【摘要】：西安地裂縫發(fā)育密集,共發(fā)現(xiàn)達14條,對城市的建設和發(fā)展產(chǎn)生嚴重制約。目前,西安地裂縫的成因、分布及活動規(guī)律等研究都較為成熟,但對于地裂縫場地動力響應特征及地裂縫場地抗震設防等相關研究成果較少且不系統(tǒng)。西安市區(qū)位于汾渭盆地,其地質構造活動非常強烈且頻繁,如此密集的地裂縫群給城市帶來不可估量的震害威脅,因此,對于地裂縫場地在動力作用下的響應特征亟待研究。首先對西安F_4、F_(10)、F_(11)、F_(12)、F_(13)、F_(14)地裂縫及長安臨潼斷裂進行了踏勘和地脈動原位測試,結合前期項目成果,共得到西安地區(qū)16條地裂縫場地測線的地脈動數(shù)據(jù)。對比分析16條測線地脈動資料,揭示了西安地裂縫場地動力響應特征,包括場地卓越頻率分布特征,場地地脈動放大效應變化規(guī)律,以及場地放大效應的影響范圍。其次,根據(jù)地裂縫場地工程地質條件及不同場地間地脈動響應差異,建立mP灞河沖洪積平原和黃土塬前洪湖積臺地兩種地貌單元的地裂縫場地數(shù)值模型。通過OpenSees平臺進行數(shù)值分析,得到了地裂縫場地在地震動作用下的地表加速度響應規(guī)律。將地脈動測試和數(shù)值模擬所得結果進行對比,得到了場地地脈動響應和地震加速度響應之間的聯(lián)系和差異。最后,結合《西安地裂縫場地勘查與施工設計規(guī)程》和《建筑抗震設計規(guī)范》,提出了地裂縫場抗震設防設計基本加速度建議值。通過研究,獲得了以下主要成果:(1)西安地裂縫場地傅里葉譜卓越頻率和反應譜卓越頻率的大小均與測點到地裂縫的水平距離無明顯關系:卓越頻率不隨測點到地裂縫水平距離的變化而規(guī)律性改變。其中傅里葉卓越頻率變化范圍為2.54~3.95Hz,主要集中于3.05Hz左右;反應譜卓越頻率集中于4.35Hz左右,高于傅里葉譜卓越頻率。(2)地裂縫場地地脈動響應具有明顯的放大效應。傅里葉譜峰值、反應譜峰值和Arias烈度峰值均在靠近地裂縫處急劇增大,隨著距離的增加逐漸減小并趨于平穩(wěn)。放大效應具有“上下盤效應”,上盤場地峰值大于對應的下盤場地峰值。對比不同場地條件下地脈動測線的峰值和峰值放大因子,位于黃土塬前臺地的地脈動測線峰值小于mP灞河沖洪積平原測線的峰值,而其峰值放大因子大于mP灞河沖洪積平原測線的放大因子,且位于黃土塬前一、二、三、四、五級臺地上測線之間的峰值和放大因子均相差不大。(3)地脈動原位測試分析結果顯示,西安地裂縫場地放大效應影響范圍約為地裂縫兩側15m以內,上盤和下盤均從距離地裂縫15m處峰值開始平穩(wěn),放大因子穩(wěn)定在1.0左右。(4)地震動數(shù)值模擬分析結果顯示,在地震動作用下地裂縫場地地表加速度響應同樣具有顯著的放大效應,且放大效應有“上下盤效應”。對比地脈動和地震動數(shù)值分析結果可知,地表地震動響應影響范圍約為上盤35m,下盤25~30m,大于地脈動放大效應影響范圍,兩者約為二倍的關系,且地震動放大倍數(shù)大于地脈動放大倍數(shù)。(5)綜合地脈動和地震動分析結果,提出了西安地區(qū)地裂縫場地“設計地震加速度”建議值。
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【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P694

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