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软土地基桩基础抗震研究的若干进展与展望
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作者 咸甘玲 兰景岩 李哲瀚 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期729-741,共13页
桩基础是软土地基上常采用的基础形式,地震发生时会伴随软土地基震陷而导致基础损伤和失效,造成巨大的人员伤亡和财产损失,长期以来受到地震工程学界的广泛关注。当前由于软土震陷的实际观测资料非常匮乏,存在震陷量估算不清、考虑软土... 桩基础是软土地基上常采用的基础形式,地震发生时会伴随软土地基震陷而导致基础损伤和失效,造成巨大的人员伤亡和财产损失,长期以来受到地震工程学界的广泛关注。当前由于软土震陷的实际观测资料非常匮乏,存在震陷量估算不清、考虑软土震陷与负摩阻力的桩土相互作用机理不明、桩基础地震损伤认识不足等科学问题。通过收集整理近年来国内外大地震的工程震害资料和现场科考经验,从模型试验、数值分析、简化理论分析以及经验法等角度较全面地对桩基础抗震的主要方法和手段展开评述,归纳总结关于软土地基桩基础抗震方面的最新研究成果,阐明了软土地基桩基础震害的现象和机理,并对软土地基桩基础抗震的最新研究成果进行了系统地梳理和总结,大部分研究表明导致桩基础动力损伤和破坏是地震作用下桩土动力相互作用的共同结果,其中软土震陷等地基失效是外因,桩基础自身强度的缺陷是内因,最后针对当前相关研究工作存在的问题和不足之处,对今后的研究方向和工作思路提出了展望与建议,特别是在缺少震害经验和观测记录的背景下,运用高效科学的模型试验是解决当前桩土相互作用问题的重要技术途径和研究手段。 展开更多
关键词 桩基础震害 地震动 桩土相互作用 软土震陷
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桩顶荷载对软土地基-群桩基础动力相互作用的影响与机理分析
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作者 咸甘玲 兰景岩 +2 位作者 潘旦光 王永志 卢彬荣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期67-72,共6页
设计并实施了软黏土地基-群桩基础体系的动态离心模型试验,通过设置两组不同桩顶荷载的模型预制桩,在50g重力加速度环境下,获取了天然地震动作用下软黏土层的加速度、承台横向位移及桩身弯矩,并据此推导计算了桩身竖向变形、桩土相对位... 设计并实施了软黏土地基-群桩基础体系的动态离心模型试验,通过设置两组不同桩顶荷载的模型预制桩,在50g重力加速度环境下,获取了天然地震动作用下软黏土层的加速度、承台横向位移及桩身弯矩,并据此推导计算了桩身竖向变形、桩土相对位移与桩周土抗力,分析研究了桩顶荷载对软黏土-群桩基础体系地震动响应的影响及作用机理。结果表明:①在地震作用下桩身弯矩的反应结果比较复杂,当桩身弯矩沿深度方向出现唯一零点时,桩身弯矩随埋深的增加呈现出先减小后增大又减小的趋势,且桩顶荷载增加时出现这一情况的概率提高了7.58%;②桩顶荷载对桩身弯矩有一定的影响,桩顶荷载增加时,桩身弯矩的最大值随之减小7%,桩周土抗力随之增大25.32%;③软黏土发生震陷时,土体相对位移在桩-土相互作用中起主导作用,桩周土抗力与桩身弯矩的最大值均出现在土体相对位移最大值附近。 展开更多
关键词 软土地基 桩顶荷载 桩身弯矩 桩土相对位移 离心模型试验
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红外吸收法测定硅铁中碳含量不确定度的评定
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作者 赵江林 兰婧妍 +1 位作者 郑更新 林佳 《山西冶金》 CAS 2023年第2期13-14,16,共3页
依据高频红外碳硫分析仪的工作原理及GB/T 4333.10-2019标准硅铁中碳含量的测定方法要求,针对低w(C)段(0.006 0%~0.025%)硅铁的测量建立数学模型,从样品测量重复性、有证标准物质的不确定度、校准时测量变动、试样称量、仪器显示等多方... 依据高频红外碳硫分析仪的工作原理及GB/T 4333.10-2019标准硅铁中碳含量的测定方法要求,针对低w(C)段(0.006 0%~0.025%)硅铁的测量建立数学模型,从样品测量重复性、有证标准物质的不确定度、校准时测量变动、试样称量、仪器显示等多方面评定红外吸收法测定硅铁中碳含量的合成不确定度,并给出评定结果。 展开更多
关键词 低碳硅铁 不确定度 高频碳硫仪 碳元素
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基于离心模型试验的中硬自由场放大效应研究 被引量:1
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作者 兰景岩 王延伟 刘娟 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期558-565,625,共9页
利用叠环式剪切模型箱设计并构造了中硬自由场的离心模型,在75g离心场环境下开展了8组工况的动态离心模型试验,并以此来模拟人工地震动观测台站,获取中硬自由场不同深度监测点的加速度峰值、时程及反应谱等结果,系统研究中硬自由场条件... 利用叠环式剪切模型箱设计并构造了中硬自由场的离心模型,在75g离心场环境下开展了8组工况的动态离心模型试验,并以此来模拟人工地震动观测台站,获取中硬自由场不同深度监测点的加速度峰值、时程及反应谱等结果,系统研究中硬自由场条件下地表及地下不同深度的地震动放大效应。结果表明:中硬自由场滤波作用较小,从底部至地表,地震波的幅值和能量有逐渐增大的趋势,地震波形损失较小;中硬自由场地表处的峰值加速度放大作用显著,地表地震动放大系数在1.86~2.49之间,且放大系数从底部至地表呈逐渐增大的趋势;地震动加速度反应谱从底部至地表逐渐向高频方向移动,反应谱值随自由场深度的增加而降低;地表及地下各层位与基底输入的反应谱比值在一定范围内波动,且存在极值点,优势分布于1.65~1.85之间。 展开更多
关键词 动态离心模型试验 中硬自由场 地震动响应 放大效应
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基于随机有限断层方法的唐山地震强地面运动模拟 被引量:3
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作者 兰景岩 王延伟 +1 位作者 刘娟 齐文浩 《地震研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期503-509,I0001,共8页
基于动力学拐角频率的随机有限断层模型,以1976年唐山大地震的极震区为研究目标,通过梳理前人的研究成果,建立了目标区的计算模型并确定了震源模型参数,依靠目标区的局部场地资料和场地动力学参数,利用四分之一波长法,获取局部场地放大... 基于动力学拐角频率的随机有限断层模型,以1976年唐山大地震的极震区为研究目标,通过梳理前人的研究成果,建立了目标区的计算模型并确定了震源模型参数,依靠目标区的局部场地资料和场地动力学参数,利用四分之一波长法,获取局部场地放大效应参数;利用随机有限断层模型地震动模拟方法,给出了唐山大地震近场强地震动场模拟结果,并与历史地震宏观烈度进行对比,结果表明:在Ⅷ、Ⅸ度影响烈度的范围与宏观资料吻合较好。 展开更多
关键词 唐山地震 强地面运动 随机有限断层模型
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固结时间对软土动力特性影响的试验研究 被引量:2
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作者 兰景岩 王延伟 +1 位作者 曹振中 刘娟 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2019年第4期742-749,共8页
固结试验是研究软土动力特性的重要环节,固结时间是影响软土动力特征参数的重要因素。围绕岩土工程及科研工作中对动三轴试验中固结时间影响规律的认识较为模糊的问题,拟对天津滨海软土开展动三轴平行试验,分别采用8h、12h、24h、48h进... 固结试验是研究软土动力特性的重要环节,固结时间是影响软土动力特征参数的重要因素。围绕岩土工程及科研工作中对动三轴试验中固结时间影响规律的认识较为模糊的问题,拟对天津滨海软土开展动三轴平行试验,分别采用8h、12h、24h、48h进行固结,针对软土的最大动剪切模量Gmax、最大阻尼比λmax及动剪切模量比Gd/Gmax和阻尼比λ随动剪切应变γd的变化规律,分析固结时间对软土动力特性参数的影响。试验结果表明:Gmax、λmax、Gd/Gmax-γd曲线、λ-γd曲线受固结时间的影响较为显著。Gd/Gmax-γd曲线随着固结时间的增加而减小。阻尼比试验结果表明动剪切应变存在明显的分界点,分界点以下,中长期固结时间所得阻尼比较大,而分界点以上,短期固结时间所得阻尼比较大。 展开更多
关键词 滨海软土 固结时间 动剪切模量比 阻尼比
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基于Kik-net井下基岩强震动记录的持续地震预警震级估算方法 被引量:7
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作者 王延伟 李小军 +2 位作者 曹振中 兰景岩 刘娟 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2020年第4期42-52,共11页
基于地震预警中不同预警参数估算的震级差别很大,且原因不清楚,使得震级估算的准确性难以得到保证。利用井下基岩观测点的强震动记录可以最大限度减少场地条件的影响,震级估算具有干扰小、质量高的优点。选用日本Kik-net 358个台站井下... 基于地震预警中不同预警参数估算的震级差别很大,且原因不清楚,使得震级估算的准确性难以得到保证。利用井下基岩观测点的强震动记录可以最大限度减少场地条件的影响,震级估算具有干扰小、质量高的优点。选用日本Kik-net 358个台站井下基岩观测点的14 423条强震动记录数据,通过分析预警参数τ^pmax、τc、τlog、Pd、IV^2分别在P波初至1 s、2 s、3 s等时段下的震级估算效果,揭示了以前未有解释的造成基于各参数估算的震级差异的原因,并给出一种震级持续估算方法。本文发现:τ^pmax受场地条件影响明显,建议采用基岩场地强震动记录数据进行计算;τc和τlog受加速度记录积分计算影响容易使得震级估算偏大;Pd采用P波初至4 s进行计算,可以避免6.5~7.2级地震的震级饱和。提出了实时调整预警参数的震级持续估算方法,即基岩强震动记录的初至1 s、2 s P波的τ^pmax估算震级,初至3 s P波的Pd估算震级,并以初至4 s地震波的P_d估算震级作为最终的估算震级。 展开更多
关键词 强震动记录 震级 地震预警 P波 Kik-net
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工程教育专业认证背景下少学时流体力学教学改革探索与实践 被引量:10
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作者 兰景岩 莫红艳 曹振中 《高教论坛》 2021年第4期34-37,共4页
以土木工程专业教育认证为背景,分析当前少学时的工程流体力学课程目标、教学方案和课程设置等方面存在的不足,并以此为契机,针对传统的教学方案和教学大纲进行精简和重新编制,引入研究型、互动式的教学模式,提出重视理论联系实际,总结... 以土木工程专业教育认证为背景,分析当前少学时的工程流体力学课程目标、教学方案和课程设置等方面存在的不足,并以此为契机,针对传统的教学方案和教学大纲进行精简和重新编制,引入研究型、互动式的教学模式,提出重视理论联系实际,总结生活中的流体力学现象教学改革措施,利用板书、多媒体技术、网络辅助教学相结合的教学手段进行优化教学方案,调整教学模式和教学内容,并就课堂教学改革的教学实践进行了探讨,研究成果可为相关专业的课程大纲修订及教学改革提供参考。 展开更多
关键词 少学时流体力学 土木工程 工程教育专业认证 教学改革 研究型学习 混合式教学
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基于离心模型试验的海域软土场地设计反应谱特征分析
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作者 王婷 兰景岩 +3 位作者 宋锡俊 吴连斌 蔡金豆 史庆旗 《吉林大学学报(地球科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1391-1399,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 海域饱和软土场地 动力离心模型试验 加速度反应谱 设计反应谱标定
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疫情防控期工程地质课程实践教学新模式的探索与实践 被引量:6
10
作者 兰景岩 曹振中 苏阳 《高教论坛》 2021年第2期31-33,共3页
工程地质实习是土木工程专业的重要实践课程,受新冠肺炎疫情影响,无法利用传统的野外地质实习模式开展实践教学,为响应国家和教育部“停课不停学”的指导精神,以此为契机,提出并实践了线上实践课程教学新模式,将学校内多媒体教室与野外... 工程地质实习是土木工程专业的重要实践课程,受新冠肺炎疫情影响,无法利用传统的野外地质实习模式开展实践教学,为响应国家和教育部“停课不停学”的指导精神,以此为契机,提出并实践了线上实践课程教学新模式,将学校内多媒体教室与野外现场进行连线和视频传输,给学生一种身临其境的野外地质调查的视觉效果,有助于学生对工程地质问题和现象等基本概念和知识的理解。新的教学模式能够极大地调动学生对工程地质课程的学习兴趣和学习动力,也提高了工程地质实践课程的教学效果,研究成果为疫情放防控期的教学提出了新的发展和改革方向,对实践类课程的教学模式改革具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 疫情防控 工程地质实习 教学改革 视频同步传送 工程教育专业认证
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地下隧道对地震动加速度峰值及反应谱的影响
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作者 蔡金豆 兰景岩 史庆旗 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期141-148,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 动力离心模型试验 场地效应 地下隧道 加速度放大系数 地震动反应谱
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唐山地震高烈度区V_(s30)经验估计研究
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作者 吴连斌 兰景岩 +1 位作者 蔡金豆 史庆旗 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期1280-1286,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 唐山地区 V_(s30)估计 场地分类 等效剪切波速
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Research on the Seismic Activity of the Lower Yangtze River-South Yellow Sea Seismic Zone
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作者 Xie Zhuojuan Lv Yuejun +2 位作者 Peng Yanju lan jingyan Zhang Lifang 《Earthquake Research in China》 2013年第2期178-190,共13页
The Lower Yangtze River-South Yellow Sea Seismic Zone,located at the southeast of the Northern China Seismic Zone, characterized by moderate-strong earthquakes, is an intensive earthquake zone,which is controlled by a... The Lower Yangtze River-South Yellow Sea Seismic Zone,located at the southeast of the Northern China Seismic Zone, characterized by moderate-strong earthquakes, is an intensive earthquake zone,which is controlled by a series of faults within the Lower Yangtze River-South Yellow Sea Seismic Zone. This article counts and calculates the bvalue,V 4 and energy density value of medium-small earthquakes by taking full advantage of the latest data from regional seismic stations,reviews data of historical earthquakes and seismic structure,and discusses the relationship between spatial distribution of the b-value, historical strong earthquakes and spatial distribution of energy density of medium-small earthquakes,and further investigates the seismic activity of the Lower Yangtze River- South Yellow Sea Seismic Zone. This article obtains seismic activity parameters of the Lower Yangtze River-South Yellow Sea Seismic Zone as calculation parameters for probabilistic seismic hazard analysis,and discusses the trend of this seismic zone in the next one hundred years and deduces the potential seismic hazard region within this seismic zone,which provides references and methods for long-term prediction on seismic activity. The research results are significant to seismic zoning, seismic safety evaluation of engineering sites and long-term prediction of seismic activity. 展开更多
关键词 Seismicity b-value Annual mean occurrence rate The Lower Yangtze River- South Yellow Sea Seismic Zone
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软黏土地基离心模型分层预压与机载联合制备方法
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作者 兰景岩 咸甘玲 +4 位作者 王永志 王体强 刘翔宇 任鸿燚 汤兆光 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1282-1290,共9页
制备软黏土地基的离心模型既是试验的前提和基础,同时也是技术难点。提出一种基于常规重力条件下分层预固结与离心机固结相结合的饱和软黏土离心模型的制备方法,详细阐述分层固结法的原理及步骤,分析固结过程中孔隙水压力及竖向位移的变... 制备软黏土地基的离心模型既是试验的前提和基础,同时也是技术难点。提出一种基于常规重力条件下分层预固结与离心机固结相结合的饱和软黏土离心模型的制备方法,详细阐述分层固结法的原理及步骤,分析固结过程中孔隙水压力及竖向位移的变化,并与压缩量的理论计算结果进行对比。结果表明:对于分层预压固结,在施加每一级荷载作用时,可将沉降速率0.2 mm/h以及超静孔隙水压力消散速率0.2 kPa/h作为软黏土模型固结稳定的条件;对于离心机固结,当离心加速度达到目标值5 h后,模型达到固结稳定状态,可将超静孔隙水压力消散达2 kPa/h且地表竖向沉降量达0.15 mm/h作为软黏土模型的离心固结的稳定条件。研究成果和试验步骤可供今后软黏土离心振动台试验的模型制备提供方法参考和技术支撑,对于提高软黏土离心模型的制备精度具有一定的科学意义。 展开更多
关键词 土力学 饱和软黏土 离心模型试验 分层固结排水 超孔隙水压力
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岩溶区土洞对自由场地震动放大效应的影响
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作者 兰景岩 史庆旗 +1 位作者 刘娟 邬俊杰 《工程地质学报》 2024年第5期1771-1778,共8页
岩溶区土洞的发育改变了自由场的地震工程地质条件,从而影响了地表地震动力响应结果。为探讨岩溶区土洞对地震动场地效应的影响,设计并构建典型岩溶区土洞自由场地,利用有限差分法开展了不同地震动输入条件下的含土洞场地的地震反应分... 岩溶区土洞的发育改变了自由场的地震工程地质条件,从而影响了地表地震动力响应结果。为探讨岩溶区土洞对地震动场地效应的影响,设计并构建典型岩溶区土洞自由场地,利用有限差分法开展了不同地震动输入条件下的含土洞场地的地震反应分析。通过与自由场地震反应分析结果对比可知:(1)土洞的存在阻碍了地震波的传播,从而使得地表中心点峰值加速度显著减小,随着输入地震动峰值增大,土洞的影响范围增大,土洞附近地表峰值加速度呈现出先增大后减小,最后逐渐趋向于自由场;(2)土洞的存在使场地的竖向位移增大,且随输入加速度峰值增大而增大、对水平向峰值位移影响较小;(3)加速度放大系数总体呈现出先增大后减小的趋势,随输入加速度峰值增大而减小;(4)土洞的存在使得反应谱的短周期幅值减小,这种减小幅度受输入地震动峰值的影响不明显。 展开更多
关键词 岩溶区土洞 有限差分法 地震动场地效应 峰值加速度及反应谱
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地震作用下中硬自由场放大效应随深度的变化规律研究 被引量:3
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作者 兰景岩 宋锡俊 +1 位作者 刘娟 王延伟 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期3696-3705,共10页
设计并构造中硬自由场的离心模型,并以此来模拟人工地震动观测台站,在75个重力加速度环境下,获取4组地表及地下不同深度的模拟地震加速度记录,采用考虑相消干涉的传统谱比法,较系统地开展了场地土层地震动效应研究,分析中硬自由场地震... 设计并构造中硬自由场的离心模型,并以此来模拟人工地震动观测台站,在75个重力加速度环境下,获取4组地表及地下不同深度的模拟地震加速度记录,采用考虑相消干涉的传统谱比法,较系统地开展了场地土层地震动效应研究,分析中硬自由场地震反应的振型特征,初步揭示地震动场地放大效应随深度的变化规律。结果表明:在所有振型中,一阶振型在场地放大作用中往往最为显著且容易识别,但并非是所有振型放大系数的最大值,特殊情况下会小于其他振型的放大系数,总体上随深度的增加而增大;对于二阶及高阶振型的地震动放大系数,在土层中部略小于地表和基底处,地表处最大地震动的放大系数出现在15~18 Hz的高频段上;高阶振型与一阶振型对应的频率之比小于理论估算值,且振型越高,差异越大。 展开更多
关键词 土力学 动态离心模型试验 中硬自由场 传统谱比法 场地反应 放大效应
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