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成层场地基本周期简化计算方法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
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。 相似文献
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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。 相似文献
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场地基本周期是表征场地动力特性最基本的指标,也是评价场地条件的重要依据。本文介绍了计算场地基本周期的四种方法——子层周期求和法（规范法）、子层周期贡献系数法、简化Rayleigh法以及逐层单自由度法。收集并筛选了国内605组钻孔深度达到工程基岩的剪切波速剖面资料,其中:Ⅰ类场地10个;Ⅱ类场地300个;Ⅲ类场地249个;Ⅳ类场地46个。以传递函数法结果为标准,对上述四种方法的计算结果进行对比检验,就不同方法的偏差进行了深入分析,给出了其统计结果,并剖析了各方法应用于实际工程场地的适宜性。主要结论:（1）我国规范所采用的子层周期求和法虽然在工程中方便使用,但计算结果普遍存在显著偏差,其偏差的平均值大于20%,最大偏差甚至接近50%。（2）简化Rayleigh法和逐层单自由度法相较于规范法计算精度均有大幅提高,二者偏差在5%以内的工况数占比分别达到80%和70%以上。（3）子层周期贡献系数法采用了加权累加的计算方式,继承了规范法便于操作的优点,并且计算精度为本文所选四种方法中最高,其最大偏差不超过10%,偏差在5%以内的工况数占比达到85%,建议在实际工程中推广应用。 相似文献
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基于谐波入射下的波动理论频域精确解,导出线性时域精确解,并在Matlab环境中编制相应的计算程序;选取8个简化的中硬场地剖面,用LSSRLI-1、精确解和SHAKE2000三种方法计算各场地在不同输入条件下的地震反应。结果表明:程序计算所得地表反应谱和土体剪应变分布与SHAKE2000结果一致;LSSRLI-1方法得到的地表反应谱与前二者结果一致;LSSRLI-1方法在某些情况下得到的土体剪应变分布与另外二者结果存在较大偏差,该偏差对地表反应谱有着不可忽略甚至非常显著的影响。 相似文献
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我国现行抗震设计规范中推荐采用走时等效原则来计算土层场地的等效剪切波速,并以此作为场地类别划分的主要依据之一,但是该简化算法无法反映土层结构和软弱夹层对场地动力效应的影响。本文以等效过程不改变场地卓越周期为原则,提出场地整体动力效应等效剪切波速的概念及计算流程。从成层介质中波动传播的基本理论出发,通过传递函数给出场地频响曲线进而确定其卓越周期,在此基础上得到等效剪切波速标准值。给出了120个构造场地和394个实际场地上按规范法计算所得等效剪切波速偏差分布,结果表明在含有极端软夹层的场地上使用规范推荐方法会使计算结果显著偏大,最大偏差可达60%,而在正常的渐硬型场地上结果极有可能偏小,最大偏差可达-40%,平均偏差-20%,且随土层间阻抗比的增大偏差有增大的趋势。这说明规范方法具有一定程度的局限性,研发能够考虑场地土层结构的等效剪切波速简化计算方法是十分有必要的。 相似文献
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