填海场地软弱夹层的地震响应特征分析

基于深圳市前海自贸区填海场地某一典型的含软弱淤泥夹层钻孔剖面,对填海场地中软弱夹层的厚度和埋深对地面运动特性的影响进行分析。将原软弱夹层按2 m、4 m、6 m、8 m、10 m厚度,0 m(地表)、5 m、10 m、15 m、20 m、30 m、45 m(层底)埋深,构造出35个土层模型。利用土层一维等效线性化分析方法对上述35个土层模型进行不同超越概率地震动输入下的地震反应分析,结果表明:当输入地震动一定时,随着软弱夹层埋深的增加,地表加速度峰值放大倍数k逐渐减小,埋深超过一定深度后,k值小于1;随着软弱夹层的厚度增大,加速度峰值放大倍数k先增显大后减小;随着输入地震动的增大,各工况下地震地表加速度峰值放大倍数k相应都减小,地表加速度峰值减小明显。     

长江下游地区深厚软弱场地地震效应分析

以南京、盐城、常州、泰州、启东和上海的6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.选用Taft、El Centro和Northridge地震记录作为输入地震动,将Taft、El Centro和Northridge地震波加速度时程的峰值水平分别调整为0.35 m/s2、0.70 m/s2、0.98m/s2,对6个场地进行了输入不同地震波、不同峰值加速度水平的54种组合的地震反应分析,并得出一些有意义的规律.     

软弱层对地表地震加速度影响的初步研究——以青岛地区为例

在青岛地区工程场地钻孔资料的基础上,选取和构造了软弱土层场地剖面。利用场地地震反应分析方法计算了软弱土层在处于剖面中不同位置、不同厚度,在不同地震动输入下对地表峰值加速度的影响。研究表明:在青岛地区特定的地震环境下,软弱土层位于剖面顶部、中部、下部,受软弱土层厚度及输入地震动的影响,对地表加速度的影响是不同的;在青岛地区特定的地震环境及输入地震动情况下,软弱土层位于剖面不同层位(顶部、中部、下部)对地表加速度的影响是不同的,软弱土层厚度及输入地震动对地表加速度的影响也是不同的。这在工程应用中具有十分重要的意义。     

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(υs)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／s^2、0．70m／s^2和0．98m／s^2,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(υs≥500m／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υs≥500m／s^2的土层或基岩面作为地震动输入界面。     

场地条件对地表峰值加速度的放大效应分析

在研究西安地区大量钻孔资料的基础上,构造了44个不同等效剪切波速和覆盖层厚度场地条件下的典型场地剖面,利用一维等效线性化地震反应分析方法,计算了不同场地在3种不同强度的地震动输入下的地面峰值加速度,分析了地震动峰值加速度放大系数ks随场地类别、等效剪切波速Vse、覆盖层厚度H和输入地震动强度ar的变化特征,指出了按场地类别对地震动峰值加速度调整存在的问题。分析结果表明,加速度放大系数随等效剪切波速、覆盖层厚度及基岩输入地震动强度的增大而减小;等效剪切波速对加速度放大系数的影响大于覆盖层厚度的影响,随着输入地震动强度的增大,覆盖层厚度对加速度放大系数的影响成份有逐渐加大的趋势;覆盖层厚度对加速度放大系数的影响程度随着等效剪切波速的增大而逐渐减弱;加速度放大系数与场地等效剪切波速和覆盖层厚度之间具有较高的拟合度的统计回归关系。由此提出了直接用场地等效剪切波速和覆盖层厚度对地震动峰值加速度进行调整的新途径。最后,就地震动峰值加速度随场地条件的调整方法,提出了有待进一步研究的问题。     

硬夹层厚度对场地地震反应的影响

文中基于某核电站场地工程地质资料,构建了5个硬夹层厚度不同的工程地质剖面。在此基础上,建立了5个一维分析模型,并应用一维土层地震反应等效线性化方法分析了硬夹层厚度对场地地震反应加速度峰值与反应谱的影响。分析结果表明:硬夹层的厚度对场地地震反应峰值加速度与反应谱有较明显的影响,硬夹层厚度的增加减小了场地的非线性效应;不同输入地震动水平下,硬夹层顶板的峰值加速度均小于输入加速度峰值,地表峰值加速度均大于输入加速度峰值;相同输入地震动水平下,随着硬夹层厚度的增加,硬夹层顶板和场地地表峰值加速度与输入峰值加速度之比均表现为先逐渐减小后逐渐增加的趋势,而场地地表与硬夹层顶板的峰值加速度之比随硬夹层厚度的增加总体逐渐增加;硬夹层厚度相同时,随着输入峰值加速度的增大,硬夹层顶板和场地地表的峰值加速度与输入峰值加速度之比逐渐减小;硬夹层仅对一定频带内的加速度反应谱有影响,其厚度越大,影响频带越宽,而对于影响频带之外的加速度反应谱影响很小,同时周期越长影响越小。     

山东Ⅱ、Ⅲ类场地地震动峰值加速度放大效应分析

利用山东地区实测的Ⅱ类场地358个钻孔和Ⅲ类场地140个钻孔的地震动峰值加速度,计算了各个钻孔不同超越概率的土层地震动峰值加速度的放大系数ks,结果表明:(1)同类场地土层放大系数ks值总体符合正态分布,既有相对集中性,也有离散性;(2)随着基岩面输入地震动强度的增大,ks值降低,且Ⅲ类场地ks值降低较Ⅱ类的更为明显;(3)Ⅱ类场地随着基岩输入面埋深的增加,ks值呈增加趋势,约达20m深后基本趋于稳定,而Ⅲ类场地基岩输入面埋深的增加对ks值的影响不甚显著;(4)Ⅱ类场地50年超越概率10％的平均ks值(1.47)略高于《中国地震动参数区划图》使用的全国平均ks值.本文尝试讨论了山东地区Ⅱ、Ⅲ类场地不同强度基岩峰值加速度输入的ks调整值.     

含软弱夹层土深厚场地输入界面的确定

为研究含软弱夹层土深厚场地输入界面的确定方法,在一个场地剖面的基础上,另外构造了一个特殊场地剖面,计算了两个剖面在6个强度的地震动输入下,输入界面选择在不同位置时的峰值加速度A_(max),特征周期T_g和反应谱平台值α_(max),分析了两种土层剖面的地表地震动参数对输入界面改变的敏感性。结果发现特殊场地的敏感性较差,输入界面深度相差44.4m,剪切波速相差111m/s,但得到A_(max)、T_g和α_(max)相差不到10%、12%和8%,所以深厚的特殊场地在确定输入界面时,可以适当放宽对输入界面深度和剪切波速的要求,可满足一般工程的精度要求。     

双向地震作用下锯末混合土场地动力特性分析

在北京工业大学振动台台阵系统上开展了一系列锯末混合土地基自由场振动台模型试验,试验中模型箱采用装配式连续体刚性模型箱,试验中输入地震动时程采用El Centro地震动记录、Taft地震动记录和天津地震动记录,地震动输入方向分为水平单向和水平双向。文中,重点考察了双向地震动输入下锯末混合土模型场地的动力特性及其变化规律,主要指标包括模型场地地震动反应的峰值加速度及其动力放大系数、加速度时程及其傅氏谱。试验结果表明:随着输入地震动强度的增大,同一测点反应的峰值加速度总体上在增大,而其加速度动力放大系数总体上呈现减小的趋势,反应的频谱组成从较高频率向较低频率移动;双向地震作用下锯末混合土模型场地的动力变化规律与单向地震作用下较为一致。     

硬夹层埋深对场地地震动参数的影响

选取某重要工程场地A3钻孔的厚度、剪切波速、密度等实际勘探数据,通过改变硬夹层的埋深,分析硬夹层不同埋深、不同地震时程对场地地震动参数的影响。研究结果表明:在硬夹层厚度不变和模型总厚度不变的情况下,地表水平向的峰值加速度随硬夹层埋深的增大而增大,但增幅逐渐减小;硬夹层埋深到达一定深度时不再影响地表水平峰值加速度;随着硬夹层埋深的增加,整个反应谱的谱值普遍增大。     

天津滨海软土场地的大震远场作用

利用天津滨海地区丰富的地震地质钻孔资料及测试数据,建立了相应的地震反应模型.选取美国加州1992年Landers地震的远场记录P0841作为基底输入,采用工程上常用的等效线性化方法进行了土层地震反应分析,以期对天津滨海软土场地的大震远场作用得到一些定性的认识．结果显示,天津滨海软土场地对远场大震地震动峰值加速度的放大作用比较显著,但不同场地条件放大作用有明显差异,Ⅳ类场地的放大效应明显减弱.对基岩与地表反应谱比的分析显示, 滨海场地对基岩地震动的不同频率分量的放大作用具有明显的不同,对短周期分量甚至出现了缩减,但当滨海软土场地受到与场地卓越周期相吻合的地震动影响时,可能会产生很可观的放大作用,这对建在其上的高层、超高层建筑可能会构成较大的威胁．      

Determination of combined effect of amplification and attenuation of soft rock site using digital seismic data

In the paper, for the application of stochastic simulation of ground motion, we put forward a method to determine “the combined effect of amplification and attenuation” (combined effect for short) of soft rock site by using digital seismic data of moderate and small earthquakes. Our approach aims at solving the problem of the combined effect of soft rock site, which is difficult to determine in most regions of China because fewer measures were done for S-wave velocity structure. The combined effect of soft rock site can be determined by using the approach recommended by us. An example is given to discuss the practical application of the method. Foundation item: The Special Funds for Major State Basic Research Project under Grant No.2002CB412706 and National Natural Science Foundation of China (50468003). Contribution No.04FE1021, Institute of Geophysics, China Earthquake Administration.     

Determination of combined effect of ampli- fication and attenuation of soft rock site us- ing digital seismic data

Introduction The so-called combined effect refers to the product (V( f )?P( f )) of the amplification factorand the high-frequency attenuation factor of sites (see Equation (1)). Whether the soft rock site orthe soil site, they have an amplification action on the ground motion of a certain frequency, andsimultaneously have an attenuation action on the motion of high frequency because they are softerthan the hard rock under them. The combined effect of soft rock is the very contents that …     

软土场地基础隔震建筑减震性能研究

本文研究土与结构相互作用(SSI)对多层及中高层基础隔震建筑地震需求及隔震效率的影响规律,隔震层采用LRB铅芯橡胶与LNR普通橡胶隔震支座组合,就我国现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中软土场地设置隔震层问题做探讨。提出土与基础隔震结构相互作用的简化计算模型,对不同场地及隔震设计目标下的多层及中高层基础隔震结构进行时程分析。研究表明:软土场地基础隔震建筑隔震层的有效隔震效率相对于硬土场地有所下降,必须通过设置具有一定规格的LRB支座来满足隔震目标。本文给出了铅芯橡胶支座极限变形需求随建筑层高及隔震目标变化的规律。     

提高软土地基承载力方法的研究现状与展望

采用合理的软土地基处理方法,提高地基的承载力,这在建筑结构抗震设计中是十分重要的。如何控制软土地基的变形及提高承载力是地基基础工程中的一个关键技术问题。对国内外软土地基处理方法研究的进展进行了简要介绍,并提出了有关建议。     

Inelastic displacement ratios for evaluation of structures built on soft soil sites

This paper summarizes the results of a comprehensive statistical study aimed at evaluating peak lateral inelastic displacement demands of structures with known lateral strength and stiffness built on soft soil site conditions. For that purpose, empirical information on inelastic displacement ratios which are defined as the ratio of peak lateral inelastic displacement demands to peak elastic displacement demands are investigated. Inelastic displacement ratios were computed from the response of single‐degree‐of‐freedom systems having 6 levels of relative lateral strength when subjected to 118 earthquake ground motions recorded on bay‐mud sites of the San Francisco Bay Area and on soft soil sites located in the former lake‐bed zone of Mexico City. Mean inelastic displacement ratios and their corresponding scatter are presented for both ground motion ensembles. The influence of period of vibration normalized by the predominant period of the ground motion, the level of lateral strength, earthquake magnitude, and distance to the source are evaluated and discussed. In addition, the effects of post‐yield stiffness and of stiffness and strength degradation on inelastic displacement ratios are also investigated. It is concluded that magnitude and distance to the source have negligible effects on constant‐strength inelastic displacement ratios. Results also indicate that weak and stiffness‐degrading structures in the short spectral region could experience inelastic displacement demands larger than those corresponding to non‐degrading structures. Finally, a simplified equation obtained using regression analyses aimed at estimating mean inelastic displacement ratios is proposed for assisting structural engineers in performance‐based assessment of structures built on soft soil sites. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

Key parameters governing the performance of soft tunnel coating for seismic isolation

A method to cover a tunnel lining with a soft and thin coating is discussed herein as a possible measure for mitigating seismic damage to tunnels. Long‐term earthquake observations at different tunnel sites within a variety of alluvial soil deposits have demonstrated that a circular tunnel is liable to deform in such a way that its two diagonal diameters crossing each other expand and contract alternately. Narrowing down vibration modes, in order to discuss this particular and the most important mode, any of the essential items of the soil–tunnel system, namely the soil, the coating and the tunnel lining, has only one degree of freedom, allowing the coating effect to be simply evaluated in terms of a limited number of key parameters. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

Field verification of a theoretical model to predict the dynamic response of a soft clay deposit

A 40-m thick clay deposit was subjected to sinusoidal excitations using a foundation block and an eccentric mass type vibrator. The response of the foundation block and the surrounding soil was measured using geophones inside the soil and on the surface. The phase shift between the excitation signal and the response signal, the accelerations of the foundation block and the particle velocities in the soil are compared with those obtained from a frequency-dependent numerical model based on the exact analytical solution for the boundary value problem of a rectangular foundation resting on a linear elastic halfspace.     

Study on the rupture characteristics of the overlaying soil with soft interlayer due to fault bedrock dislocation

Introduction A sudden rupture of fault in the crust induces intensive earthquake, and brings about the overlaying soil moving and cracking, and the Earth′s surface deforming and rupturing as well. When it crosses the foundations of buildings and the underground structures, the rupture close to the Earth′s surface or surface fault would lead to direct destruction to these structures. The study on this problem has been paid more attention in recent years. From Kobe Earthquake, Izimit Earthq…     

软土层厚度对地铁车站结构地震反应的影响规律研究

为了明确软土层厚度对地铁车站结构地震反应的影响规律,本文中对常见的两层三跨岛式地铁车站结构侧向和底部地基中存在不同厚度软土层时9种软场地条件下地铁车站结构的地震反应进行了数值模拟分析。由本文和作者之前对软土层埋深影响地铁车站结构地震反应的共同研究结果来看：软土层位于地铁车站结构侧向地基时对地铁车站结构的抗震是非常不利的,尤其是软土层位于地铁车站结构侧向地基底部时最为不利,而当软土层位于地铁车站结构底部地基中时对其抗震性能一般是有利的,起到消能减震的作用;当软土层位于地铁车站结构侧向地基顶部时,随着软土层厚度的变大,对地铁车站结构抗震性能的影响越是不利且影响程度越大,而当软土层位于地铁车站结构侧向地基底部和底部地基中时,软土层厚度的变化对地铁车站结构抗震性能的影响规律并不具有很好的一致性。