基于标贯试验的岩土剪切波速多因素公式分析

剪切波速是建筑场地类别判定的重要依据.剪切波速Vs在岩土工程设计中应用广泛,如划分建筑场地土类型和场地类别、液化判别、建(构)筑物地基地震反应分析等.《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中明确提出"建筑的场地类别,应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分为四类."准确地得到土体剪切波速才能够准确地进行建...     

单孔法波速测试在宿州市区建筑场地类别划分的应用及该区特征研究

建筑场地的不同类别反映不同场地条件对基岩地震震动的综合放大效应,建筑场地类别是根据土层等效剪切波速和覆盖层厚度进行划分的。这里介绍了单孔法波速测试在计算土层等效剪切波速度,划分建筑场地类别上的应用,以及通过对宿州市区40个建筑场地的201个土层等效剪切波速数据Vse20和场地类别划分结果进行统计分析、研究,得出该区域类似地层条件的土层等效剪切波速近似呈正态分布特征,估算范围在195.89m/s～222.46 m/s,推测建筑场地类别为Ⅲ类。     

波速测试技术在场地抗震评价中的应用研究

波速测试技术是地震勘探方法之一,也是一种简便、快速、准确的原位测试技术。它通过获取的地震波在经过不同深度的岩、土层的直达波旅行时,求得纵波、剪切波波速,进而通过弹性波理论,计算出岩、土层动弹性力学参数,同时也可以根据剪切波的波速,来划分场地土类型和建筑场地类别,以及计算卓越周期,这些参数可以为场地抗震设计及地震安全性评价提供依据。这里简述了波速测试技术的工作原理和野外实测技术,以及数据处理和资料解释全过程,并且结合某一建筑场地的实例,说明了波速测试技术在场地抗震评价中的应用及其效果。     

攀枝花地区典型地层剪切波速与埋深间的统计关系

基于攀枝花地区工程场地地震安评工作中收集整理到的338个测点的剪切波速资料,利用线性拟合v_s=a+bH、乘幂拟合v_s=cH~d和多项式拟合v_s=e+fH+gH~2,对该地区分布较为广泛的昔格达粘土岩和昔格达粉砂质泥岩的剪切波速进行了统计分析,得到了此二类土剪切波速沿埋深变化的经验公式。该结果可为攀枝花地区场地土类别的划分和城市防震减灾规划中土层地震反应计算提供依据。     

沉管灌注桩及打入式桩成桩前后场地类别的测试与分析

本文讨论了沉管灌注桩及打入式桩对场地类别的影响和减轻震害的机理，通过对淮阴工[学院主楼地基在成桩前后的建筑场地的剪切波速对比测试，作者发现沉管灌注桩及打入式桩有改变地类别的可能，最后建议《规范》^[1]应增加对采用桩基础的建筑（特别是打桩较密的高层建筑）在打桩后应再次进行剪切波速测试并对场地类别的重新判定等内容，从提供工程设计的经济效益和社会效益。     

郑州大学东校区场地地震地质条件及抗震设防应对措施

通过校区建筑场地钻孔岩土剖面与剪切波速测试结果以及地震地质背景条件，活动断裂及其影响和主要抗震设防参数的分析研究，作者认为建筑场地属中软土，但不存在液化可能性，建筑场地类别可定为Ⅱ类，并提出近场区存在6级及小于6的地震背景，其地震烈度可估评为7度。鉴于此，建议建筑场地可采用换土垫层法以加固地基，对高层建筑可采用大直径灌桩基础，框架柱可一柱一桩，剪力墙宜设基础梁并适当扩大桩距，建筑体适当埋深和调协地下室等纱列抗震设防措施。     

基于互相关函数的单孔法波速测试优化算法

土的剪切波速是岩土工程领域的一个重要参数。建筑场地类别划分、地基饱和砂土液化判别、地震反应分析等都依赖于剪切波速,由于其重要性,对它的测定技术和精确程度应重点研究。针对工程中广泛采用的单孔法剪切波速测试,提出了一种基于互相关函数计算土层剪切波速的优化算法。克服了传统数据处理方法中经常遇到的负波速、波速数值明显过大或过小和同一土层各测点波速差别较大等4种不合理因素,提高了数据分析的精度和效率。     

大同盆地朔州地区晚第四系划分及古环境分析

大同盆地自形成以来,学者们对其西南部的朔州拗陷盆地的第四纪地层特征、气候及环境变化研究甚少。通过对大同盆地朔州市区实施的两个地质钻孔和收集的钻孔资料分析,结合22个土样的电子自旋共振及光释光测年结果,对研究区晚第四纪地层时代进行了划定,厘定了上、中、下更新统的地层界线。研究表明,区内上、中更新统以河流、洪积相沉积为主,下更新统以河流、湖相沉积为主;通过对12个样品的孢粉测试结果,揭示了研究区早更新世晚期以来的气候环境演变特征。在早更新世晚期和晚更新世晚期气候湿度相对较大,其余时期气候偏干,同时从早更新世晚期开始,朔州盆地内古湖泊开始收缩;最终建立了晚第四纪地层剖面,对本区地层划分具有重要的指导意义。     

晋中至太原城际铁路沿线地质条件分析

晋中至太原城际铁路位于山西断陷带次级构造单元太原断陷盆地内,盆地内部新构造运动复杂,城际铁路沿线跨越多条第四纪隐伏活动断裂,并穿过榆次地裂缝发育地带及砂土液化区域,这些地质问题极大地影响着晋中至太原城际铁路的前期勘测选线。本文从地质构造、地层岩性、浅层地震勘探等方面对穿越城际铁路的三条活动断裂的危险性进行了分析评价,以查明断裂错动对城际铁路的影响。结合前人对榆次地裂缝的研究成果,对城际铁路附近的地裂缝发育情况进行了调查验证,以查明榆次地裂缝对城际铁路的影响。通过在城际铁路车站及车辆段布置地质钻孔,进行标贯试验、剪切波速测试,以查明城际铁路沿线工程地质条件,对沿线车站及车辆段场地进行液化判定及场地类别判定。针对城际铁路沿线存在的上述地质问题,给出了相应的工程建议,对城际铁路前期勘测设计具有重要的指导意义。     

基于已知钻孔的场地类别模糊等值线的建立

对照现行《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）场地类别划分方法,应用模糊数学原理,推导了场地类别的模糊二次评价方法,得出了场地类别的模糊向量和模糊特征周期,实现了场地类别划分的连续化;在此基础上,基于收集到的杭州市254个建筑场地波速钻孔实测资料,通过建立场地类别地质模型,实现了场地类别、特征周期的模糊等值线,与实测资料对比,结果表明：由该模糊等值线得出的建筑场地抗震类别与现行《建筑抗震设计规范》给出的场地类别是统一的,模糊特征周期与规范给出的特征周期基本上是吻合的,该模糊等值线对建筑抗震设计具有指导意义。     

基于GIS的Logistic模型在深圳大运中心岩溶空间发育规律评价中的应用

采用Logistic回归模型进行岩溶空间发育规律评价,为深圳大运中心场地岩溶地面塌陷预测提供依据。结合岩溶发育影响因素和场地现有资料,选取地层岩性、地下水埋深、地质构造3个因素作为影响场地岩溶发育的地质因素。根据钻孔揭示的土溶洞埋藏深度频率层次聚类分析结果,将场地岩溶发育划分为<10、10～22、22～30、30～36、≥36 m共5个埋深组。将场地在平面上按10 m×10 m大小划分为6 843个评价单元。在GIS技术的支持下,以钻孔揭示的岩溶发育情况为样本空间,分别建立场地5个埋深组的3因素Logistic回归模型。通过5个埋深组的钻孔Logistic回归模型,分别计算各个埋深组情况下场地各评价单元的Logistic回归值PL。以不同埋深组土溶洞发生频率为权重,将同一位置、5个埋深组的单元PL值进行加权累加,得到场地各单元岩溶发育综合评价P值。将P值进行层次聚类分析,把场地划分为岩溶发育区、岩溶发育-不发育过渡区、岩溶不发育区。结果表明模型具有一定的可信度,可为岩溶地面塌陷评价提供依据。     

西北地区典型河谷城市岩土体剪切波速的特征分析

为获取西北地区典型河谷型城市的场地剪切波速分布特征,应用数理统计方法分析了天水市1294组不同岩土体的剪切波速数据,并比较分析了不同地貌单元的等效剪切波速。结果显示,不同岩土体的剪切波速均具有随深度变化或风化程度差异而引起的较大变化区间,其区间差值为467～982m/s不等;不同岩土体的剪切波速分布均呈现出正态分布特征,其峰值区间和优势区间的剪切波速值可以反映岩土体的物理性状;粉土、粉质粘土、卵石和圆砾等松散堆积体的剪切波速与深度具有很好的相关性和拟合函数,而泥岩、砂岩和砾岩等成岩体的剪切波速与深度相关性较差,其剪切波速大小主要受岩体的裂隙发育和风化程度影响;不同地貌单元结合部位较单一地貌单元的等效剪切波速为大;II类场地等效剪切波速变化范围为152~319m/s,III类场地等效剪切波速变化范围为122~228m/s。该场地不同岩土体的剪切波速分布特征具有普遍一致性,反映了典型河谷城市的地层分布及地层岩性。     

西北地区典型河谷城市岩土体剪切波速的特征分析

为获取西北地区典型河谷型城市的场地剪切波速分布特征,应用数理统计方法分析了天水市1 294组不同岩土体的剪切波速数据,比较分析了不同地貌单元的等效剪切波速。结果显示,不同岩土体的剪切波速均具有随深度变化或风化程度差异而引起的较大变化区间,其区间差值为467~982m/s不等;不同岩土体的剪切波速分布均呈现出正态分布特征,其峰值区间和优势区间的剪切波速值可以反映岩土体的物理性状;粉土、粉质粘土、卵石和圆砾等松散堆积体的剪切波速与深度具有很好的相关性和拟合函数,而泥岩、砂岩和砾岩等成岩体的剪切波速与深度相关性较差,其剪切波速大小主要受岩体的裂隙发育和风化程度影响;不同地貌单元结合部位较单一地貌单元的等效剪切波速为大;Ⅱ类场地等效剪切波速变化范围为152~319m/s,Ⅲ类场地等效剪切波速变化范围为122~228m/s。该场地不同岩土体的剪切波速分布特征具有普遍一致性,反映了典型河谷城市的地层分布及地层岩性。     

利用土的性状确定建筑场地类别的评价方法

建立了土的性状指标与土层剪切波速经验关系,用实例阐述了利用土的性状确定建筑场地类别的评价方法。     

单县引黄灌区工程地质条件评价

单县引黄灌区属于黄河冲积平原,通过对所在区域地质概况、工程水文地质条件进行分析,并对稳定性进行评价,评价结果可知,勘察区地势相对较平坦,地貌单元属于第四纪黄河冲积平原,区内土的类型为中软场地土,场地类别为Ⅲ类,属建筑抗震不利地段;场地15. 0 m深度范围1层、2层和4层为液化土,地下水属第四系孔隙潜水。评价结果可为设计施工提供详细的工程地质资料和设计技术参数,以解决不利地质条件产生的影响,保证工程后期运行安全。     

横波测井技术在海洋工程中的应用

单孔波速测试的传统做法是在地面激振,在孔中接收,但该方法测试深度受限,测试精度较低,且对于海上钻孔来说,根本无法实现激振,故对于海洋工程钻孔的波速测试,则需要新技术来实现横波波速的获取。笔者介绍的悬挂式波速测井法将震源和检波器同时放入井孔中,摆脱了笨重的地面敲击震源,实现了波速测井设备的轻便化,由相距1 m的两个检波器接收S波的传播信号,为一发双收装置,利用传感器接收到震源传来的S波信号到达时间(初至)差,来确定钻孔所在处地层波速的一种新技术。该方法在南堡油田平台场址调查中发挥了重要作用,对120 m深的钻孔进行了横波测井,取得了良好的测试成果,为该工程项目提供了准确的剪切波速,为划分该场址的场地土类别发挥了重要作用。     

上海地区场地剪切波速的特征分析

通过对上海地区场地剪切波速资料的统计分析,较深入地探讨了上海地区场地剪切波速在100m深度内的分布范围及其变化规律,可在工程实践中参考使用。     

表层土剪切波速的不确定性对地表设计谱平台值的影响

土层剪切波速对地表反应谱有重要的影响。选取构建了不同场地类别的235个场地地震反应模型,人工合成了12条强弱及频谱特性不同的加速度时程,运用一维土层地震反应的等效线性化波动方法,研究了不同地震动输入下表层土剪切波速的不确定性对设计谱平台值的影响,统计给出了表层土剪切波速的变异率与地表设计反应谱平台值间的经验公式。结果表明:地表设计反应谱平台值与表层土剪切波速的变异率呈负相关关系,即随表层土剪切波速变异率的增大而减小;不同地震波输入条件下各类场地类别地表设计谱平台高度与表层土剪切波速变异率的数学模型为一阶指数函数。     

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。     

山西大同盆地北部地热地质特征及资源潜力

【研究目的】大同盆地为新生代断陷盆地,具有较优越的地热地质条件,但由于盆内地球物理和钻探资料较少,针对盆地结构、沉积地层分布、地热地质特征和资源评价研究相对薄弱,在一定程度上制约了对大同盆地地热资源的潜力认识和开发利用。【研究方法】本文综合应用新的二维地震及钻测井等油气和地热勘探资料,开展了大同盆地北部地质结构、断裂、沉积地层、地热地质特征等研究,评价了地热资源潜力,估算了地热资源量,指出了地热资源有利区。【研究结果】将大同盆地划分为怀仁凹陷、桑干河凹陷、应县凹陷和黄花梁低凸起、桑干河西凸起5个二级构造单元;盆地北部（大同市境内）具有较好的地热地质条件及地热资源潜力,主要发育新近系砂岩和太古界基岩两套热储层,并发育较厚的第四纪热盖层,新生代拉张作用和火山活动强烈,总体处于大地热流高值区,具备新近系砂岩和太古界基岩层状地热资源潜力,总静态资源量约68.8×1015kJ,折合标煤约23.47亿t。【结论】综合评价认为大同盆地怀仁凹陷西部和桑干河凹陷北部为水热型地热资源一类区,是地热勘探开发有利目标区,热储埋深大于2000 m,预测平均水温大于60℃,单井涌水量可达60 m3/h,怀仁凹陷东...