场地土卓越周期变化的试验分析

针对地基土卓越周期与结构物自振周期接近而产生共振破坏以及地震中的许多震害均与地基土的卓越周期密切相关的情况,以场地土为研究对象,设计了不同试验方案,通过室内波速试验,分别模拟不同密度、含水量以及应力状态下粘土、砂土和粉土的剪切波响应特性,分析了场地土卓越周期变异的规律。试验结果表明,在建设荷载等各种因素的作用下,地基土密度加大,弹性模量提高,从而改变了土体的动力性质,地震波传播的速度变快,地层的卓越周期减小,局部或整体地改变场地类别,从而影响到原有建筑物的抗震设计。在抗震设计中应综合考虑建筑前后场地类别随地基土卓越周期变化对建筑物的抗震影响。     

北海涠洲岛原油码头地层剪切波速和电阻率特征

采用剪切波速测试仪和电阻率测试仪对北海涠洲岛原油码头土层进行了测试,根据波速分布和时距曲线,计算了场地覆盖层厚度土层的剪切波速、等效剪切波速,利用已测剪切波速对地层波速值进行了分层统计。根据地层波速统计值对场地代表性孔进行剪切波速值预测,最后依据测试波速、剪切波速计算值和电阻率值对场地进行综合评价。     

营口市工程场地抗震分析与评价

通过收集和实测场地的工程地质资料,建立剪切波速与标准贯入锤击数的经验公式,根据等效剪切波速和基岩埋深,对营口市工程场地类别进行划分.结果表明,营口市区场地土类别为Ⅲ、Ⅳ类,且以Ⅲ类为主.     

山东地区等效剪切波速与30 m等效剪切波速转换研究

本文根据覆盖层厚度的不同,分两种情况对山东地区等效剪切波速Vse向Vs30的转换进行了研究。当覆盖层厚度H ≥20 m时,通过最小二乘法拟合出Vse－Vs30的对数线性关系,并与Boore(2004)、亢川川(2015)、喻畑(2015)的研究结果进行了对比,本文结果与Boore(2004)、喻畑(2015)的结果相近,与亢川川(2015)存在一定差异。当覆盖层厚度H＜20 m时,采用基岩剪切波速拟合法：首先拟合得到基岩剪切波速与基岩深度的多项式关系式,然后推导出Vs30与等效剪切波速、覆盖层厚度、剪切波在基岩内的传播时间的关系式。对基岩剪切波速拟合法计算出的Vs30计算值进行验证,相对误差分布于[-2.89%,5.26%]范围内,相对误差绝对值小于3%的数据占比为87.5%。     

咸阳市区建筑场地类别区划研究

为了揭示咸阳市区建筑场地土层的抗震性能,依据大量野外钻探及252个剪切波速测试孔实测资料分析,市区等效剪切波速介于208.73—306.26 m/s之间。根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度把咸阳市区建筑场地类别划分为为两类(Ⅱ类和Ⅲ类)四区(Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅲ1、Ⅲ2),采用内插法确定四个分区的特征周期依次为0.38 s、0.39 s、0.41 s和0.42 s。     

呈贡新区剪切波特征与分布

对于昆明呈贡新区大量实测钻孔剪切波速,在通过土层类别划分研究后,采用统计回归方法分析了场地土层剪切波速相关特征,拟合剪切波速与土层深度之间关系,认为将场地土分四大类后可得到较好拟合效果,剪切波速与深度关系采用幂函数表达较为适宜.最后对呈贡新区等效剪切波速进行计算并据此进行分类划区,分析了该区等效剪切波速的平面分布特征.     

地脉动法在黄土地区S波速度构造探测中的应用

在我国西部典型黄土地区分别进行连续和高密度（25 m×25 m）的地脉动观测,并分析所采集的信号,探讨了地脉动信号的时间稳定性及空间分布规律,利用地脉动水平和垂直方向(H/V)频谱反演地下黄土层的剪切波速度剖面,并与已有的钻孔波速资料进行对比.结果表明：内陆地区的地脉动信号具有良好的时间稳定性;在黄土覆盖场地,利用地脉动测试以获取地下剪切波速度构造的方法具有较好的适应性.     

基于半无限单元的改进剪切质点系法及其应用

基于水平层状场地自振频率的一致质量剪切质点系法基本原理,考虑传统剪切质点系法刚性半空间假设对计算结果的影响.引入半无限单元,发展和建立可考虑半空间弹性的改进剪切质点系法.以改进剪切质点系法分析传统半空间刚性假设对场地自振频率计算结果的影响.分析表明,半空间刚性假设引起的计算误差随着剪模比、覆盖层厚度及半无限单元衰减系数的增大而减小.对于一般实际场地,在剪模比和覆盖层厚度不是很小的情况下,采用传统刚性假设剪切质点系法计算场地自振频率亦可获得比较满意的精度.     

波速测试技术在昆明地铁3号线勘察中的应用分析

昆明地铁3号线东西向穿过昆明市主城区,根据3号线波速测试资料对昆明盆地各土层剪切波速等指标进行了统计分析.对场地土类型、场地类别、岩体完整性及围岩等级进行了划分,沿3号线场地土主要为中软土和中硬土,场地类别为Ⅱ类和Ⅲ类,沿线岩体破碎至极破碎,围岩等级为Ⅴ级.根据软土波速对软土震陷进行了判别,发现全新统软土存在震陷可能.通过剪切波速和标贯试验液化判别的对比,发现在昆明盆地2种方法的判别结果是基本一致的.     

考虑弹性应变阈值的频率相关等效线性化方法

传统等效线性化方法由于原理简单、参数获取方便而广泛应用于工程场地非线性地震反应分析中.实际工程应用中发现,这种方法由于对各个频率分量采用了等效剪应变水平,使得地面最大峰值加速度和高频段计算结果明显偏低.若干实验表明,应变幅值对土的力学行为起着关键性作用,当应变低于弹性应变阈值时,土体处于线弹性状态,弹性应变阈值主要与土的塑性指数有关.本文在对各种频率相关等效线性化理论方法分析的基础上,结合弹性应变阈值理论,建立了考虑弹性应变阈值的频率相关等效线性化方法.运用本文方法对海口某实际场地进行了土层地震反应分析,对比了与传统等效线性化方法的差异;同时对不同覆盖层厚度遭遇不同地震动强度的地震动进行了计算分析,总结了不同覆盖层厚度下本文方法和传统等效线性化方法计算结果的差异及规律.     

大柴旦剪切波速与岩土体埋深关系分析

岩土体剪切波速是了解场地土动力学参数和评价场地土动力性能的重要依据。根据大柴旦地震小区划的钻孔实测剪切波速数据,研究了常规类土剪切波波速与研究区域内埋深间的关系。通过对大量剪切波速数据进行二次函数、线性函数以及幂函数三种关系的统计回归分析,最终确定二次函数作为研究区域内剪切波速与埋深间的最优统计公式。该公式可以本研究区域内一般建筑物的建设提供借鉴作用,可以在一定程度上降低将来进行建设的经济成本,可供该地区浅部地层无波速场地借鉴使用。     

Ⅱ类场地土和结构相互作用地震反应分析

为了研究考虑土和结构相互作用对Ⅱ类场地上的结构地震反应的影响,建立了三个不同输入形式的结构地震反应分析模型。通过三条地震波激励下,计算不同输入形式下结构的位移和内力反应峰值的变化,说明了不同土层特性对结构地震反应的影响。结果表明:Ⅱ类场地土土层中的结构抗震计算也应该考虑土和结构相互作用;土层剪切波速对结构响应的影响并无一致变化规律;覆盖层厚度越大,结构顶点位移和基底剪力随之增大;相同周期的土层上的结构响应并不一致。     

场地类别对地铁地下车站结构地震反应的影响规律

以南京地铁建设为工程背景,根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中场地类别的分类方法,保持场地覆盖层厚度不变,通过改变场地等效剪切波速,设计出典型的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类工程场地类别.采用大型有限元分析软件ABAQUS,考虑土体与混凝土的非线性以及土与结构接触非线性,研究地铁车站在规范规定的不同场地类别条件下地下结构的层间位移和位移角反应特征以及结构关键部位的应力反应特征.结果表明:不同场地类别对地铁地下车站结构地震反应的影响规律和影响程度有所不同.总体来看,在较差场地类别条件下,基岩输入峰值加速度峰值对层间位移角幅值的影响程度较大,且对车站结构下层层间位移角幅值的影响更大.在本文所有的输入地震动强度条件下,Ⅱ类场地下地铁车站结构基本处于弹性工作状态,而Ⅳ类场地下地铁车站结构在中小地震发生时层间位移角很容易进入整体弹塑性工作状态.同时,场地类别越差,车站结构整体残余变形越容易发生,造成结构的残动内力也迅速增加.     

非饱和多孔介质中弹性波的传播特性

基于混合物理论,引入Bishop有效应力公式,建立了非饱和土中的动力控制方程.经过理论推导,给出了体波的传播速度及衰减的解析表达式.同时发现,在非饱和土中存在3种压缩波(P1、P2和P3波)和1种剪切波(S波).数值分析表明:4种体波均具有不同程度的弥散性,在一定的频率范围,波速随着频率的升高而增大,其中P2、P3波的波速受频率的影响强烈;饱和度对波的传播速度亦有显著的影响,且在不同的频率范围,其影响规律不同,在有实际工程意义的低频段,饱和度的增高将导致P1、P3波的波速增大和P2、S波的波速减小.4种体波中P2、P3波的衰减较大,且随着频率的升高衰减迅速增加,而P1、S波的衰减则很小,受频率的影响也相对较小.     

场地剪切波速的特征分析

介绍了XG-Ⅰ型悬挂式波速测井仪测波速的工作原理,通过对昆明呈贡新区场地剪切波速资料的统计分析,探讨了该区场地剪切波速的分布范围及其变化规律.剪切波速沿深度的变化规律符合多项式拟合,并通过对0～20 m深度范围的剪切波速拟合曲线得到系数a、b、c的平均值,可在工程实践中参考使用.     

基于剪切波速的粗粒土填料压实密度控制理论

为了提出基于剪切波速的粗粒土压实度便捷测试方法,首先,基于弹性动力学与颗粒细观接触理论,建立了粗粒土的剪切波速与压实密度的理论方程;其次,建立数值模型,验证理论方程的合理性;最后,提出基于粗粒土的剪切波速的压实度测试方法,开展室内粗粒土剪切波速试验,验证理论方程的适用性。研究结果表明：通过弹性动力学与颗粒接触理论,引入粗粒土颗粒细观特性,如刚度、配位数和孔隙率,推导得出了粗粒土剪切波速与压实密度的理论方程;在理论方程中,颗粒的泊松比对剪切波速的影响不大,而颗粒弹性模量对剪切波速的影响较大;基于周期理论,建立剪切波速的Comsol数值模型,数值结果与理论方程计算结果趋势相同,且相对误差均在8%以内;普遍适用的激发频率范围为5～10 kHz,不论何种激发波,接收波形均为正弦波,且剪切波速随压实密度增加而增加,试验结果进一步验证了剪切波速-压实密度方程的适用性。在实际应用中,求出粗粒土填料参数M,就可通过测量压实填料的剪切波速快速得到其压实密度。     

非基岩场地核电厂CAP1400结构地震反应分析

针对核电工程的新型核岛结构CAP1400,建立屏蔽厂房和辅助厂房结构的整体有限元模型,进行模态分析获取了核岛结构的振动模态.进一步采用有限元模拟非基岩场地,考虑岩土与结构相互作用,针对不同的地震动情况开展不同剪切波速岩土场地上核岛结构的地震反应分析.研究表明:非基岩场地使核岛结构基础处的实际地震动输入有显著的改变,随着场地岩土剪切波速的增加,核岛结构基础处反应的加速度和应力增大,而位移及加速度反应谱峰值所对应的周期值减小.建议核岛结构抗震设计中非基岩场地导致的土-结相互作用影响应予以考虑,但当场地岩土剪切波速值大于1 250m/s时,其影响可以忽略.     

非饱和多孔介质中弹性波的传播特性

基于混合物理论,引入Bishop有效应力公式,建立了非饱和土中的动力控制方程。经过理论推导,给出了体波的传播速度及衰减的解析表达式,同时发现,在非饱和土中存在3种压缩波（P1、P2和P3波）和1种剪切波（S波）。数值分析表明：4种体波均具有不同程度的弥散性,在一定的频率范围,波速随着频率的升高而增大,其中P2、P3波的波速受频率的影响剧烈;饱和度对波的传播速度亦有显著的影响,且在不同的频率范围,其影响规律不同,在有实际工程意义的低频段,饱和度的增高将导致P1、P3波的波速增大和P2、S波的波速减小。4种体波中P2、P3波的衰减较大,且随着频率的升高衰减迅速增加,而P1、S波的衰减则很小,受频率的影响也相对较小。     

某沉管隧道场地土地震响应研究

采用一维剪切波理论分析了广州洲头咀隧道场地土水平地震波作用下的响应.计算结果表明:①洲头咀隧道场地土在不同超越概率的基岩加速度作用下的地震响应放大系数基本相同;②土表加速度响应谱的卓越周期比基岩加速度的卓越周期稍有左移,但幅度很小;③不同钻孔土体对于同一基岩加速度的地震响应放大系数差异较大,因此对于土层构造变化较大的场地,应适当增加钻孔密度.     

悬挂式测井仪在场地地震反应剪切波速测试中的应用

《工程场地地震安全性评价GB17741》国家标准规定,对工程场地必须进行剪切波速测定,深度可能达100 m,波速可能从100 m/s到大于700 m/s.简述用悬挂式测井仪测定场地剪切波波速的方法,并以检测实例说明此种仪器满足测试要求、方法可行,测试结果可靠并满足规范要求.