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堆积体边坡动力响应特性复杂,影响因素众多。已有的大型动三轴试验结果表明,含水状态对堆积体的动剪切模量比与阻尼比有重要影响。针对含水状态这一因素,开展了2组不同含水率的1:12比尺的大型振动台堆积体边坡模型试验,对比分析了其在连续地震荷载序列作用下的加速度响应特性与坡顶位移发展趋势。试验结果表明：2组边坡模型均表现出第一阶自振频率随着加载序列递减、阻尼比随着加载序列增大的现象,但含水率为6.6%时,边坡第1阶自振频率与阻尼比均大于含水率为0.7%的堆积体边坡。堆积体边坡含水率为6.6%时的输入地震动峰值加速度（PGA）放大系数大于堆积体边坡含水率为0.7%时的工况。2组模型坡顶水平响应加速度的傅里叶频谱特征相似,均表现出输入地震波的特征频率越接近模型第1阶自振频率,坡顶水平加速度放大效应越明显,而且从低频侧接近第1阶自振频率的响应比从高频侧接近的要显著。含水率为6.6%的堆积体边坡在多级地震荷载作用下的坡顶永久位移均大于含水率为0.7%的边坡,堆积体边坡含水率为6.6%,坡顶永久位移对输入地震波的频谱特性更敏感。研究结论有助于增强不同含水状态对堆积体边坡动力响应规律影响的认识。 相似文献
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Stefania Sica Angelo Dello Russo Federica Rotili Armando Lucio Simonelli 《Natural Hazards》2014,71(3):1913-1935
Subsurface cavities or stiff inclusions represent mechanical discontinuities for seismic waves propagating in soils. They modify the propagation pattern of seismic waves and alter soil response in correspondence to the ground level or building foundations. In the literature, different analytical and numerical solutions have been proposed to account for the effect of underground cavities or inclusions on the motion generated by P, S or R waves. In these former studies, the subsoil was assimilated to a homogeneous, isotropic and linear elastic halfspace containing one or more cavities. In the present study, the effect of subsurface cavities on ground motion amplification has been analysed accounting for soil stiffness degradation and associated damping increase with increasing levels of shear strains, a fundamental aspect of soil behaviour under earthquakes. The analysed model was inspired to a real case represented by the village of Castelnuovo (Italy), which during the 2009 Abruzzo earthquake suffered huge damage. The main shock (6 April 2009) caused the collapse of 50 % of the whole built environment. The historical centre of Castelnuovo rises on a hill. In its subsoil, there are many cavities with roofs 2–3 m below the ground level. The longitudinal NW–SE section of the hill has been investigated by 2D nonlinear site response analyses. A preliminary site response analysis was performed without modelling cavities, to identify ground motion amplification due to mere stratigraphic and topographic factors. The numerical model was later refined inserting: (1) a single cavity below the hilltop, (2) multiple cavities placed below the ground surface of the hill and (3) multiple cavities filled with concrete (inclusions). The performed study highlights the important role exerted by underground cavities on the ground motion computed at the hill surface. This effect should be properly considered for both microzonation studies and the correct determination of the seismic actions on specific buildings. 相似文献
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凸起地形对铁路环境振动的影响分析 总被引：1，自引：0，他引：1
建立了列车作用下路基-凸起地形的二维有限元计算模型,研究了凸起地形宽度、形状、高宽比以及地基土性质对铁路环境振动的影响规律。结果表明,凸起地形减弱了铁路环境振动的地面加速度,明显放大了水平振动位移,对竖向振动位移的影响不明显;随凸起地形宽度、高宽比的增大,水平振动位移的放大效应更为显著;高宽比越大,竖向、水平两个方向地面加速度减小越明显;半圆形、梯形凸起地形对铁路环境振动的影响较为一致,但三角形凸起地形的水平地面加速度在凸起地形顶部出现明显的局部放大,水平振动位移的放大效应较半圆形、梯形地形要明显;地基愈软弱,凸起地形的影响效应越显著。 相似文献
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鲁北济阳坳陷沾化凹陷东部潜山的发育及油气成藏控制因素 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对沾化凹陷东部主要断裂发育演化的特征和主要地震测线的平衡剖面、伸展率分析,对该地区潜山发育过程及其与盆地演化的关系进行了研究,并就潜山油气成藏的控制因素进行了分析.结果表明,沾化凹陷东部潜山发育可以划分为早-中三叠世、晚三叠世、早-中侏罗世的潜山发育前期,晚侏罗世-白垩纪的潜山发育期,古近纪的潜山改造、定型期和新近纪-第四纪的潜山成藏期,断裂活动是本区潜山形成演化的主控因素.沾化凹陷东部潜山油气成藏主要受控于该区中、新生代盆地的叠合关系,中生代凸起和古近纪凹陷的叠合部位是最有利的潜山油气成藏区,中生代凸起和古近纪凸起的叠合部位不利于潜山成藏,往往形成潜山披覆背斜油气藏. 相似文献
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通过对沾化凹陷东部主要断裂发育演化的特征和主要地震测线的平衡剖面、伸展率分析,对该地区潜山发育过程及其与盆地演化的关系进行了研究,并就潜山油气成藏的控制因素进行了分析。结果表明,沾化凹陷东部潜山发育可以划分为早—中三叠世、晚三叠世、早—中侏罗世的潜山发育前期,晚侏罗世—白垩纪的潜山发育期,古近纪的潜山改造、定型期和新近纪—第四纪的潜山成藏期,断裂活动是本区潜山形成演化的主控因素。沾化凹陷东部潜山油气成藏主要受控于该区中、新生代盆地的叠合关系,中生代凸起和古近纪凹陷的叠合部位是最有利的潜山油气成藏区,中生代凸起和古近纪凸起的叠合部位不利于潜山成藏,往往形成潜山披覆背斜油气藏。 相似文献
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To reveal the dynamic behavior of a railway embankment slope subjected to seismic excitation, a shaking table model test was performed on a 1:8 scale embankment slope. Different types of seismic wave of differing amplitudes were applied to study the dynamic behavior of the embankment slope, and white noise excitations were interspersed among the seismic waves to observe the changes of dynamic characteristics of the embankment slope. Residual deformation behaviors of the embankment slope were also investigated. The results of the tests show that the natural frequency of the embankment slope exhibits a decreasing trend and that the damping ratio exhibits an increasing trend. The embankment slope exhibits a significant amplification effect on the input acceleration, and the acceleration response differs greatly when subjected to different seismic excitations of differing spectrum characteristics. The filler of the embankment slope affects the changes of the spectrum characteristics of the seismic wave. The filler performs a filtering effect on high-frequency seismic waves and amplifies the energy of low-frequency seismic waves, especially when the frequency is close to the natural frequency of the embankment slope. A bidirectional excitation creates a greater acceleration response than a unidirectional excitation does. The seismic residual deformation of the embankment slope occurs under the seismic subsidence mode. 相似文献
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为研究地震作用下饱和砂土液化判别及地震放大效应的影响因素,采用边界面塑性模型框架内开发的砂土本构模型,基于开源有限元平台OpenSees建立了一维剪切梁土柱模型。以循环应力比CSR和循环抗力比CRR为控制指标,对比了不同液化判别方法的差异,分析了地震荷载类型和砂土相对密度对液化判别和放大效应的影响。研究表明：与数值模拟结果相比,Seed简化法计算的CSR更大,判断饱和砂土场地发生液化的可能性更高;冲击型地震波较振动型地震波更容易使饱和砂土场地发生液化,砂土相对密度越小场地越容易发生液化;放大系数随埋深的减小而增大,振动型地震波引起的放大效应整体大于冲击型,埋深较大时放大系数随砂土相对密度的增大而减小。 相似文献
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基于连续介质模型并考虑桩-土运动相互作用,将单桩视为一维线弹性梁,研究了竖向入射S波作用下的单桩水平地震响应问题。将竖向入射S波模拟为基岩水平位移,基于平面应变模型建立的土体控制方程,推导出地震作用下土体水平动力阻抗函数表达式。将土体阻抗代入单桩控制方程并联立桩-土接触条件及桩顶和桩底的边界条件,得出了竖向入射S波作用下单桩的地震响应解析解。通过将所得解与已有文献理论解和有限元结果进行对比,验证了该方法的合理性。基于所得理论解进行参数分析得出：桩-土模量比的增加可以明显降低桩-土运动相互作用因子的最小值,而较大桩身长径比以及土体滞回阻尼对桩-土运动相互作用因子的影响较小;对于桩顶水平地震放大因子来说,桩-土模量比的增加仅在高共振频率处抑制其幅值,较大桩身长径比对其影响较小,而滞回阻尼比的增加会显著抑制共振频率处的幅值;桩身地震响应仅在较小桩径比时受桩-土模量比的影响明显,并随桩-土模量比的增加而降低。 相似文献
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冀中坳陷束鹿凹陷发育于太古宙变质岩结晶基底上,其经历了中晚元古代裂陷槽阶段、古生代克拉通盆地阶段、中生代构造转换调整阶段和新生代断陷型盆地等4个阶段,为一典型地台-断陷-坳陷多层结构的复合盆地。盆地历经多次构造运动改造,潜山较发育,类型多样。在总结前人对潜山研究的基础上,结合束鹿凹陷三维连片地震资料,对该地区潜山类型进行系统划分,并对典型潜山的构造特征及生储盖匹配关系进行了描述。研究区潜山根据成因可划分为剥蚀型潜山和拉张型潜山两大类,根据形态可划分为剥蚀残丘型潜山、不整合潜山、断阶型潜山、断槽冲蚀沟型潜山、断垒型潜山和断块型潜山等类型。束鹿凹陷潜山的发育具有分带性,按潜山的构造位置,分为凸起潜山带、缓坡潜山带、洼槽潜山带和陡坡潜山带,不同构造带发育不同类型的潜山。研究结果表明束鹿凹陷中新元古界、古生界潜山数量众多,规模较大,是束鹿凹陷实现油气突破的一种重要油气藏类型。 相似文献
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川西北地区深切峡谷发育,地震扰动频繁。峡谷内高陡岩质斜坡在强震扰动下,通常会发生震裂松弛,进而导致失稳,因此研究其强震响应意义重大。2019年四川长宁Ms6.0级地震触发了布置在石棉县城南桠河两岸的3台强震监测仪器,通过对捕捉到的强震数据进行连续小波变换之后,获取了其时频信息。分析结果表明:（1）S波在频域上分为两种成分,其主频值分别为3.5 Hz和1.1 Hz附近;（2）山脊处的地震动放大效应主要体现为S波相对高频成分上能量的增加而低频部分则无显著变化;（3）覆盖层场地自振频率与S波低频成分主频相近,二者产生共振,导致S波低频放大与高频衰减效应;（4）地震动响应具有极强的方向性,水平向地震动放大效应比垂直向更为显著。 相似文献
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Propagation of seismic waves through soil layers would drastically change the frequency content and amplitude-based features of ground motions at the surface. These alterations are known as seismic site effects. Computation of site effects of high-populated areas such as large cities is of great importance (e.g., it is used in development of seismic microzonation of a region). Shiraz is one of the most populous cities of Iran and is located in a high seismic hazardous region. A representative clay site in this city is selected to assess local site effects. The time series and random vibration theory procedure in the frequency domain are implemented to analyze the aforementioned site. Furthermore, the nonlinear dynamic soil behavior is simulated by the equivalent linear method and the nonlinear method via DEEPSOIL program. Three types of soil column uncertainties such as shear wave velocity, modulus reduction, and damping ratio of soil layers as well as depth of underlying rock half-space (D bed) are considered herein. The mean amplification and standard deviation of natural logarithm of amplification factors are computed for a variety of analysis types. The results of the current study show that the computed mean and standard deviation of amplification factor in ln units by considering only V S uncertainty are in good agreement with the corresponding ones by considering V S and modulus reduction and damping ratio variabilities simultaneously for the studied site. Furthermore, it seems that the effect of bedrock depth in definition of spectral shapes of the Iranian seismic building code should be taken into account. 相似文献
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地裂缝场地地铁隧道地震动力响应的振动台试验研究 总被引：1，自引：1，他引：0
以西安轨道交通3号线地铁隧道近距离通过地裂缝场地为工程背景,采用几何比1:30的大型振动台模型试验,研究不同地震波作用下通过地裂缝带上盘场地地铁隧道的地震动力响应。试验结果表明:地裂缝场地上盘加速度响应表现出明显的放大效应;浅埋地铁隧道对地震波在土层中的传播具有一定阻碍作用,而隧道两侧拱腰位置围岩土层加速度放大效应最强;隧道特征部位PGA放大系数拱腰最大,拱底次之,拱顶最小,其中靠近地裂缝侧拱腰的PGA放大系数大于远离一侧;地裂缝附近动土压力增量明显增加,而靠近隧道附近,动土压力增量明显降低;地震作用下隧道通过地裂缝场地上下盘出现差异沉降,地表出现多条与地裂缝近似平行和正交的裂缝;隧道环向受剪切作用在靠近地裂缝一侧的拱肩部位环向应变最大,而隧道轴向受挤压作用在左右拱腰处应变出现最大值。研究结果可为地裂缝场地地铁隧道结构抗震设计与防灾减灾提供重要科学参考与借鉴。 相似文献
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基于近场波动有限元方法并结合黏弹性人工边界条件,针对3D断层场地,通过求解等效二维场地地震响应,从而获得3D场地地震动输入的自由场响应,并将自由场响应转化为3D模型边界面上的等效节点力,从而建立含断层3D场地P波入射的倾斜输入方法。自由场算例验证所提方法具有较好精度,进而基于建立的输入方法,开展了跨断层隧道地震响应的数值模拟研究。数值模拟结果表明:在P波作用下,隧道跨断层部位处于拉、压、剪切的复杂受力状态,且断层处的隧道衬砌地震响应明显大于其他部位的地震响应;围岩的力学性质与断层的力学性质相差越大,断层处衬砌的地震响应放大越明显;断层处衬砌地震响应随断层深度的增加而增加。另外,跨断层隧道的地震响应受P波入射角度的影响较大,随P波入射角度的增加,断层处隧道衬砌的轴力、弯矩先增加后减小,而剪力具有逐渐减小的规律。 相似文献
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地形地貌对地震波放大效应数值模拟研究 总被引：2，自引：0，他引：2
采用FLAC3D 软件进行大量数值模拟,研究了地形地貌对地震波放大效应规律。结果表明:对于单面坡模型,斜坡较低时,坡体对天然地震波和简谐波的峰值加速度在竖直向和顺坡面向产生线性放大效应。斜坡较高时,若坡角低,两种波形的加速度等值线近似平行于坡面,天然地震波坡顶正下方极值性不明显,但随坡角增大而明显,坡面正下方可见若干条与坡面相平行具节律性的极小值条带,随坡角增大向一条极值带转化,简谐波在高低坡脚时坡顶面正下方区域内都出现等间距相间分布具节律性的极值条带,坡面正下方的极值带状性不如天然地震波明显,随坡角增大而消失; 若坡角高,两波形加速度放大系数顺坡面呈相间的极值圈分布。双面坡坡顶宽度越小,山脊越单薄,加速度放大效应越强烈,随坡顶宽度增大,坡肩加速度放大系数趋于稳定,双面坡对加速度放大效应强于单面坡。对加速度放大效应,多峰形双峰形单峰形,坡顶越不规则,加速度放大效应越强烈。V形河谷坡面上半部分加速度放大效应要强于U形河谷,U形河谷的谷底中部对地震波动力响应要强于V形谷。坡面局部不规则性只影响到坡面局部范围内的峰值加速度分布,坡高、坡角、坡顶几何特征为整个峰值加速度分布的控制因素。 相似文献
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目前,针对渤海南部潜山地层结构、构造演化的研究较少.应用三维地震资料、钻井资料,系统分析了该区潜山断裂类型、地层构造类型、成因演化和动力学背景.研究表明,近南北向郯庐走滑断裂和近东西向反转断裂共同控制了研究区潜山地层分布,进而造成了研究区潜山地层的结构、构造差异.近南北向郯庐走滑断裂为调节东西两侧挤压强度差异的同印支造山期断层.郯庐走滑断裂西支以西挤压变形强度相对较弱,普遍发育古生界薄底或秃底构造,以"中生界+古生界+前寒武系"三层结构为主;以东挤压变形作用则相对较强,表现为强烈隆升,古生界剥蚀殆尽,为"中生界+前寒武系"双层结构,花状走滑构造发育.近东西向反转断层为印支期逆冲断层,燕山期伸展反转,现今断裂上升盘残存古生界,下降盘古生界剥蚀殆尽.横向挤压收缩差异是导致研究区潜山地层结构、构造差异的主要原因. 相似文献
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潜山走滑转换带在渤海海域发育较为广泛,但其发育特征及控储作用研究薄弱。利用钻井、测井、三维地震等各类资料,对辽东湾北部地区构造转换带发育特征、成因机制及其对潜山规模型储层控制作用进行分析。研究认为,燕山末期左旋走滑背景下,辽东湾北部潜山发育多种类型转换带;根据走滑断层的相互作用以及转换带的形态,可以将辽东湾北部潜山转换带分为单支弯曲型和双支叠覆型两种类型;根据局部应力状态可以进一步细分为单支反“S”型、单支“S”型、双支左旋右阶以及双支左旋左阶转换带4个亚类,其中单支反“S”型和双支左旋右阶型转换带属增压型转换带,单支“S”型和双支左旋左阶型转换带属释压型走滑转换带。增压型走滑转换带提供的压扭性动力破碎作用使得潜山发育大规模裂缝型储集层,是潜山规模型储层发育的关键。 相似文献
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潜山走滑转换带在渤海海域发育较为广泛,但其发育特征及控储作用研究薄弱。利用钻井、测井、三维地震等各类资料,对辽东湾北部地区构造转换带发育特征、成因机制及其对潜山规模型储层控制作用进行分析。研究认为,燕山末期左旋走滑背景下,辽东湾北部潜山发育多种类型转换带;根据走滑断层的相互作用以及转换带的形态,可以将辽东湾北部潜山转换带分为单支弯曲型和双支叠覆型两种类型;根据局部应力状态可以进一步细分为单支反“S”型、单支“S”型、双支左旋右阶以及双支左旋左阶转换带4个亚类,其中单支反“S”型和双支左旋右阶型转换带属增压型转换带,单支“S”型和双支左旋左阶型转换带属释压型走滑转换带。增压型走滑转换带提供的压扭性动力破碎作用使得潜山发育大规模裂缝型储集层,是潜山规模型储层发育的关键。 相似文献