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。     

现场液化监测与现场液化试验研究综述

文中给出了现场液化监测和现场液化试验的基本概念,综述了40多年来国内外土壤液化领域在现场液化监测和现场液化试验方面的研究进展,并分析了其优势和不足。其中,重点介绍了近15年来美国国家科学基金会支持的NEES(Network for Earthquake Engineering Simulation, NEES)计划(2004-2014年)和NHERI(Natural Hazards Engineering Research Infrastructure, NHERI)计划(2015-2019年)中取得的相关研究成果。目前,我国大陆地区在现场液化监测方面的成果尚属空白,在现场液化试验方面的进展也十分缓慢,亟需发展。同时指出,开展可重复、易操作、多工况的现场液化试验,是未来土壤液化研究中值得关注的发展方向。     

液化土层上建筑物倾斜计算要点初步分析

地震中饱和砂土地基液化会引起结构物倾斜并导致其功能丧失,但目前缺乏相应的数值模拟方法。通过振动台简单模型试验,寻找输入波-基底竖向动应力-基底孔压-结构震陷之间的关系,提出发展液化土层上建筑物倾斜数值模拟方法所需要考虑的要点和应满足的条件。结果表明：（1）分析方法中孔压增长模型应适于不规则波计算,能准确地计算出孔压增长过程,准确地计算出峰值一样但不同波形下孔压增长的差别;（2）孔压增长模型应能反映土的各向异性特性对孔压增长的影响,能合理地计算出拉、压不同应力作用下孔压增长的差异;（3）孔压增长模型应能反映非均等固结条件对孔压增长过程的影响,能合理地计算出结构底部不同固结比土体中孔压增长过程;（4）分析方法中土体变形的计算应能跟踪液化过程中的变形发展,且具备大变形计算能力。     

圆弧状沉积盆地与软土单覆盖层出平面地表运动对比

采用解析方法，通过圆弧状沉积盆地与同样参数的软土均匀单覆盖层的对比，研究沉积盆地对平面SH波二维散射效应和其出平面地表运动。数值对比结果表明：（1）波垂直入射时盆地中央地表位移幅值反应，其随频率变化形式与软土单覆盖层的地表运动有较强的对应性，且此时单覆盖层地表位移幅值为其下降；（2）盆地的二维散射效应特点显著波的汇聚作用使盆地中的地表运动显著放大，总体上较软土单覆盖层的地表位移幅值要大，其频域内的最大反应则明显大于单覆盖层情况，但最大反应在盆地表面出现的位置依赖于入射波角度、盆地深宽比和盆地的软硬程度；（3）沉积盆地中地表位移运动有强烈扭转效应，且随盆地变软和入射波频率增高而增强。     

成层场地基本周期简化计算方法研究

从波动问题物理本质出发,提取阻抗比和周期比作为表征不同土层条件下场地周期变化规律的基本特征量。提出了子层周期贡献系数的概念,并指出其可由阻抗比和周期比唯一确定,建立了周期贡献系数与阻抗比和周期比一般关系。采用子层周期加权累加方式形成一套简单实用且具有明确物理意义的成层场地基本周期估算方法,以传递函数法结果为标准,就240种工况算例与现有简化方法进行对比,给出各方法偏差分析和适用性评价。主要结论为:阻抗比和周期比作为场地周期研究的基本特征量,结果具有完备性;传统法无法反映土层结构对场地周期的影响,对最普遍的渐硬型场地,偏差也有可能达到40%以上,对存在极端软夹层情况其偏差极易大于20%;Hadjian法精度明显优于传统法,但方法和参数本身缺乏明确的物理意义;新方法在一般和极端两种情况下最大偏差均不超过8%,偏差小于5%和2%工况数占比分别达到85%和60%以上,高于Hadjian简化法,可以在实际工程中推广应用。     

水平成层场地动剪应变与震动速度关系解析

以SHAKE2000为代表的频域等效线性化是目前主流的土层地震动计算方法。由于该方法在软土场地计算结果严重不合理,其改进方法成为目前研究热点,主要采用频率相关法,但一直没有取得实效。对频率相关法中土体动剪应变和震动速度成恒定比例关系的基本假定进行研究,从波动方程推导出了均匀全空间单向行波、单一均匀半无限场地、成层场地等3种典型场地中土体剪应变与震动速度关系的精确解答,通过数值试验研究了这一假定的合理性与偏差程度。结果表明：动剪应变和震动速度成恒定比例关系这一假定只有在无边界均匀介质单向行波情形下才成立,对于实际成层土场地,动剪应变与震动速度关系强烈依赖于波的频率和观察点的位置,如果在土层地震反应分析中忽略反射波而采用单向行波恒定比例假定将会使计算结果产生显著偏差;动剪应变与震动速度成恒定比例关系的假定导致的偏差达4个量级,即使对于单一均匀半无限空间模型偏差也十分显著;对实际土层地震动的求解,该假定在理论上定性错误,定量上偏差不可接受,必须放弃而另寻其他途径。     

圆弧型沉积盆地对平面SH波的散射

采用波函数展开方法给出圆弧型沉积盆地对面ＳＨ波二维散射问题的封闭级数解答。利用外域Ｇｒａｆ加法公式将解答归结为无穷代数方程组的求解。通过截断计算得到解答的数值结果，并通过连续条件的满足程度检验了截断计算的精度。将本文结果已有的近似解析解进行比较，指出了近似解答的误差来源和适用范围。给出一些典型算例说明盆地深度比对地震动的复杂作用。     

固结比对土最大动剪切模量的影响

采用共振柱试验方法,研究了固结比对土最大动剪切模量的影响并给出了土最大动剪切模量的建议公式。通过对砂土、粉质黏土和粉土的系统试验,提出了不同固结比下土最大动剪切模量与固结比kc-1呈指数形式的增长模式,不同于Hard in公式最大动剪切模量与固结比kc呈直线形式的增长模式。同时给出了计算不同固结比下砂土、粉质黏土和粉土最大动剪切模量的建议公式,并与Hard in公式进行了对比,结果表明,固结比对土最大动剪切模量影响程度明显比Hard in公式要大,固结比对粉质黏土和粉土最大动剪切模量的影响程度要比对砂土的影响程度更大。     

土体弱化等级及其与地震动关联性初探

本文采用统一观点,以地震下土体剪应变衰减为出发点,对土体弱化程度进行整体等级划分,采用简化理论模型,初步研究了土体不同弱化程度与地震动特征相对变化的关系。研究表明,土体的弱化程度可划分为低弱化、中等弱化、强弱化和流动破坏(液化)四个等级,土体低弱化和中等弱化状态下地表加速度的高频成分占优,而土体在强弱化和液化状态下地表加速度长周期成分显著占优;与未弱化相比,低弱化PGA变化很小,中等和强弱化的PGA增大,且强弱化下增大显著,而液化下PGA变化则不定;与未弱化相比,土层弱化下低频放大和高频滤波作用同时存在,但二者比例关系则依土体弱化程度和输入波而定;中等弱化下低频放大和高频滤波效应大略相同,强弱化低频放大作用大于高频滤波作用,而液化下对低频丰富输入波低频放大则十分显著;相对未弱化,土体弱化对高频滤波和低频放大比例关系的影响与对PGA放大效应的影响趋势一致。     

DGZ-1多功能共振柱常规试验可靠性分析

针对新研制的多功能共振柱讕验机常规土类试验,发展此类仪器的试验可靠性分析理论,建立一套检验自身可靠性的分析方法傌技术,包括试验误差分析、试验定量考核、土工试验等多种技术手段。首先建立了共振柱仪动剪切模量误差、应叐误差和阻尼比误差的分析公式,得到了几种主要影响因素及其对试验误差影响程度的新认识。同时,通过若干已知动剪切模量且频率和土频率相接近的钢杆和铝杆试件的自振和共振试验,定量上验证该仪器常规试验结果的可靠性;通过砂土和原状粘土常规试验,定性上检验土工试验结果的合理性。通过对新研制的多功能共振柱试验机的常规试验功能进行可靠性的自身检验,所有试验结果是令人满意和可靠的,结果符合现有规律的认识。