地震波反演两种计算方法比较与频率截断问题的探讨

基岩地震动的确定是场地地震反应与土-结构动力相互作用分析的关键步骤之一。本文首先对通过反演获取基岩地震波的波动法和有限元法做了简要比较,阐述了在深覆盖土层地震波反演分析中频率截断的重要性。然后,以上海某深覆盖土层场地为例,分别采用波动法和有限元法对不同深度土层(包括土层10 m深处、土层20 m深处、土层45 m深处、土层140m深处和土层280m深处)的加速度传递函数进行了计算分析与比较,结果表明,深覆盖土层的加速度传递函数的模在高频处趋近于零。在对传递函数深入分析的基础上,分别选用普通El Centro波和长周期TCU115波进行了反演分析,探讨了不同类型地震波在深覆盖土层反演中的频率截断问题,得到了有应用价值的结果。

多维地震波作用下地铁车站及场地的地震反应

研究了不同类型多维地震波作用下地铁车站及软土场地的地震反应特征。以上海软土场地条件下的某双层地铁车站为背景,采用有限元方法建立了描述场地土与地铁车站结构相互作用的二维非线性力学模型,其中利用等效线性化方法模拟了土的非线性。以不同类型基岩的多维(含水平向和竖向)地震波作为输入,运用ANSYS软件数值分析了软土场地中地铁车站结构及场地的地震反应,比较了不同类型地震波作用下地铁车站结构和场地地震反应的差异.算例结果表明:在长周期地震波作用下地铁车站结构的内力响应峰值以及场地地表的加速度响应峰值和位移响应峰值均明显大于普通地震波作用下的相应值;考虑竖向地震动时双层地铁车站底层中柱的柱底轴力较单一水平向地震动作用的情形有明显增大;地铁车站的存在使结构上覆土层加速度响应峰值和位移响应峰值有所降低.

不同地震波作用一体化地铁车站地震响应分析

随着城市轨道交通的发展,地铁车站不但要承担交通功能,而且还要兼顾其他城市功能。地下一体化车站以集约化发展为目标,将地铁车站与周围地下建筑作为整体进行考虑,统一设计,统一施工,从而提高资源利用率和经济社会效益。采用汶川地震中记录的名山波(主频15.9 Hz)、唐山地震中记录的北京饭店波(主频0.7 Hz)和施工场地安评报告提供的人工波(主频5.2 Hz),模拟不同频率和不同幅值(0.1g~0.5g)的地震环境。通过开展大型振动台试验,评估在不同频率、不同峰值加速度(PGA)的地震波作用下,地下一体化地铁车站结构的地震响应规律。试验结果表明,车站结构两侧土体下沉,土-结交界面处的土体出现破坏。土体的加速度响应对北京饭店波的敏感程度随PGA的增大而增强。以PGA=0.3g为分界线,当PGA<0.3g时,北京饭店波对车站结构的影响较小,当PGA>0.3g时,北京饭店波对车站结构的影响增大。对车站结构中柱应变幅值而言,负1层中柱顶端的应变幅值最大,负3层中柱底端的应变幅值最大。由此得到结论:土-结交界面属于材料刚度突变位置,刚度较小的土体会出现破坏现象;低频波作用下,模型体系的地震响应随PGA的增加而逐渐增强;车站结构负1层中柱顶端和负3层中柱底端为抗震最不利部位,建议地下一体化地铁车站在设计和施工过程中应更加注重这些位置的抗震性能优化,尤其是在高地震活动区域。