砂土液化对设计反应谱和场地分类的影响

本文采用有效应力原理分析了液化土层对设计反应谱的影响，分析中考虑了砂层的厚度、埋深和输入地震动等因素。选择Ⅱ类场地，将其标准反应谱合成的三条地震加速度时程在考虑土层非液化下反演到基岩，再正演计算存在液化层时的地面运动时程和反应谱。分析结果表明，从特征周期的变化来看，液化土层使Ⅱ类场地易变为Ⅳ类场地，对地震影响系数的作用则不是很大，但频谱上0．8s是一个分界线，液化土层对分界线以下的高频分量有一定减震效果，对分界线以上的低频分量有显著的放大效应。     

液化土层对地表加速度反应谱的影响

采用一种改进的有效应力方法研究土层液化对地表加速度反应谱的影响，分析中考虑了砂层的厚度、埋深和输入地震波的幅值和波型等因素。分析结果表明，土层液化使地表加速度反应谱的特征周期至少延长0．1秒以上，使原Ⅱ类场地变为Ⅲ类场地，高烈度时易变成Ⅳ类场地，反应谱中周期0．8秒-1．0秒是液化砂层加震或减震的一个分界点，液化对反应谱短周期分量具有一定的减震作用，而对长周期分量有非常显著的放大作用。     

自由场地液化振动台实验结果分析与数值模拟

通过拉格朗日差分程序FLAC3D完全非线性动力分析模块,模拟了自由场地液化振动台实验并对实验结果做出分析,结果表明:该动力分析方法能够较好地反映液化土层地震响应,实验结果也验证了模拟结果的精确性;液化土层滤波作用起始于孔压比上升的时候且较为明显,液化后加速度时程的卓越周期有所增加;本文实例中的液化土层对地震动具有放大作用,液化范围越大,其放大作用越明显,且在长周期段放大作用更为突出。     

平面SH波作用下部分充填圆弧形沉积谷的二维土层和地形放大效应

场地效应通常包含土层放大效应和地形放大效应,为了揭示二者的相对贡献,本文构造了平面SH波作用下部分充填沉积谷的解析模型,借助于区域分解策略,在波函数展开法的框架下,提出了超定方程组解法,得到了部分充填圆弧形沉积谷对平面SH波散射的波函数级数解,而且级数解的收敛测试表明了超定方程组解法的必要性.通过与文献结果进行对比,验证了本文方法的正确性.通过调整解析模型中两个子区域内的材料参数,计算了沉积谷引起的场地放大效应和相应的空河谷引起的地形放大效应.对二维土层与地形效应进行对比分析,结果显示,在沉积谷内二维土层放大效应通常强于地形放大效应,而地形放大效应决定了沉积谷外的地面运动放大形态.针对最大地面运动,进行了沉积谷和相应空河谷的参数分析,进一步描述了二维土层放大效应,研究结果表明二维土层放大效应引起的最大地面运动通常远远大于地形放大效应引起的最大地面运动,并且二维土层效应通常随着土层与基岩的阻抗比的增大而增大,但不是一维土层放大效应与二维地形放大效应的简单线性叠加.      

循环荷载下液化对土层水平往返变形的影响

采用多工况振动台实验研究液化对土层水平往返变形的影响.以干砂实验为参照,分析孔压增长与土层加速度和土层往返变形之间的关系.结果表明:液化将引起土表加速度显著降低,减小惯性力传递,但同时会引起土层往返剪应变明显增大.对往返变形而言,液化土层往返剪应变就可达到1%～5%的大变形状态,且液化土层往返剪应变沿深度呈下大上小分布.土层中孔压比0.4～0.8是往返变形出现放大的敏感段,在孔压比0.8左右而不是在1.0达到最大.作为其结果,土层液化将对刚性上部结构振动起减震作用,但同时增大的往返剪应变也易导致基础和地下结构破坏,特别是对液化层与下部非液化层交界处的构件更敏感.     

地下洞室群对地面运动影响问题的级数解答-P波入射.

采用波函数展开法，给出了平面P波入射下半空间中洞室群对地面运动影响问题的一个级数解答. 数值结果表明，地下洞室群对附近地面运动具有显著的放大作用．建议地铁等地下工程在规划和设计时，考虑工程建设后对沿线地面运动的影响．      

可液化地基土三维地震响应分析

编制完全耦合的三维排水有效应力动力反应分析程序，对可液化地基进行三维地震响应分析，探讨了不同土性参数、不同土层构成和不同附加压重等因素对可液化地基抗液化性能的影响。结果表明：在地震荷载作用下，天然饱和砂土地基中的超孔隙水压力随深度的增大而增大；在不同深度处，超孔压峰值到达的时刻比地震加速度峰值到达的时刻要晚；随输入地震加速度的减弱，深层处的超孔压开始消散或基本保持不变，浅层处的超孔压保持不变或略有上升，这一现象与土性参数、输入地震荷载的情况等因素有关；土性参数对土体本身的抗液化性能有重要影响，初始孔隙比越小，相对密度越大，土体的抗液化能力越强；附加压重有利于地基抗液化能力的提高；随着附加压重的增大，超孔压比减小；附加压重对地基中超孔隙水压力的增长有明显的抑制作用。     

局部不规则地形对地震地面运动的影响

用有限元法结合修正的透射人工边界，研究了 P、SV和Rayleigh 波传播时局部不规则地形对地面运动的影响，研究的理论模型包括局部孤突地形和相邻地形．研究结果表明:Rayleigh波传播时孤突地形对地面运动的放大作用显著大于P和SV波传播时的结果；相邻不规则地形的存在使地面运动进一步放大、持时延长和呈现窄频带放大特征．考虑相邻地形的影响和传播地震波中的Rayleigh波成分,将使理论模型预测结果更接近实际地震观测结果．      

场地条件对建设工程的影响

1土层对地面反应谱的影响 不同场地条件对地震动参数的影响非常大.同一地区基岩峰值加速度反应谱基本上一致或相差不大,但是由于基岩上不同的覆盖土层或不同的覆盖厚度对基岩反应谱的放大作用是不一致的,因而同一地区不同场点的地面反应谱也会有差别,甚至相差很远.以成都地区为例,基岩上土层厚度是城西厚而城东薄,河道两旁软弱砂土较厚,即使地勘中相邻场点也会因土层的差异而实际计算的地面反应谱相差很大,地面反应谱的形状也有较大差异.一般情况,填土、淤泥、砂等软弱土层对反应谱的图形形状影响较大.     

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简要地报道对不含水土层分层排列、饱水土层分层排列、不含水土层与饱水土层分层交错排列情况下对波传播和地面运动影响的研究结果．考虑到土场的剪胀性、线性和非线性本构关系、刚度退化等因素，编制了可适用上述各种情况和任意多土层（包括含水或不含水、力学性质不同、厚度不同、边界连续条件不同等），在不同基底输入或上边界输入作用下的通用分析程序．通过对相当数量的典型情况进行的分析计算，得到了一些趋势性的认识，特别是对饱水与不含水土层分层交错情况，取得了一些认识．     

承台型式对可液化场地桥梁桩-柱墩地震响应影响振动台试验

基于相同土层结构地基条件下,分别采用低承台群桩-独柱墩与高承台群桩-独柱墩结构,完成了两次可液化场地群桩-土-桥梁结构地震反应振动台试验,据此研究了承台型式对桥梁桩-柱墩地震反应的影响。研究表明,与高承台桩相比,可液化场地中低承台桩的抗震性能更优;地震中砂层尚未液化或液化不充分时,低承台更多表现出减弱桩尤其桩上段的加速度反应的作用,相反高承台更多起到放大桩的加速度作用,而高承台桩与低承台桩的峰值应变自下而上更多表现出逐渐增大趋势;即使砂层完全液化时,低承台桩的峰值应变自下而上仍以渐增为主;与低承台桩相比,高承台桩更有助于放大墩顶加速度、位移反应,对结构体系整体稳定性产生了不良影响;虽然低承台桩未出现严重破坏,但砂层中部桩的应变却很大,液化砂土-桩运动相互作用对桩的抗震性能影响不容忽视。     

液化土中斜群桩承台动力响应特性及桩身弯矩分布规律研究

为研究动荷载作用下饱和砂土发生液化前后斜群桩的动力响应相关问题,利用土工离心机振动台进行了饱和砂土场地条件下的斜群桩物理模型试验.通过试验分别对土层响应、桩身弯矩以及桩顶承台加速度和位移等进行了详细分析,得到了如下结论:不同荷载作用下土层液化范围的改变导致了土层加速度峰值出现了不同程度的放大或缩小现象;砂土液化前后桩身...     

SH波作用下三维软弱夹杂对地面运动的影响

基于三维有限元数值模拟对单一浅埋软弱立方体夹杂对地面运动的影响进行研究。通过谱比曲线分析了浅埋软弱夹杂及深宽比对地面运动的放大作用,并分析了夹杂对加速度峰值和反应谱的影响。最后,与二维有限元数值模拟结果进行比较。结果表明:软弱夹杂对R0.85l区域的地面运动放大作用明显,地面运动最大点位于夹杂中心在地表的投影处;当深宽比较小时(N≤1/2),夹杂会对地面运动产生较大的放大作用,当深宽比N≥1时夹杂对地面运动无明显的放大作用,深宽比N=1/16时对地面运动的最大放大倍数是无夹杂自由场的4.2倍;二维模型下夹杂对地面运动放大的频段范围要比三维的宽,放大倍数要比三维的小。     

液化土层对地表位移谱的影响

通过现场地震记录分析和理论计算,研究了液化土层对地表位移谱的影响规律,提出了液化位移增量谱和液化修正位移谱.对比了美国Superstition Hills地震和日本阪神地震中液化场地加速度时程和位移时程,分析了液化和非液化场地位移谱区别.采用改进的一维有效应力分析方法,计算了在不同强度和波型地震波输入下厚度和埋深不同的液化砂层对地表位移谱的影响.结果表明:液化对地表位移和位移谱有显著放大作用,位移谱在1s左右开始增大,加震最显著频段为1～5s,谱位移增加0.1～0.7m,烈度8度时平均加震增幅0.1～0.25m,9度时平均增幅0.4～0.7m.     

地震液化的有效应力二维有限元分析方法

根据有效应力原理，提出了一个能地震液化问题的有效应力二维有限元分析方法，该方法可用以研究局部地区液化对地面运动和建筑物震害的影响。     

基于支持向量机的砂土液化预测分析

将支持向量机方法应用于砂土地震液化预测问题.考虑影响砂土液化的因素,选用震级、标贯击数、相对密实度、土层埋深、地震历时、地面运动峰值加速度和震中距7个影响因子作为液化判别指标,建立了砂土液化预测的支持向量机模型.以砂土液化实测数据作为学习样本进行训练,建立相应函数对待判样本进行分类.研究结果表明:支持向量机模型分类性能良好,是砂土地震液化预测的一种有效方法,可以在实际工程中进行推广.     

北部湾软土吹填场地不同地下水位动力响应研究

为了探究不同地下水位的场地条件下对吹砂填海场地动力响应的影响,以广西北部湾吹砂填海场地为研究对象,基于FLAC3D软件结合前期室内试验结果建立了场地模型,进行了数值模拟分析。在此研究中着重分析地下水位的变化对场地加速度放大系数、加速度反应谱和地震液化效应的影响,为减轻吹砂填海建设场地的震害程度提供参考依据。结果表明:随着地下水位埋深的增加,地表加速度放大系数呈现出逐渐减小的趋势,地震放大作用主要集中在短周期,卓越周期也在短周期处取得;随着地下水位埋深的减小,地震波高频成分被过滤,低频成分被放大,场地特征周期与卓越周期均有增大趋势;地下水位变化对吹填沙土层液化的产生和发展具有显著的影响,随着地下水位的上升,砂土表现出更强的液化效应,并且液化现象随着地震峰值加速度的增大逐渐沿土层深部发展。     

地面微倾斜可液化场地中地铁地下车站结构的地震反应研究

砂土液化造成了大量建筑物的破坏,但目前对砂土液化地基中地铁地下结构的地震反应研究相对较少,尤其对微倾斜液化地基中地铁地下结构地震反应的研究更为缺乏。基于有限单元法,采用已开发的砂土液化大变形动力本构模型模拟液化土层的剪切大变形,采用基于ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)算法的有限单元网格动态自适应调整技术解决土体液化大变形发生后有限单元的畸变问题,建立了地面微倾斜液化地基中土体-地下结构非线性动力相互作用的数值分析模型,分析了地面倾角变化对地铁车站周围地基液化分布特征、车站结构周围土层侧移变形特征、地下结构上浮和应力反应的影响规律,揭示了微倾斜液化地基中地铁地下车站结构的地震反应特征。     

由地面运动峰值速度估算环境应力值

本文使用滇西地震实验场区近场微震观测中的洱源、脉地、松挂地区的三次微震序列资料，研究了地面运动峰值速度ｖｍ与地震矩Ｍ０和环境应力τ０的关系，利用ｖｍ∝Ｍ０１／３τ０４／３的关系，估算了这三次微震序列的环境应力参数τ０值和应力降△σ。结果认为，地面运动峰值速度参数（ｖ·ｒ）是环境应力参数τ０或△σ的函数，且τ０或△σ与地震构造背景及介质状态相关，表现为处于不同构造背景的三次微震群测定的τ０和△σ值存在明显的差异。脉地震群为高应力序列，应力参数在（０．５～５．０）ＭＰａ，松桂震群为中等应力序列，在（０．３～１．５）ＭＰａ；洱源震群为低应力序列，在（０．０１～０．５）ＭＰａ。由此而讨论了不同构造背景与环境应力参数的依赖性及其前兆意义。     

地下水位对黄土土层地震动影响初探

场地条件对地震地面运动的影响很大,而对于黄土地区地震地面运动规律又有其自身的特性。鉴于兰州市区地下水位的不断上升,本文选取典型黄河南岸Ⅱ级阶地黄土场地,假设水位逐次提高1m,通过土层地震反应分析计算,分析地下水位上升对地表峰值加速度及反应谱的影响。结果表明:随着地下水位的不断上升,地表峰值加速度及土层地震动放大作用都有减小趋势,地下水的上升一定程度上对地表加速度峰值具有减震作用;但场地的特征周期却有增大趋势,平台范围越来越宽,反应谱双峰现象越来越显著,尤其当水位上升较多(文中11m),在罕遇地震动作用下对所有结构物加震显著,在常遇地震动和设计地震动作用下对自振周期0.7～1.3s结构物加震明显,应引起重视。