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《中国地震局地震预测研究所》 2010年
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海洋特殊土层结构对场地地震反应影响的分析

陈丹  
【摘要】: 上世纪以来,人类就已认识到场地条件对地震动和震害有着重要影响,作为场地条件之一的土层结构对场地地震反应的影响也引起了人们的关注。由于土层的复杂性,在工程抗震研究领域,人们从不同的角度来研究土层结构对场地地震反应的影响。本文主要针对海洋工程常遇到的两类特殊土层结构(含淤泥层和浅部含硬夹层的土层结构),分析土层结构和地震动输入等因素对场地地震反应分析的影响。 本文首先简要总结了场地条件特别是土层结构对地震动影响研究的进展和国内外现状,以及目前主要的土层地震动估计方法。详细介绍了目前国内规范采用的土层地震反应分析一维等效线性化方法,以及该方法的优缺点。在此基础上,对构建的两类海洋特殊土层结构的工程场地模型,利用一维等效线性化方法,计算了场地模型不同工况及地震动输入组合下的场地地震反应,定性定量地分析了这些因素对地震反应影响的特征,并通过传递函数的比较来印证其结果。本文的主要研究内容和研究结果包括: 含淤泥层土层结构对地震反应的影响: 1.对地表加速度反应谱特征周期(T_g)来说,文中含淤泥层土层结构的T_g约为规范值的1-3倍,其中淤泥层的厚度和波速对T_g影响要大于地震动输入的影响。文中T_g随淤泥层波速的增加(30m/s增至50m/s)平均减小0.5s;T_g随淤泥层厚度的增加(5m增至10m)平均增加0.35s; 2.对场地地表加速度峰值(A_(max))来说,文中计算得到的A_(max)均小于PGA;而淤泥层波速越大、地震动强度越大、厚度越薄对其有放大趋势。文中A_(max)随淤泥层波速的增加(30m/s增至50m/s)平均增加0.025g;A_(max)随淤泥层厚度的增加(5m增至10m)平均减小0.018g。 浅部硬夹层结构对地震反应的影响: 1.对地表加速度反应谱特征周期(T_g)来说,浅部硬夹层土层结构的T_g值约为规范值的1.2-2.3倍,其中地震动输入对T_g的影响大于硬夹层埋深和厚度的影响。T_g随硬夹层厚度影响不明显;T_g随硬夹层埋深的增加(5m增至14m)平均减小0.15s。 2.对地表加速度峰值(A_(max))来说,文中地表A_(max)均小于PGA,其中地震动输入对A_(max)的影响大于硬夹层埋深和厚度的影响。硬夹层厚度对A_(max)影响很小,甚至可以忽略。 在上述分析结果的基础上提出了一些工程建议: 1.海洋工程在遇到含淤泥层结构时,淤泥层厚度大波速低对结构不利,相反当波速达到一定程度且厚度比较小时对结构不利的程度要轻一些,此种情况下可以采取剥离淤泥层来减小其影响。其他处理措施还有填土或将桩基立于稳定层上等。 2.遇到浅部硬夹层结构时,首先地震动输入对地震动参数的影响要大于硬夹层的影响;其次,虽然硬夹层厚度对地震反应的影响幅度比较小,但同时还是要注意硬夹层的埋深,埋深越大(例如文中硬夹层埋深14m)对结构影响越小,相反埋深越浅(例如文中硬夹层埋深5m)对结构越不利。 最后,针对文中不足提出了今后有待进一步改进和完善的展望。
【学位授予单位】:中国地震局地震预测研究所
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P315.9

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