發(fā)布時(shí)間：2020-10-27 20:59

　　 海域地區(qū)開發(fā)過程中出現(xiàn)的工程科學(xué)技術(shù)問題是近年來巖土工程等相關(guān)領(lǐng)域研究的重要課題之一�？紤]到我國南海北部地震相對(duì)活躍,鑒于歷次地震中海洋島嶼上的工程設(shè)施破壞較為嚴(yán)重,本文首先對(duì)某海域鈣質(zhì)砂進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn),分析了鈣質(zhì)砂特性,挑選有限元軟件OpenSees中的多屈服面塑性本構(gòu)模型對(duì)飽和鈣質(zhì)砂進(jìn)行模擬,并基于永暑礁工程地質(zhì)剖面圖建立了島礁場(chǎng)地多工況下的二維簡(jiǎn)化模型,選取了2011年東日本大地震及1999年中國臺(tái)灣集集大地震中的部分基巖記錄作為輸入地震動(dòng),開展了不同礁灰?guī)r盆地傾角與鈣質(zhì)砂層厚度工況下島礁地震場(chǎng)地效應(yīng)研究。本研究旨在探討島礁場(chǎng)地地震反應(yīng)的機(jī)理,為研究南海島礁海洋工程的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)。論文完成的主要工作如下:1.介紹了南海島礁場(chǎng)地的特殊工程地質(zhì)條件和地震活動(dòng)性特征,通過比較國內(nèi)外常用的場(chǎng)地地震反應(yīng)分析方法,針對(duì)島礁這一特殊工程地質(zhì)體,探討了島礁場(chǎng)地地震反應(yīng)分析中需要考慮的幾方面顯著因素,包括:南海島礁體的特殊地形;南海島礁特殊巖土工程材料;海水-島礁體動(dòng)力相互作用;南海地區(qū)海底輸入地震動(dòng)的確定。2.通過使用動(dòng)三軸試驗(yàn)系統(tǒng)(DYNTTS),對(duì)南部某海域鈣質(zhì)砂進(jìn)行了試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)相較同類型的普通石英砂,飽和鈣質(zhì)砂的剪切模量偏小,臨界狀態(tài)特征均與普通鈣質(zhì)砂試驗(yàn)結(jié)果一致,已有的砂土的彈塑性本構(gòu)模型可以實(shí)現(xiàn)飽和珊瑚砂的靜動(dòng)力特征的模擬。3.地震剪切波(SH波)垂直向上入射傳播到島礁盆地時(shí),對(duì)于同一縱向剖面,島礁盆地砂層場(chǎng)地的水平向加速度峰值在礁灰?guī)r巖盆邊緣最大,向場(chǎng)地中央過渡的過程中逐漸減小。島礁巖盆邊緣有產(chǎn)生加速度峰值異常的情況,即盆地邊緣效應(yīng)的產(chǎn)生,對(duì)于同一橫向剖面,鈣質(zhì)砂層對(duì)水平向峰值加速度的放大效應(yīng)最顯著,且隨著地震動(dòng)幅值的增加,放大系數(shù)總體上逐漸減小,出現(xiàn)放大“弱化”的現(xiàn)象。4.島礁場(chǎng)反應(yīng)譜放大效應(yīng)明顯,礁坪區(qū)放大順序依次為外礁坪、內(nèi)礁坪、中礁坪,對(duì)應(yīng)的放大倍數(shù)在1~2.4、1~1.7、1~1.4之間,放大倍數(shù)峰值依次為2.37、1.70、1.39,放大倍數(shù)所處周期均在0.1 s~0.3 s之間。
【學(xué)位單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU435
【部分圖文】：

詳見下圖1-1。單華剛和汪稔（2000）將珊瑚礁分為向海坡、外礁坪、內(nèi)礁坪和瀉湖四大地貌單元。陡峭的階地是向海坡的特征；外礁坪由礁緣凸起帶和礁坡帶組成；內(nèi)礁坪一般珊瑚叢生，凹凸不平，并堆積了珊瑚斷枝、礁礫塊等；瀉湖水深在 5～80 m之間，常見的為 5～25 m，湖底沉積多為較細(xì)粒砂礫或粉細(xì)砂等。王新志[7]將珊瑚礁根據(jù)地貌形態(tài)分為環(huán)礁、臺(tái)礁和水下礁丘，其中環(huán)礁地貌結(jié)構(gòu)包括向海坡、礁坪、瀉湖三個(gè)地貌相帶。孫宗勛和詹文歡（2004）結(jié)合海洋水動(dòng)力環(huán)境分帶、沉積環(huán)境、地層巖性、礁巖體結(jié)構(gòu)特征及工程地質(zhì)特性，將珊瑚礁劃分成為 5 個(gè)工程地質(zhì)相帶：外礁坪劇烈沖刷區(qū)、中礁坪礫塊堆積帶、內(nèi)礁坪珊瑚生長(zhǎng)帶、潟湖砂質(zhì)堆積帶、灰沙島堆積帶，如圖 1-2 所示。珊瑚礁地貌最大特色是海洋鈣質(zhì)生物的堆積地貌，在波基面以上的地貌部分均受到暴風(fēng)浪或常浪流的沖蝕，潮上帶受風(fēng)力的堆積和吹蝕作用。結(jié)合前人的研究資料，本文將南沙群島珊瑚礁地貌類型分為環(huán)礁、臺(tái)礁、陸坡潮下生物礁灘、陸坡與海槽谷中的塔礁、陸架潮下礁丘 5 個(gè)基本類型（鐘晉梁

坪、瀉湖三個(gè)地貌相帶。孫宗勛和詹文歡（2004）結(jié)合海洋水動(dòng)力環(huán)境分帶、沉積環(huán)境、地層巖性、礁巖體結(jié)構(gòu)特征及工程地質(zhì)特性，將珊瑚礁劃分成為 5 個(gè)工程地質(zhì)相帶：外礁坪劇烈沖刷區(qū)、中礁坪礫塊堆積帶、內(nèi)礁坪珊瑚生長(zhǎng)帶、潟湖砂質(zhì)堆積帶、灰沙島堆積帶，如圖 1-2 所示。珊瑚礁地貌最大特色是海洋鈣質(zhì)生物的堆積地貌，在波基面以上的地貌部分均受到暴風(fēng)浪或常浪流的沖蝕，潮上帶受風(fēng)力的堆積和吹蝕作用。結(jié)合前人的研究資料，本文將南沙群島珊瑚礁地貌類型分為環(huán)礁、臺(tái)礁、陸坡潮下生物礁灘、陸坡與海槽谷中的塔礁、陸架潮下礁丘 5 個(gè)基本類型（鐘晉梁，1996）。圖 1-1 珊瑚島礁地貌分類示意圖（崔永圣，2014）

采芯率為 71%，并對(duì)巖芯進(jìn)行研究如下：0～17.3 m 為未膠結(jié)的生物砂礫堆積，17.3 m 以下為礁灰?guī)r，礁灰?guī)r內(nèi)存在兩個(gè)沉積間斷面，將巖芯分成三段：17.3～89.8 m 為生物礫砂屑灰?guī)r；89.8～142 m 為溶蝕孔隙發(fā)育的生物礫砂屑灰?guī)r、珊瑚灰?guī)r；142～152.07 m 為珊瑚白云巖（汪稔 等，1997）�！澳嫌� 2 井”共采得413.69 m 巖芯，根據(jù)其巖性特征、生物組成變化，可分為五層，0～17.71 m 為未膠結(jié)的松散生物沉積，固結(jié)石化礦物成分仍保持生物骨骼原始成分—文石和高鎂方解石；17.71～18.71 m 已成巖—珊瑚灰?guī)r，礦物成分方解石化；18.71～22.69 m又是一層與 0～17.71 m 巖性相同的未膠結(jié)成巖的松散生物屑層；22.69～141.71 m為生物灰?guī)r，生物骨骼的礦物組成由文石和高鎂方解石轉(zhuǎn)為方解石，141.71～413.69 m 以下為生物白云巖，生物骨骼的礦物成分先方解石化后又白云化（汪稔等，1997）。下圖 1-3 為珊瑚礁淺層巖土體結(jié)構(gòu)特征及巖盆結(jié)構(gòu)示意圖，上層為珊瑚砂礫層，含少量的珊瑚斷枝、貝殼等，松散無膠結(jié)，下層為礁灰?guī)r，埋深 16～22 m，基巖面起伏不定，部分含有弱膠結(jié)的礁灰?guī)r，呈傾斜狀，強(qiáng)度比原生礁灰?guī)r強(qiáng)度低（汪稔 等，1997）。
【參考文獻(xiàn)】

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1 朱姣;陳國興;許漢剛;;地震基巖面的選取對(duì)深厚場(chǎng)地地表地震動(dòng)參數(shù)的影響[J];巖土工程學(xué)報(bào);2015年11期

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7 徐學(xué)勇;汪稔;王新志;李煒;;飽和鈣質(zhì)砂爆炸響應(yīng)動(dòng)力特性試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);2012年10期

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本文編號(hào)：2859057