金塘海峡海床地震反应特征的二维非线性分析

确保强地震作用时海岸及近海工程的安全是一项重大的工程挑战。利用金塘海峡海底隧道地质勘探数据,建立海床剖面二维精细化有限元模型,依据场址区域地震动活动构造背景和历史地震记录,选取两次强地震的井下基岩记录作为基岩输入地震动,考虑海床土空间分布不均性和非线性特性,采用并行算法模拟不同地震动水平下的深厚海床场地地震反应。该海床场地对地震动低于1 Hz的低频分量和10 Hz以上的高频分量分别有显著的放大和滤波作用;随着基岩地震动水平增大,海床地表加速度传递函数值逐渐减小,其卓越频带向低频方向移动;海床地表峰值加速度放大系数较之一般陆域场地的明显要小;海床地表谱加速度β谱特性和累积绝对速度CAV主要受基岩地震动特性和海床局部场地条件的影响。相比于仅有水平向地震作用,水平向和竖向基岩地震动的耦合作用对该海床场地的设计地震动参数有显著的不利影响。依据现行的抗震规范确定该海床场地的设计地震动参数可能偏于不安全。

考虑深厚覆盖层结构特性的场地地震反应分析研究

复杂深厚覆盖层的存在,使得从底部基岩输入的地震波在向上传播至结构-地基系统建基面时,地震动特性发生明显改变,进而显著影响其上修建结构的地震反应特性。本文针对峡谷区土石坝复杂深厚覆盖层场地条件,建立能够考虑覆盖层结构性沿竖直和水平方向都变化的场地地震反应分析模型,采用基于有效应力法的有限元分析方法,研究覆盖层结构特性对其地震动特性的影响规律。研究表明:河谷基岩地形条件、覆盖层的厚度、水平向上土层结构性变化、软弱层的存在以及场地上新建土石坝结构等,均会对覆盖层的地震动特性产生明显影响;覆盖层结构性对其地震动特性的影响规律相对复杂,覆盖层不仅使得地震动幅值显著变化,也使得输入地震动的频谱特性发生明显改变。