基于土非線性參數(shù)變異性的概率設(shè)計(jì)譜研究.pdf

1、實(shí)際震害資料和土層地震反應(yīng)分析表明,土體動(dòng)剪切模量比和阻尼比是影響土層地震反應(yīng)分析結(jié)果的主要因素之一,土體非線性對(duì)土層地震響應(yīng)產(chǎn)生顯著的影響已被研究者所證實(shí)。然而,土體是一種具有顯著不確定性的材料,在其漫長(zhǎng)的歷史形成過(guò)程中,經(jīng)歷了自然和人為等因素的作用,其性質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜,勘察、取樣和實(shí)驗(yàn)得到的土體參數(shù)是離散的。土體參數(shù)的離散性必然會(huì)引起相應(yīng)巖土工程和地震工程設(shè)計(jì)中的許多不確定性。
　　 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)譜是代表著實(shí)

2、際情況的一種平均結(jié)果,事實(shí)上具有很大的不確定性,其中就包含了土動(dòng)力非線性變異性的影響。為考慮不同風(fēng)險(xiǎn)水準(zhǔn)下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),就需要土參數(shù)變異下的概率設(shè)計(jì)譜。
　　 本文研究了概率設(shè)計(jì)譜計(jì)算方法,給出了考慮土非線性參數(shù)變異性下具有概率意義標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)譜的的修正關(guān)系,以深化土非線性對(duì)設(shè)計(jì)譜影響認(rèn)識(shí),并為考慮不同風(fēng)險(xiǎn)水準(zhǔn)的工程抗震設(shè)計(jì)提供參考。同時(shí),為掌握土非線性特征與反應(yīng)譜特征之間的關(guān)系,并為工程風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)中土非線性參數(shù)的選取提供依據(jù),本文

3、研究了場(chǎng)地土體動(dòng)力非線性參數(shù)概率與地表響應(yīng)概率之間的關(guān)系。主要的工作如下:
　　 1.闡明了進(jìn)行不確定性分析基本理論,對(duì)正態(tài)性檢驗(yàn)、百分位數(shù)、參考值范圍的概念和計(jì)算方法進(jìn)行了詳細(xì)論述,提出了考慮土動(dòng)剪切模量比和阻尼比變異性的概率設(shè)計(jì)譜計(jì)算的基本思路,自編了概率設(shè)計(jì)譜的計(jì)算程序。
　　 2.根據(jù)提出的考慮土動(dòng)剪切模量比和阻尼比變異性概率設(shè)計(jì)譜的計(jì)算思路,以四種設(shè)防烈度下二類場(chǎng)地為計(jì)算模型,提出了考慮粘性土和無(wú)粘性土動(dòng)剪切模

4、量比和阻尼比變異性下概率設(shè)計(jì)譜,分析了各種參數(shù)對(duì)概率設(shè)計(jì)譜的影響。
　　 研究分析表明,土動(dòng)剪切模量比和阻尼比變異性對(duì)設(shè)計(jì)譜總體影響顯著,但影響程度主要由概率水準(zhǔn)決定,對(duì)不同頻段影響也不近相同；由土動(dòng)剪切模量比和阻尼比變異條件下所得到的概率設(shè)計(jì)譜的離散絕大多數(shù)不遵從正態(tài)分布而為偏態(tài)分布；無(wú)粘性土動(dòng)剪切模量比的變異性對(duì)設(shè)計(jì)譜的影響程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粘性土動(dòng)剪切模量比變異性對(duì)設(shè)計(jì)譜的影響程度；場(chǎng)地土動(dòng)力非線性參數(shù)變異性對(duì)地表峰值加速度影響

5、的敏感性隨場(chǎng)地土動(dòng)力非線性參數(shù)概率水準(zhǔn)的增大而增強(qiáng)。
　　 3.采用數(shù)值模擬方法,通過(guò)二類場(chǎng)地模型,建立了粘性土和無(wú)粘性土動(dòng)力非線性參數(shù)概率與地表響應(yīng)概率之間的關(guān)系。
　　 研究表明,動(dòng)剪切模量比非線性參數(shù)概率水平與場(chǎng)地設(shè)計(jì)譜概率水平的關(guān)系隨頻率不同而有所變化；阻尼比非線性參數(shù)概率水平與場(chǎng)地設(shè)計(jì)譜概率水平存在良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,二者概率水平一致,且與反應(yīng)譜的頻率無(wú)關(guān)；動(dòng)剪切模量比和阻尼比非線性參數(shù)概率水平均與峰值加速度概率水