飽和砂土場地的剪切剛度在強震擾動（如液化）后會發(fā)生顯著下降并隨時間逐漸恢復(fù),因此基于震后調(diào)查獲得的原位測試指標（如剪切波速）與震前原狀土的相應(yīng)指標之間存在差異,根據(jù)液化實例調(diào)查和原位測試指標建立的砂土抗液化強度評價方法存在系統(tǒng)誤差。為定量評價這種差異并提出合理的修正方法,對新西蘭基督城的REHS強震臺站在2010年至2011年間的若干強震記錄進行水平與豎向譜比（HVSR）分析,獲得了該臺站所在的易液化場地在地震前后小應(yīng)變剪切剛度隨時間的發(fā)展規(guī)律,發(fā)現(xiàn)場地平均剛度在震后瞬時顯著下降后呈對數(shù)形式增長,恢復(fù)至相對穩(wěn)定狀態(tài)需要1～2周時間,而且在很長的一段時間內(nèi)該剛度值均小于震前值。在此基礎(chǔ)上,提出了綜合考慮主固結(jié)和次固結(jié)作用的震后飽和砂土小應(yīng)變剛度計算模型,并合理預(yù)測了REHS臺站場地震后剛度隨時間的恢復(fù)過程。該計算模型為將震后原位測試指標修正到對應(yīng)于震前原狀土的測試值提供了一種可行的手段,有助于提高當(dāng)前基于液化實例調(diào)查的地震液化簡化判別方法的可靠性。 

【文章來源】：巖土工程學(xué)報. 2020年08期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

基于剪切波速的地震液化實例數(shù)據(jù)與分界線

哂兄匾?目蒲б庖濉?圖1基于剪切波速的地震液化實例數(shù)據(jù)與分界線Fig.1vs-basedfieldcasehistoriesandliquefactionboundarycurves土體在自然沉積過程中或者經(jīng)受外荷載劇烈擾動后，其剛度和強度等工程力學(xué)參數(shù)在恒定應(yīng)力狀態(tài)下隨時間變化的現(xiàn)象被稱為“時間效應(yīng)”，且該變化可以通過原位測試指標（例如，SPT、CPT和Vs）體現(xiàn)[5-7]。例如，Andrus等[8]通過靜力觸探與剪切波速的經(jīng)驗關(guān)系獲得了原位砂土剪切波速和完全擾動后剪切波速的比值MEVR，初步揭示了地質(zhì)時間尺度上的砂土?xí)r間效應(yīng)（見圖2）；周燕國等[9]結(jié)合剪切波速（剪切模量）的Hardin公式[10]和靜力觸探測試，提出了砂土?xí)r間效應(yīng)的表征指標AI，并利用不同地質(zhì)年代砂土實測數(shù)據(jù)對其表征能力進行了檢驗。然而，上述研究主要面向地質(zhì)沉積年代和土性測試指標的經(jīng)驗關(guān)系，關(guān)注數(shù)萬年到數(shù)十萬年甚至更長的地質(zhì)時間尺度，并沒有考慮地質(zhì)沉積年代中可能受到的各種擾動（如強震事件）對土體工程力學(xué)特性的影響。以圖2為例，深色橢圓圈內(nèi)的數(shù)據(jù)并不符合圖中擬合斜線的趨勢，而這個時間范圍（10-1～102a）正是實際工程服役壽命或者高烈度區(qū)強震重現(xiàn)周期的范圍。Pavlenko等[11]研究1995年神戶地震中場地剛度演化問題，發(fā)現(xiàn)液化使得場地剛度急劇降低，但在震后較長一段時間內(nèi)無法恢復(fù)到地震液化前的值�？梢姡瑢τ趯嶋H工程，震后較短的時間尺度內(nèi)場地土體的時間效應(yīng)更具有工程意義，是影響易液化場地在余震中的地震響應(yīng)和再液化可能性的重要因素。針對上述問題，本文對新西蘭基督城的REHS強震臺站在2010—2011年間的若干強震記錄的尾波進行水平與豎向譜比（HVSR）分析，獲得了該臺站所在的易液化場地在地震?

第8期周燕國，等.基督城易液化場地震后小應(yīng)變剪切剛度演化規(guī)律研究1413隨時間變化規(guī)律。REHS臺站所處場地的上覆軟弱土層厚度約為20m，存在較厚的飽和粉質(zhì)砂土層和潔凈砂土層，下臥剛度較大的砂卵石層（見圖4），是較典型的易液化場地[15]。圖3基督城REHS強震臺站位置（來源：www.nzgd.org.nz）Fig.3REHSstrongmotionstationatChristchurch(source:www.nzgd.org.nz)圖4REHS臺站場地土層信息Fig.4SoilprofileatREHSstationsite本文采用Geopsy軟件進行HVSR分析，該軟件能夠多窗口同時計算H/V譜比和上覆土層的卓越頻率f，并計算它們的平均值和方差。H/V譜比曲線的峰值對應(yīng)的頻率即為該尾波窗口時間對應(yīng)的卓越頻率。圖5是尾波窗口選取和計算結(jié)果示意圖，其中黑色實線代表所有窗口的平均值，兩條虛線分別代表它的上、下限，豎向灰色條狀區(qū)域代表了平均峰值所在的頻率段。采用地震動記錄的尾波進行HVSR分析獲得場地卓越頻率需滿足一定的條件，即首先要保證主震后的選取的余震強度足夠小，一是為了避免該余震事件對場地剛度恢復(fù)過程產(chǎn)生額外的顯著影響，二是為了尾波段對應(yīng)場地土體處于小應(yīng)變彈性應(yīng)變響應(yīng)狀態(tài)；其次，為保證數(shù)據(jù)處理結(jié)果的可靠性，均要求H/V譜比值大于2.0，而且卓越頻率的誤差在±0.3Hz以內(nèi)。圖5地震尾波HVSR譜比分析Fig.5HVSRanalysisofseismiccodawave2震后場地小應(yīng)變剛度演化規(guī)律圖6給出了REHS臺站場地2010年至2011年間3次強震后場地卓越頻率隨時間的發(fā)展情況�？紤]到每次強震事件之后大部分余震在臺站的地震動強度都很小，可以忽略其對震后場地的進一步擾動作用。每張圖上方的黑色虛線代表2010年9月3日Mw7.2地震事件之前場地的卓越

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2952600