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岩土工程中存在许多不确定性,建筑物抗震规范设计中的标准设计谱实际代表着一种平均结果,并没有考虑到场地土体非线性参数的变异性。文中采用数值模拟的方法研究了土非线性参数变异性对标准设计谱的影响。给出了考虑土非线性参数变异性的概率设计谱。结果表明,土非线性参数变异性对标准设计谱的影响显著;粘性土和无粘性土的动剪切模量比对标准设计谱的影响决定于土非线性参数的概率水准,同时也取决于概率设计谱的频段;烈度7度、8度和9度下土体动剪切模量比变异性使标准设计谱平台最大变化50%、80%和100%,阻尼比变异性使标准设计谱平台最大变化40%、45%和60%。 相似文献
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收集天津地区十多年来的83份地震安全性评价报告,统计202个钻孔的1 650组动三轴数据,分别给出不同种类土在不同区间深度下的统计代表值及其标准差。以某典型Ⅲ类场地为例,用等效线性化方法进行多种地震动强度及相位输入下的水平成层场地地震反应分析计算,详细研究该地区覆盖土层动剪模量比和阻尼比变异性对地表峰值加速度及其反应谱的影响。结果表明:场地地表峰值加速度和反应谱随土动剪切模量比增大或减小而增大或减小,随土动阻尼比增大或减小而减小或增大;在大震输入条件下,地表峰值加速度和地表反应谱的中、高频段随土动剪切模量比减小而减小的变化尤为明显,动阻尼比变化也有一定影响,但不如土动剪切模量比减小变化时影响明显;在中震、小震地震动输入条件下,场地土的动剪模量比和阻尼比变异性对地表峰值加速度和反应谱影响并不显著。 相似文献
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以天津滨海某软弱场地为例,在不同强度不同相位的地震动时程输入下,用等效线性化技术考虑土的动力非线性特性,计算水平成层场地的地震反应,研究天津地区厚层淤泥质粉质黏土的动剪模量比和阻尼比与剪应变幅值的关系曲线的变异性对深软场地地表峰值加速度及其反应谱的影响。结果表明:(1)在阻尼比较均值加减一倍标准差对地表地震动参数变化影响不大;(2)在动剪模量比均值增加或减1倍标准差,对2%超越概率水平下地表峰值加速度影响显著,对应地表峰值加速度可能增加或减小20%~30%,其地表反应谱谱型也有变高变瘦或变矮变胖的趋势;(3)在动剪切模量均值减1倍标准差时,对10%超越概率水平下的地表峰值加速度的影响比较显著,减小幅度在15%左右,反应谱也存在变矮变胖的趋势;在动剪切模量均值加1倍标准差时,对10%超越概率水平下的地表地震动参数影响不明显;(4)在动剪切模量或阻尼比均值加减1倍标准差时,对63%的地表地震动参数影响均不明显。 相似文献
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基于动三轴试验提出的砂土阻尼比确定方法有多种,但其对场地地震动参数影响的研究鲜有报道。为此,以福建标准砂(粒径0.10～0.25 mm)的试验结果为基础,采用规范方法、KUMAR方法、DAS方法、DOYGUN方法和互相关函数方法5种典型阻尼比确定方法给出相应的动剪切模量比和阻尼比;设计单层土场地和多层土场地2种典型工况,采用一维场地地震反应分析波动程序,计算给出场地地表加速度峰值和反应谱,定量评价相应的阻尼比确定方法对场地地表地震动参数的影响规律。结果表明：5种阻尼比确定方法得到的阻尼比对地表加速度峰值的影响程度随输入地震动加速度峰值的增大而不断增大,同时对多层土场地的影响明显高于单层土场地;采用5种方法确定的阻尼比计算的反应谱差异性在单层土场地时相对较小,而在多层土场地时有明显的差别;与规范方法相比,4种阻尼比确定方法计算反应谱的最大相对误差可达-35%。因此,有必要采用离心振动台试验结果进一步检验基于动三轴试验的砂土阻尼比确定方法的合理性,为场地地震反应分析提供可靠的阻尼比参数。 相似文献
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以乌鲁木齐市轨道交通4号线天然司车站和七道湾车站场地为例,在不同频谱特性的人工地震动输入下,用等效线性化技术考虑土动力非线性特性,计算地表水平向场地地震反应,从计算基底深度的变化出发,研究低速层对地表水平向加速度峰值和加速度反应谱特征周期的影响。结果表明:(1)低速层对地表加速度中低频成分的影响较大,出现波谷和波峰;(2)低速层起到减小地表加速度峰值的作用。随输入强度的增大,地表加速度峰值下降幅度变大;(3)低速层对加速度反应谱特征周期的取值有很大影响,即对特征周期值有放大作用。随输入强度的增大,特征周期值放大的幅度变大。 相似文献
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为了评价4种等效线性场地响应软件的适用性,选取深厚场地作为研究对象,将基岩地震波作为地震输入,根据土层剪切波波速和容重确定初始剪切模量并设置对应的模量衰减和阻尼比曲线,分别用SHAKE 2000、 DEEPSOIL、EERA和Strata 4种等效线性场地响应程序计算得到地表的加速度时程及相应的加速度反应谱和傅里叶幅值谱\,场地的最大剪应变和峰值加速度随深度的变化曲线。计算结果表明,由4种场地响应软件得到的地表加速度时程对应的加速度反应谱和傅里叶幅值谱一致,由于土层划分方式不同,Strata软件得到的峰值加速度和最大剪应变深度曲线不同。总结4种软件的不同,DEEPSOIL可以较全面考虑土的动力特性,Strata提供随机振动理论进行场地响应分析并可以考虑土层参数的变异性。 相似文献
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《世界地震工程》2017,(1)
为了进一步了解土体性质(Q3和Q4黄土)和土层厚度对黄土场地地震动效应的定量影响规律,利用等效线性化波动分析方法,在总结了兰州地区不同年代黄土波速值随土层变化的基础上,结合具体的黄土动力学参数及现场波速测试成果,开展黄土场地在不同性质黄土覆盖条件下地表峰值加速度PGA和黄土场地特征周期Ts等指标变化特征的场地地震反应计算。本文在考虑50年超越概率分别为63%,10%,2%的兰州人造地震波荷载作用下,探讨了不同性质黄土覆盖层的影响,并进一步建立了不同条件下黄土场地地震动反应谱特征周期计算公式。研究结果表明:黄土的性质和厚度对地表放大系数影响较大,随着土层厚度的增加,地表峰值加速度放大系数具有非线性的特点,整体上随土层厚度的增大而增大。在两种性质黄土覆盖条件下,反应谱特征周期变化规律相同,呈对数变化特点。随着土层厚度增大,反应谱特征周期不断增大,增长速率逐渐减小。 相似文献
11.
This paper investigates the effects of random variations of soil properties on site amplification of seismic waves. First, based on attenuation laws and the filtered Tajimi–Kanai spectrum, seismic motion at the base rock of a soil site is stochastically generated according to an assumed earthquake with a given magnitude and epicentral distance. Motions on the surface of this layered random soil site are calculated by nonlinear wave propagation methods, and by assuming the incoming seismic wave consisting of SH wave or combined P and SV waves. Soil properties, including shear modulus, damping ratio and mass density, as well as ground water level are considered as random in the numerical calculation. The Rosenblueth method is used to solve the random dynamic responses of the soil site. Parametric calculations are performed to investigate the effects of various parameters on site amplification of seismic waves. The mean and maximum ground motions on surface of the site are estimated. Numerical results indicate that the estimated surface motions differ substantially if the random variations of soil properties and soil saturation level are taken into consideration in the analysis. 相似文献
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渤海海域粉质粘土动力学参数的统计分析 总被引：5，自引：4，他引：1
本文整理了26个渤海海域场地土动力学测试报告,并按埋深分段统计了0至115m深度范围内粉质粘土的动力学参数,即动剪切模量比和阻尼比。然后,将本文统计值与袁晓铭推荐值和施春花统计过的北京地区粉质粘土的动力学参数值进行了比较,发现海域场地土与陆地场地土的动力学参数值存在较大差异。之后,选择渤海海域的两个场地,建立了相应的土动力学模型,分别选取实测值、本文统计值、施春花统计值进行场地地震反应分析,发现本文统计值与实测值的结果符合的较好。在渤海海域场地地震反应分析工作中,某些粉质粘土层难以获得动力学参数时,可以参考本文的统计值。 相似文献
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Deamplification of strong motion and the increase of the effective period of soil deposits are typical nonlinear effects; we seek them in SMART1-array data by applying the horizontal-to-vertical spectral ratio (HVSR) technique. The recordings, from four soil and one rock stations, represent 23 earthquakes (ML 4.9–7.0); PGA varies between 20–260 cm/s2. For each station, mean HVSR curves are calculated for two PGA ranges: <75 cm/s2 and >100 cm/s2 (weak and strong motion). At the soil stations, the “weak” (linear) and “strong” (nonlinear) responses are significantly different. Below 1–1.8 Hz, the nonlinear response exceeds the linear one. Above 2 Hz, the nonlinear response drops below the linear one and above 4–6 Hz below unity (deamplification). From 10 to 16 Hz, the two responses converge. One soil site shows significant negative correlation between resonance frequency and ground acceleration. Such behaviour agrees with other empirical studies and theoretical predictions. Our results imply that the HVSR technique is sensitive to ground-motion intensity and can be used to detect and study nonlinear site response. 相似文献
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成都平原粘性土动力学参数统计分析 总被引：4，自引：3，他引：1
成都平原地震构造环境主要受近场中强地震和外围大地震的影响。成都平原内的第四系分布广泛,主要为河流相的砂卵石层夹粘土、粉土层。这种地层在土层地震反应计算时往往会产生一个峰值,具有显著的放大作用。本文共收集了107组土动力学参数的实验资料,统计分析了粉质粘土和粘土两种粘性土的实测土动力学参数,给出了它们在不同深度的动剪切模量比和阻尼比的统计值。然后,选取1个典型钻孔,建立了土层地震反应分析模型,分别运用本文"统计值"、"十五结果"、"规范值"、"推荐值"进行地震土层反应计算,从反应谱形状、地表峰值加速度和反应谱特征周期等方面,验证了本文"统计值"的适用性和针对性,结果表明在盆地内使用"规范值"和"推荐值"时应谨慎,不然可能会对工程的抗震设防产生不利的影响。本文的"统计值"比"规范值"和"推荐值"更适用于成都平原地区,对各类工程建设的场地地震安全性评价具有一定的借鉴和参考价值。 相似文献
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In order to determine the effect of geometry on the ground response of 2-dimensional (2-D) basins filled with soils that can develop nonlinear response, we use three basin models with width/depth ratios 3, 6 and 10. The three basins are subjected to a suite of rock site records with various magnitudes and source distances. We compute response spectral amplification ratios at four locations on the surface of the 2-D basins, and determine the average variation of the amplification ratios with respect to excitation spectra, for peak ground acceleration (PGA) and 3 spectral periods of 0.2, 0.5, 1 s. Similarly, we compute the average response spectral amplification ratios for two 1-dimensional (1-D) nonlinear models, one having the soil profile at the basin centre and the other having a soil profile at half the depth of the basin. From the relationship between the average amplification ratios and excitation spectra, we determine the cross-over point in terms of excitation spectral values that separate the amplification range from the deamplification range. Our results show that the cross-over point varies significantly from one location to another on the ground surface and from one basin to another, in a range of 0.3–1.1g for PGA. The effects of basin geometry are very strong at weak and moderate excitation, but decrease with increasing excitation spectra in a significant portion around the basin centre. Our results provide some justification for using 1-D models for 2-D basins with a width/depth ratio ?6 if the soil site is subjected to strong ground shaking. 相似文献
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采用汶川地震强余震26个强震动台站记录,基于H/V谱比法,计算台站场地的强、弱震作用下场地卓越频率之比R_(fp)和体现强、弱震作用下场地H/V谱比曲线差异程度的DNL,进而识别并分析场地非线性反应特征。结果显示,R_(fp)、DNL与PGA之间存在显著相关性;其中10个台站出现明显的场地非线性反应特征;大部分台站发生场地非线性反应的PGA阈值为100 cm/s~2,部分为50 cm/s~2;实例证明,因某些台站不易通过H/V谱比法识别场地卓越频率,因此采用R_(fp)识别场地非线性反应具有一定局限性。 相似文献
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基于水平循环荷载作用下不同负温冻土环境中单桩动力特性模型试验结果,在已有分析桩-土-结构相互作用的动力BNWF模型的基础上,提出改进的冻土-桩基动力相互作用非线性反应分析模型。在该模型中,利用改进的双向无拉力多段屈服弹簧考虑桩侧冻土的水平非线性力学特性,同时兼顾桩侧与冻土间的竖向非线性摩擦效应、桩尖土的挤压与分离作用以及远场土体阻尼对桩基动力特性的影响。其中桩侧水平多段屈服弹簧参数根据冻土非线性p-y关系获得,该关系曲线以三次函数曲线段及常值函数段共同模拟,并由室内冻土压缩试验结果确定。最后基于改进的动力BNWF模型,提取动位移荷载作用下该桩顶力-位移滞回曲线及桩身不同埋深处的弯矩动响应数值分析结果,并与相应的模型试验结果对比,二者具有较好的拟合度,表明本文所提出的改进模型在分析冻土-桩动力相互作用时有较好的适用性。 相似文献
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基于内马铁路一期工程地质资料，利用ABAQUS有限元软件建立某局部不规则二维场地有限元计算模型，利用Python语言进行二次开发，编制二维等效线性化计算程序。开展50年超越概率63%、10%和2%水准下的土层地震反应分析计算，对不规则地形不同位置处的地震动峰值加速度和频谱特性进行对比分析。研究结果表明，不规则地形对地震动特性的影响显著。本文研究结果对内马铁路一期工程地震动参数确定具有指导意义，同时可为跨越不规则地形工程结构抗震设计提供参考。 相似文献
19.
We present a full waveform inversion algorithm of downhole array seismogram recordings that can be used to estimate the inelastic
soil behavior in situ during earthquake ground motion. For this purpose, we first develop a new hysteretic scheme that improves
upon existing nonlinear site response models by allowing adjustment of the width and length of the hysteresis loop for a relatively
small number of soil parameters. The constitutive law is formulated to approximate the response of saturated cohesive materials,
and does not account for volumetric changes due to shear leading to pore pressure development and potential liquefaction.
We implement the soil model in the forward operator of the inversion, and evaluate the constitutive parameters that maximize
the cross-correlation between site response predictions and observations on ground surface. The objective function is defined
in the wavelet domain, which allows equal weight to be assigned across all frequency bands of the non-stationary signal. We
evaluate the convergence rate and robustness of the proposed scheme for noise-free and noise-contaminated data, and illustrate
good performance of the inversion for signal-to-noise ratios as low as 3. We finally employ the proposed scheme to downhole
array data, and show that results compare very well with published data on generic soil conditions and previous geotechnical
investigation studies at the array site. By assuming a realistic hysteretic model and estimating the constitutive soil parameters,
the proposed inversion accounts for the instantaneous adjustment of soil response to the level and strain and load path during
transient loading, and allows results to be used in predictions of nonlinear site effects during future events. 相似文献