研究中,设计波速误差或者设计土层模型的方式偏于理想化。为更接近现实情况,本文基于实测土层模型,用蒙特卡洛方法研究剪切波速误差对土层地震反应计算结果的影响。本文搜集并建立了均匀分布在山东地区的132个场地计算模型,涵盖了山东境内分布广泛的Ⅱ类场地和Ⅲ类场地。根据蒙特卡洛随机模拟原理,对每一场地计算模型,在实测剪切波速值30%的偏差范围内随机生成100组剪切波速值,分别进行土层地震反应计算,分析反应谱值、反应谱平台值和特征周期的变化。研究表明,30%以内的随机波速误差会导致某些周期处的反应谱的变化达30%以上,其对反应谱平台值最大的影响大多在10%~50%之间,对Ⅱ类场地特征周期的最大影响大多在0~50%之间,对Ⅲ类场地特征周期的最大影响大多在20%~90%之间。

基于现场测试土的动力学参数修正方法的研究

土的动剪切模量比和阻尼比是土层地震反应反应分析中的重要参数,而动三轴试验对小应变下相关参数的测试结果常常存在一定误差。为此,利用现场波速测试法、动三轴反推法、Hardin公式推导等,对比了土的最大动剪切模量及阻尼比,并根据理论分析确定了利用现场波速测试和Hardin公式推导值对动剪切模量、阻尼比修正的方法及公式,给出了修正后的结果。研究表明:动三轴反推方法获取的最大动剪切模量值较小且规律性不强,现场波速测试和Hardin公式推导获取的最大动剪切模量值,均显现出相似的规律,即随着深度增大逐渐增大的趋势;根据理论分析,确定了采用现场波速测试和Hardin公式推导值对动剪切模量、阻尼修正的方法及公式;修正后的最大动剪切模量比、阻尼比与规范值及推荐值相比,该结果更加符合场地实际情况。

泰安地震台洞体应变与钻孔体应变参数解算结果对比分析

基于泰安台2013年洞体应变观测资料,首先利用维涅第科夫(Venedikov)调和分析方法计算洞体应变测项的潮汐因子和相位滞后,并以潮汐因子的稳定性对观测资料进行了质量评价。同时对观测仪器的2个测项进行解算,并提取相关应变参数进行对比。在此基础上,选取泰安台资料质量较稳定的体应变数据进行了应变参数时间序列计算,并对2套仪器观测数据进行了对比。通过分析,认定应力场存在异常,并对比分析了应力场异常与重力场异常的对应关系。

培训是最好的管理

学习共同体建立以后，其效果关键在于对学习共同体的管理。管理者必须更新管理理念，提高认识，明确目标，培训是达到此目的的根本手段。教师只有将培训常态化、主题化、多样化，用心坚持，才能将培训落到实处。

渤海海域粉质粘土阻尼比对反应谱影响的定量分析

粉质粘土层在渤海海域分布广泛,渤海场地土层剖面中常常含有6层左右的粉质粘土层.目前国内对土层的阻尼比的不确定性对场地地震反应计算结果的影响的研究很少且局限于定性分析.基于敏感度分析的方法,本文提出了一种定量分析土层阻尼比对地表反应谱影响的方法并进行了数值实验.实验选取了渤海海域三个典型土层模型作为土层地震反应分析模型,通过控制影响土层地震反应计算结果的其他参量不变,赋予原阻尼比一系列的偏差,求出了地表反应谱及其相关参数的变化,进而得到了反应谱及其相关参数对阻尼比的敏感度.实验结果表明：（1）反应谱对粉质粘土阻尼比的敏感度一般小于0.4,在小震、中震、大震的地震动环境下,反应谱敏感度的高值区依次分布在0.04-0.2s、0.1-2.0s、0.2-3.0s之间,敏感度最大值依次为0.37、0.32、0.30;（2）特征周期和地震影响系数最大值对粉质粘土阻尼比的敏感度较小且一般后者的敏感度大于前者,数值实验中两者的敏感度最大值依次为0.13和0.21.