考虑软土层参数变化时震陷量的计算

软土层在发生震陷过程中,厚度和孔隙比随着震动的持续会不断变化,每一次加荷后,软土层都会因为压缩而厚度减小,相应孔隙比也会减小;而且震陷量的大小与软土层的排水条件也有着密切的关系,在考虑软土层参数变化及上下相邻土层的排水条件后,利用震动固结原理,提出了震陷量的计算方法,并利用该方法对唐山沿海地区的软土层在1976年地震中的震陷量进行了计算,结果表明震陷量Ⅶ度区在27.4~111mm之间,Ⅷ度区在114~671 mm之间,Ⅸ度区在463~1315mm之间.据震后实测的地面垂直形变资料显示,沿海地区地面沉陷量Ⅶ度区一般在25~100 mm之间,Ⅷ度区一般在100~500 mm之间,Ⅸ度区一般在500~1551 mm之间.结果表明,计算结果与实测结果大致吻合.     

基于OpenSees的地震动对软土震陷影响研究

软土具有高灵敏度、低强度等特性,在地震过程中极易产生震陷。基于OpenSees数值模拟方法对软土场地的震陷反应进行非线性动力有限元分析,通过改变地震动峰值加速度、频谱特性、输入方式来研究其对软土震陷的影响。结果表明,地震动峰值加速度对地基土的不均匀震陷有显著影响,地震动峰值加速度越大,震陷量显著增大,震陷影响深度更大,对水平地表造成的破坏范围也更大;地震动频谱特性对软土震陷有重要影响,当地震动卓越频率与场地自振频率相近时,其幅值越大,产生的震陷越严重;水平、竖向同时输入地震动的方式能更好地反映土体的振动及震陷响应。该研究成果对探索软土震陷的机理有一定的指导意义。     

软土震陷判别方法分析及工程应用

对地基震陷震害及其影响因素进行了简单总结,整理分析了软土震陷的有关规范;结合工程实际钻孔对比讨论了软土震陷不同规范方法的优劣,提出了基于"两台阶的缩小范围量化"的软土震陷判别方法并进行了验证及工程应用。     

软土残余应变势简化计算公式及参数分析

利用以往试验结果,提出一套修正的软土残余应变势简化计算公式。依据剪切波速与各震陷参数的关系曲线,对以往软土残余应变势计算参数不合理部分进行了修正,并用唐山大地震中塘沽地区实际震陷资料进行了检验,在此基础上研究了土性和动力参数对残余应变势变化影响规律。结果表明:依据修正参数得到的残余应变势值符合客观规律;地基承载力是残余变形最重要的控制指标,土的地基承载力较高时,即使埋深较浅且受到较强和较多次数的动应力,其残余变形也很小;土残余应变势与动应力幅值、动应力作用次数分别呈非线性递增关系和线性递增关系。本文结果可为深入认识软土残余应变势的发生发展规律提供基础,另一方面也为今后软土地区结构震陷计算分析提供了可靠工具。     

软土动力特性动三轴试验研究

许多学者对软土在动力作用下的变形特性进行了大量的研究,并提出了相应的经验公式,但其经验公式参数较多且试验复杂,不易被一般工程技术人员掌握运用。本文采用天津滨海地区软土为研究对象,进行钻探取样、波速测试、室内静力学和动三轴试验,获取该地区软土的静、动力学参数,并利用相对简单的模型对残余应变和软化指数随振次的变化规律采用最小二乘法进行拟合,取得很好的效果。成果表明,利用简单的模型对软土的动力特性进行区域性研究是可行的。该成果可为今后软土动力特性和软土震陷计算方法研究提供参考和基础性资料。     

泉州市规划区场地抗震性能与土地适宜性分区研究

在泉州市土地适宜性分区规划的编制过程中，建立了比较详细的钻孔资料数据库，给出了泉州规划区内不同土类的剪切波速按埋置深度进行修正的经验公式，并用这些经验公式计算了无实测波速资料的钻孔的等效剪切波速。文中按等效剪切波速和覆盖层厚度进行了场地类别的划分；采用震后残余应变和软化模量的思想和分层总和方法，综合考虑了软土厚度、埋深、地下水位对软土震陷量的影响，使软土震陷量计算结果更为合理。在充分考虑规划区内地形地貌、工程地质条件、场地类别、砂土液化、软土震陷、砂层及软弱土层的厚度分布、滑坡崩塌等对场地抗震性能影响的基础上，给出了更适合规划区的场地抗震性能评价标准，绘制了泉州场地抗震性能与土地适宜性分区图。     

软土震陷计算中若干问题的讨论

本文就软土震陷和砂土液化危害性分析中的三个问题进行了讨论,即具条形基础建筑物的有限元划分、土壤初始模量和静动应力不同的组合对计算震陷值的影响。文中指出,在震陷试验和计算中存在着测试误差和各种假定,但是,由于采用了修正系数,这些不合理性在一定程度上均得到了补偿。     

1995年永登地震黄土震陷变形特征及其形成机理

通过对1995年永登地震形成的黄土震陷场地现场考察及震区震陷形成的地震动和黄土厚度条件,用震区震陷试验曲线计算了震区试验震陷量。并通过震区震陷黄土和未震陷黄土微结构对比分析,探讨了黄土震陷形成的机理。结果表明,震区试验计算的震陷量略小于实际地震震陷量;黄土震陷产生的机理为地震力剪切作用下孔隙结构破坏,在重力和压力作用下振动质密所致。     

考虑地震动特性的饱和砂土震陷计算方法

为探究地震动特性对砂土震陷的影响,提出合理的震陷评价方法,本文利用开源有限元平台Open Sees对饱和砂土自由场地震陷进行数值模拟,研究了地震动维度和方向角对砂土震陷的影响,以震陷比为评价指标,分析了水平单向荷载简化二维荷载的合理性,并对震陷和震陷比与地震动强度参数进行相关性研究,提出了考虑地震动特性的饱和砂土震陷计算方法。结果表明:饱和砂土在地震动水平双向荷载作用下的孔压和震陷均大于单向加载结果,但小于两个单向荷载分别施加产生的结果之和,也小于任一单向加载下结果的2倍;地震动方向对震陷比影响显著,且不同地震动得到的最大震陷比对应的方向角存在差异,表明采用某一确定方向的一维荷载简化分析二维荷载的方法并不合理;震陷量与地震动强度参数Sa(0.6 s)和VSI相关性较好,以VSI为参数提出的预估公式可快速计算震陷量;砂土相对密度越大,计算结果越准确。     

永登5.8级地震中黄土震陷灾害的探讨

在1995年兰州永登发生的5.8级地震中,震区产生了严重的黄土震陷灾害。为了研究震区黄土震陷灾害的成因,对震区黄土进行了土工试验和土动力学试验,探讨了该区黄土的基本物理力学指标和土动力特性参数与黄土易损性的关系,分析了易损性与震区黄土震陷灾害的关系。经过多指标综合分析研究发现,震区黄土的易损性大,震陷性强。利用黄土震陷试验分析计算预测方法对震区黄土场地的震陷量进行预测研究,所得结果与实际地震的震陷量符合较好。     

软土场地地铁车站抗震计算的等代地震加速度法

将软土地层中地铁车站结构与周围土体地震时产生的水平加速度,以静态的水平加速度代替,使两者作用下结构内力最大值相等、出现部位相同,实现将动力问题转化为静力问题。结果表明,该方法能反映软土地层中两层三跨地铁车站的在地震时的动力响应,是适用于工程设计的简单、实用的数值方法。     

软土地区地铁车站结构的非线性地震反应分析

为了明确天津市软土地基对地铁车站的结构地震反应的影响规律,以天津市地铁3号线的昆明路站为工程背景,采用数值模拟分析的方法,研究了该地铁站的地震反应。通过建立二维平面有限元模型,分析了结构抗震薄弱环节及结构抗震性能的影响因素。研究结果表明:天津宁河波作用下结构中柱内力响应明显大于其他构件,且柱底连接处内力幅值最大,为结构抗震薄弱环节;周围土层的弹性模量及上覆土层厚度对结构抗震性能的影响更明显,而结构自身的等效弹性模量对结构抗震性能影响不明显。研究成果丰富了软土地区地铁车站抗震设计理论,对地铁车站的优化设计具有重要意义。     

模糊数学在西北地区场地震害预测中的应用

本文收集了西北地区大量的震害资料及实验室试验结果,利用信息分配,模糊综合评判及信息集中等原理建立了一套适用于西北地区的场地震害的预测方法。文中将场地分为三类:稳定区、基本稳定区和不稳定区。以地形地貌、土的液化、土的震馅、人工填土的厚度、软土(厚度大于0.3米)的埋深以及边坡稳定性等六个因素作为评价的指标。用这套方法对宝鸡、西安两市的一些场地震害进行了评价计算,其结果与宏观分析的结果一致。     

宁波深厚软土动力特性研究及其地震响应分析

利用Davidenkov模型对宁波深厚软土地区土动力试验数据进行拟合分析,确定相关拟合参数,结果表明该模型能较好地描述软土的动剪切模量和动阻尼比随动剪应变的变化规律。然后,基于等价线性化方法以及ANSYS软件的APDL语言进行简单的二次开发,编写Davidenkov模型计算程序,并利用经典的SHAKE软件进行验证,结果表明该程序计算结果很好,能解决目前商业软件中缺乏合适的土体非线性动力本构模型的不足。最后,利用开发的模型计算分析宁波深厚软土的地震响应规律,并与规范推荐的简化计算公式进行比较分析,结果表明规范推荐的公式得到的土体响应偏大,对于地下结构的抗震设计偏于保守。研究成果对确定深厚软土地区土体动力特性及其地震响应研究提供了合理的计算方法。     

渤海海域软土层土对地震动参数的影响研究

渤海海域软土层土对场地设计地震动参数取值具有显著影响。选取渤海中部钻孔剖面作为计算场地模型基础,分别构建软土和硬土场地模型,并通过改变软土层厚度,构造新的场地模型。采用等效线性化方法（EL法）和非线性计算方法（NL法）分别对场地模型进行地震反应分析,分析了海底软土层土对地震动参数的影响。研究结果表明:海底软土层土对地震动峰值加速度的影响显著,随着地震动输入增加,软土层放大效应减弱,减震作用逐渐增强;EL法中,软土层土对基岩反应谱的高频部分具有明显滤波作用,而NL法中,滤波作用较弱,海底面反应谱随地震动输入的增大先放大后减小;软土层土会降低设计地震动地震最大影响系数,增大特征周期。对于海域工程,特别是深基础工程抗震设计地震动参数的确定,从保守角度考虑,建立场地模型时建议删除软土层。     

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．      

基于静力子结构的多点输入拟静力位移求解

复杂场地的土层地震反应分析对结构的地震反应计算及抗震安全性评价有重要意义。采用直接有限元法对土层进行三维建模,可使系统的计算力学模型更加符合实际情况。但由此带来的计算量之大,使得传统的计算方法难以胜任。在此背景下,本文利用静力子结构方法推导了在多点输入模式下进行土层地震反应分析时拟静力位移的求解步骤,并通过均匀土层算例验证了行波输入下利用约束子结构模态综合法进行复杂场地地震反应分析的可行性。