地震动输入界面的选取对深软场地地震效应的影响

以天津和上海两个典型的深厚软弱场地为研究背景,探讨了地震动输入界面对场地地表地震动参数的影响。对于场地1(天津)和场地2(上海),分别选择7个和8个剪切波速(vs)大小不同的土层位置作为地震动输入界面,并选用Taft、Northridge地震加速度记录和南京人工波作为输入地震动,将Taft波、Northridge波和南京人工波的加速度峰值水平调整为0.35m/s2、0.70m/s2和0.98m/s2,用SHAKE91程序对这两个场地进行了不同的地震动输入界面、输入地震波和峰值加速度水平的128种组合的场地地震反应分析。与从假想基岩面(vs500m/s)输入地震动的结果(假想的实际值)相比,可得到如下结论(1)随着地震动输入界面深度(剪切波速)的增加,场地地表加速度反应谱逐渐地向实际值接近;(2)地震动输入界面的深度相同时,地震动加速度峰值水平越高,两者的加速度反应谱谱值的相对差异也越大;(3)对于一般建筑物,可以把剪切波速为400m/s左右的土层作为地震动输入界面;对于中长周期的建筑物,则应慎重选择地震动输入界面,最好选取vs500m/s2的土层或基岩面作为地震动输入界面。

场地地震效应及其预测的某些考虑

本文从场地地震危险性评价,地震危险性概率分析、场地地震工程地质单元划分、地震反应分析、活断层工程分类等五个方面、论述场地地震效应及其预测中基本原理和方法。根据工程地震危险性评价和分析、地震小区划等地震工程实践,对场地地震效应及其预测提供一些基本考虑和经验。

输电线路斜坡场地地震效应的数值模拟研究

以西南地区典型输电线塔位为例,考虑场地地基条件、桩基础、杆塔特征,采用FLAC3D数值分析软件进行动力分析,探讨场地遭遇实际地震作用时的场地地震效应。研究表明:坡面与地震波入射方向一致、斜坡坡度40°的薄覆盖层下伏软岩场地,峰值加速度放大系数顺坡面向上具有波动放大的效应,坡面位移从坡脚至坡顶近似呈线性增大。塔位处斜坡微地貌的变化使得峰值加速度放大系数达到1.8左右,地震效应局部放大较原始输入地震烈度增加1度。在此基础上,初步探讨影响斜坡场地地震效应的因素,得出覆盖层厚度、基岩强度对其影响较为明显。

积石山M6.2地震诱发秦阴村黄土震陷灾害研究

2023年12月18日在甘肃省临夏州积石山县发生的M6.2地震诱发了多处黄土震陷灾害。通过对积石山县石塬镇秦阴村黄土震陷灾害进行现场调查,得出灾害的主要特征;利用原状黄土开展室内试验,研究秦阴村黄土的物性参数特征、微结构特征和震陷性,结合现场调查结果分析震陷灾害产生的主要原因。研究结果表明:秦阴村震陷区内土体酥裂,裂缝发育,边缘土体坍落或产生滑坡;土层呈反倾台阶状震裂破坏,最大沉降量57 cm,裂缝最大长度约300 m,宽度约83 cm。震陷区黄土土质疏松、含水率较高、架空孔隙发育、颗粒胶结较弱,具备产生震陷的土性条件。震陷区黄土层厚度较大,地震的等效动应力大于土体产生震陷的临界动应力,且地震动持续时间较长、卓越周期较大,使得场地产生了严重的震陷破坏。

黄土地区场地地震效应与地基液化处理技术研究

我国黄土高原是世界上黄土分布面积广、层厚大、成因类型复杂的地区，同时该区域地处强震多发地带，高危的地震活动背景与黄土的强水敏性和动力易损性的工程性质决定了黄土高原地区地震地质灾害的多发性、不稳定性、复杂性和巨灾性。随着西部大开发、城镇化建设及“一带一路”战略的推进，地区内已建、在建、规划的高速铁路、超高层建筑、城市地铁和轨道交通等重大工程项目，向岩土工程、地震工程领域提出了新的挑战和难题。

高烈度山区场地非线性效应对连续刚构桥地震响应的影响分析

为了研究高烈度山区地震场地非线性效应及其对连续刚构桥地震响应的影响,选取具有代表性的20条地震波,基于土层分析软件Deepsoil和通用有限元软件ANSYS,计算分析等效线性和非线性两种模型的场地效应和桥梁结构地震响应。结果表明:(1)考虑非线性模型时地表PGA放大系数比等效线性模型时更大,且土层越柔软,非线性模型下的地表PGA放大系数越大。小震、大震作用下的放大系数依次为1.5~3.5、1.3~1.7,呈减小趋势。(2)随着地震动强度增大,两种模型得出的土层峰值加速度随土层深度变化趋势逐渐出现差异,且非线性整体大于等效线性。在大震作用下,非线性约为等效线性的1.36倍;在软弱土层处更明显,约为1.54倍。(3)小震作用下,两种模型计算得出的地表加速度反应谱接近,呈现一致的变化规律。大震作用下,非线性模型得出的反应谱起伏变宽,峰值变大。(4)非线性得出的桥墩底剪力和弯矩均方根值约为等效线性的1.37倍,因此采用非线性模型考虑场地效应对结构响应影响较大。

深厚软弱场地地震反应特性研究

以南京、盐城、上海的 3个典型场地作为长江下游地区深厚软弱场地的代表 ,探讨了深厚软弱场地的地震效应特性。首先 ,利用南京工业大学岩土工程研究所自行研制的GZZ 1自振柱试验机 ,对 3个典型场地的原状土样进行试验研究 ,获得了各类典型土的动剪切模量和阻尼比随剪应变的变化曲线 ;其次 ,选用Taft、ElCentro和Northridge地震记录作为输入地震动 ,将Taft、ElCentro和Northridge地震波加速度时程的峰值水平调整为 0 .35m/s2 ,0 .70m/s2和 0 .98m/s2 ,利用程序SHAKE91对 3个场地进行了输入不同地震波、不同峰值加速度水平的 2 7种组合的地震反应分析。数值分析表明 :场地条件和基岩输入地震动特性对土层的地震加速度放大效应有显著影响 ,地表处的地震加速度放大系数随着输入地震波峰值的增加而减小 ,土层内部的这种规律性不如地表处表现得明显 ;地表软弱土的存在使土层地表处的地震加速度放大系数急剧增大 ,场地内部软弱土夹层处的地震加速度放大系数急剧增大 ,强震时易失效 ;互层土特殊的层理构造会造成该土层的剪应变幅值急剧增大。

场地条件对地表地震动特征的影响

以安徽省滁州市地震小区划场地为研究对象，基于ABAQUS显式有限元并行计算平台，采用大尺度二维精细化有限元非线性分析方法，研究了局部地质条件差异对场地地震效应的影响。结果表明：该场地地震动放大效应明显，河漫滩地表PGA放大效应尤为显著；相比一级阶地，河漫滩地表加速度反应谱谱形加宽，谱峰向长周期方向移动，移动幅度约为0．05～0．25S，相应的特征周期增大。地表加速度反应谱呈双峰甚至多峰特征，大尺度场地非线性有限元分析能定性反映出局部地质条件对场地地震效应特性的影响，可为城市地震小区划提供更为合理的科学依据。

高架交通工程场地效应震害防御探讨

通过分析由强烈地震引发的场地振动、地面破裂、地基失效和边坡破坏等震害效应令高架交通工程的墩桩基础产生位移、下沉、变形、折断,进而导致高架线路交通工程遭到破坏的实况,提出了一些基于工程场地地震安全性评价的高架线路场地地震地质灾害防御对策与工程地震勘测的建议。

深软场地盾构隧道横向地震反应分析

为了研究强震作用下深软地层盾构隧道的地震反应特性,以某海底盾构隧道为工程背景,选取不同的隧道横断面,采用弹性力学孔口问题解,分析了盾构隧道横向地震内力;分别采用反应位移法、反应加速度法对盾构隧道横向地震反应分析,并与动力时程分析结果进行对比。主要结论:圆形隧道结构的内力沿环向呈鹅蛋形分布,轴力和弯矩的最大值分别处于拱肩和拱脚位置;反应位移法和反应加速度法的计算结果差异很小,且两者的差异受地震动强度、频谱特性等因素的影响较小。

场地类别分类方案研究

基于性能的抗震设计,要求工程师设计出具有预期抗震性能的结构,一个关键因素是地震作用的确定,这在很大程度上取决于局部场地条件。通过收集和分析北京、苏州和唐山城区956个钻孔资料,建立地表20 m和30 m深土层走时平均剪切波速VS20和VS30的关系式;现场钻探获取北京城区深105 m的典型钻孔原状土样,试验给出各类土体动剪切模量和阻尼比曲线;建立北京城区170个钻孔的场地反应计算模型,采用Nakamura提出的HVSR法和陈国兴等提出的弱震法估算场地基本周期TS值,结合国内外现行抗震规范的场地分类及一些学者对场地分类的研究成果,提出两种新的场地分类建议方案:基于等效剪切波速VSE和覆盖土层厚度H(地表至剪切波速VS≥500 m/s的基岩深度)的双指标场地分类方案及基于VSE、H和TS的三指标场地分类方案。提出的场地分类方案对我国现行抗震规范场地分类方法的改进有参考价值。

场地抗震性能评价的基本方法与有关问题

随着城市高层建筑和处于抗震不利地段的工业与民用建筑勘察工作日趋增加 ,以往勘察工作中涉及场地抗震性能的内容较少 ,场地抗震性能评价作为设计输入的作用应受到重视 ,有必要作为岩土工程勘察的一项重要组成内容。文章根据近几年来开展场地抗震性能评价工作的经验 ,综述了评价的基本方法和存在的主要问题。

基于强震记录不同波动成份的HVSR谱比结果差异性研究

使用6个强震台站记录的2008年汶川8.0级地震强震记录,通过对比强震记录中各波动成份的HVSR谱比结果,分析了各波动成份对场地地震效应分析结果的影响;根据各波动成份的水平向和垂直向傅里叶谱结果,初步解释了各波动成份HVSR谱比结果不同的原因,并指出了HVSR谱比方法在强震记录和地脉动记录中应用的区别和联系。结果表明:强震记录中由于包含了震源特性和路径信息,故其HVSR谱比结果与地脉动的结果有明显的区别,建议在使用强震记录进行HVSR谱比分析场地地震效应时,尽量使用全波波形进行谱比研究。

基于Davidenkov骨架曲线模型的修正不规则加卸载准则与等效剪应变算法及其验证

非等幅循环荷载作用下,采用"扩展Masing"法则修正应力–应变滞回曲线时,程序的实现过程中需要预留大量的状态变量。针对该问题,提出了Davidenkov本构模型的不规则加卸载修正准则,以代替"扩展Masing"法则中的"上大圈"准则。通过等效剪应变算法的比选,给出了加卸载判据简单且精度更高的等效剪应变算法。基于ABAQUS软件的显式模块,开发了基于不规则加卸载准则的修正Davidenkov本构模型的显式子程序模块,适用于大规模二维和三维场地非线性地震效应分析。选取Mississippi湾500 m深的钻孔作为计算模型,通过与一维场地非线性地震效应分析专业程序Deepsoil计算得到的输入不同强度地震动下的地表峰值加速度、PGA=0.65g的场地地震反应的对比分析,佐证了提出的Davidenkov本构模型不规则加卸载准则与等效剪应变算法的合理性。

沈阳站改扩建工程岩土条件分析

对沈阳站改扩建工程场地勘察资料进行分析,从工程地质及水文地质条件、场地地震效应、岩土工程条件、基坑开挖支护方案等几个方面进行了详细阐述。通过对多种勘察手段获取的翔实数据分析整理,对其岩土工程条件进行了分析评价,明确了其建设的可行性结论:场地范围内地下水对工程的设计和施工将产生不利影响;地层层位较稳定,场地稳定,适宜工程建设;除杂填土外其余各层均是良好的天然地基与桩基础持力层。场地地震设防烈度为7度区,无液化土层。场地地下水和环境土对混凝土结构无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。

上海南汇东滩(五期)促淤圈围岩土工程勘察实例分析

上海海岸带位于长江三角洲的前缘。由于长江每年携带大量泥沙,在潮汐动水力作用下,使海岸不断向外伸涨成滩涂。随着上海土地资源的紧缺,开发与利用滩涂,成为上海的当务之急。目前在卢潮港等地正在对滩涂兴起大规模的促淤圈围,而圈围前期的岩土工程勘察尤其重要。对圈围场地的工程地质条件,对围堤的稳定及沉降;对吹填沙源均需进行分析评价。该文对南汇东滩圈围场地的岩土工程地质勘察进行了总结。

基于统计数据的非基岩核电厂抗震设计谱研究

为获取更为准确的抗震设计谱,统计分析了美国NGA-West2数据库中2661条强震动加速度记录数据,研究了相关地震参数对地震动反应谱的中长周期的影响,并建立了基岩(Ⅰ类)与非基岩(Ⅱ类、Ⅲ类)场地上水平向归一化加速度反应谱。结果表明,地震动反应谱受场地条件和矩震级的影响十分显著,受震源距离参数的影响较弱;与RG1.60谱、GB50267-97谱相比,本文获得的地震动反应谱能够更加可靠地估计场地覆盖层特性以及矩震级对地震动反应谱的中长周期的影响。最后,本文确定了考虑场地条件与地震构造环境影响的抗震设计谱,可作为非基岩核电厂选址及抗震设计的地震动输入。