本文關(guān)鍵詞：巖土臺陣的土動力學參數(shù)與場地反應研究

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【摘要】：土層的場地反應及其動力學參數(shù)是工程地震學和巖土地震工程學研究的主要內(nèi)容,對建(構(gòu))筑物的抗震設防起著重要的作用。長期以來,場地反應的研究主要基于數(shù)值模擬、宏觀震害調(diào)查以及地表臺站記錄的地震動數(shù)據(jù);而土體動力學參數(shù)的主要獲取途徑是實驗室試驗和原位測試。近年來,隨著全球巖土臺陣數(shù)量的不斷增加,積累了大量高質(zhì)量的地震動數(shù)據(jù),為土層的場地反應及其動力學參數(shù)的深入研究提供良好基礎(chǔ)。一方面,使用巖土臺陣的地震動數(shù)據(jù)可以用來研究真實的場地反應、揭示場地反應機制;另一方面,巖土臺陣有助于研究原位土體乃至整個場地在多種真實荷載條件下的實際動力反應,可以檢驗現(xiàn)有實驗室試驗方法以及原位測試方法的準確性與可靠性,對認識原位土體動力特性、改進現(xiàn)有實驗室試驗方法以及原位測試方法具有重要意義。本文利用美國加納山谷巖土臺陣(Garner Valley Downhole Array,即GVDA)記錄的280組加速度時程和美國金銀島巖土臺陣(Treasure Island Geotechinical Array,即TIGA)記錄的14組加速度時程,首先,使用解卷積的地震干涉測量法研究兩個臺陣的剪切波速剖面并與實測剖面進行對比;然后,使用從加速度時程中提取的視剪應力、視剪應變和視剪切模量比,研究視剪應力、視剪應變和視剪切模量比的關(guān)系及其隨深度的變化規(guī)律,并與實驗室實測數(shù)據(jù)進行對比;第三,使用井上/井下譜比法,研究土層場地的放大作用隨深度的變化規(guī)律。結(jié)果表明:(1)由解卷積的地震干涉測量法估計的兩個臺陣的剪切波速剖面在一定范圍內(nèi)波動,其平均值與原位測試結(jié)果基本一致;但加納山谷巖土臺陣的東西、南北向的場地剪切波速存在顯著差異。(2)兩個臺陣中不同深度段土層的視剪切模量比-視剪應變的關(guān)系曲線表明:在淺土層,當視剪應變達到約10-6時,視剪切模量開始衰減;當視剪應變達到約10-5時,視剪切模量的衰減變得明顯;當視剪應變達到約10-4時,視剪切模量比-視剪切應變表現(xiàn)出顯著的非線性特征;而在較深的土層,未發(fā)現(xiàn)視剪切模量的明顯衰減。(3)在地震波從基巖傳播到地表的過程中,土層場地的多個振型被激勵,其放大作用隨深度的變化規(guī)律是按照振型的特征而有規(guī)律地變化。在加納山谷巖土臺陣的兩次峰值地面加速度大于40 gal的地震中,觀察到了地基本頻率的降低,這一現(xiàn)象說明了非線性場地反應的出現(xiàn)。
【學位授予單位】：中國地震局工程力學研究所
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU435

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