場(chǎng)地地震反應(yīng)的非線(xiàn)性效應(yīng)分析及計(jì)算方法改進(jìn).pdf

1、場(chǎng)地條件在地震震害中起著不可忽視的作用。場(chǎng)地的非線(xiàn)性效應(yīng)首先由巖土工程學(xué)家在室內(nèi)試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，繼而由地震學(xué)家根據(jù)對(duì)強(qiáng)震動(dòng)觀測(cè)記錄的分析而得到驗(yàn)證。一般來(lái)講，當(dāng)?shù)卣饎?dòng)輸入超過(guò)一定閾值(100gal-200gal)時(shí)，場(chǎng)地出現(xiàn)明顯的非線(xiàn)性效應(yīng)，但是對(duì)于不同場(chǎng)地，其產(chǎn)生非線(xiàn)性效應(yīng)的地震動(dòng)輸入閾值也不盡相同。
　　 本文根據(jù)場(chǎng)地等效剪切波速隨地震動(dòng)輸入水平的變化規(guī)律給出每個(gè)場(chǎng)地類(lèi)型產(chǎn)生明顯非線(xiàn)性效應(yīng)的地震動(dòng)閾值。等效線(xiàn)性化方法被廣泛的

2、應(yīng)用于地震小區(qū)劃和工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)中，但在工程中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于強(qiáng)地震動(dòng)輸入等效線(xiàn)性化方法低估了土層表面的峰值加速度反應(yīng)。通過(guò)實(shí)際豎向臺(tái)陣觀測(cè)記錄的分析，證實(shí)了這一現(xiàn)象。分析發(fā)現(xiàn)主要是由于等效剪應(yīng)變的近似選取與實(shí)際剪應(yīng)變差異太大，繼而，降低了地震波中高頻成份對(duì)地表加速度的貢獻(xiàn)。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)力反應(yīng)過(guò)程中土體的剪應(yīng)變隨著地震波頻率的增大而逐漸變小。結(jié)合土體的剛度和阻尼動(dòng)力參數(shù)曲線(xiàn)，可得出在反應(yīng)過(guò)程中土體的剛度和阻尼的頻率相關(guān)性，盡管土體本

3、身并不存在這種特性?；谶@一原理，本文在土體的非線(xiàn)性等效線(xiàn)性化計(jì)算中采用與頻率相關(guān)的剛度和阻尼，并利用該方法對(duì)Port Island等豎向臺(tái)陣的地震動(dòng)觀測(cè)記錄進(jìn)行計(jì)算分析。計(jì)算表明，與傳統(tǒng)的方法相比，考慮頻率相關(guān)的剛度和阻尼的等效線(xiàn)性化方法結(jié)果更符合實(shí)際觀測(cè)值在利用傳統(tǒng)等效線(xiàn)性化方法進(jìn)行一維場(chǎng)地的土層反應(yīng)計(jì)算時(shí)，由于上文所述的等效剪應(yīng)變選取所造成的弊端，本論文將采用地震動(dòng)相對(duì)持時(shí)概念，即：設(shè)定某一閾值，在地震動(dòng)時(shí)程第一次和最后一次超過(guò)該