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土动力非线性的变异性及其对地震动影响的概率分析

陈红娟  
【摘要】: 土的动剪切模量比和阻尼比与剪应变关系是土动力学非线性性能中最重要的两个特征量,也是工程场地地震安全性评价和地震小区划工作中必不可少的两个参数。由于土本身固有的变异性以及测试技术原因,使得这两个参数具有很大的变异性,并且已经有一些研究表明,动剪切模量比和阻尼比非线性的变异性对地震动有显著的影响。 基于概率和可靠度思想的工程抗震设计已经成为发展趋势,而目前土的动剪切模量比和阻尼比本身的变异性及其对地震动的影响均没有给出概率意义的结果,已明显落后于抗震研究整体发展水平,不能满足目前工程设计要求。 本文以我国17个省份42个城市和地区588组土样实验为基础数据,研究了五种常规土类(粘土、粉质粘土、粉土、砂土、淤泥质土)动力非线性(动剪切模量比和阻尼比)变异性分布形态以及变异性统计指标,给出了不同概率水准下典型剪应变下动剪切模量比和阻尼比变化范围,给出了动剪切模量比和阻尼比对反应谱影响的概率分析结果,研究了不同概率水准下动剪切模量比和阻尼比对地表加速度反应谱的影响规律,目标是推动反应谱理论向可靠度发展,为基于概率和可靠度思想的工程抗震设计提供支持。 论文进行了以下几方面工作: 1.总结了土动模量和阻尼比、土性参数不确定性、以及土的动力特性对地震动影响的研究现状,介绍了相关的测试技术。 2.详细论述了参考值范围计算方法和数据分布形态的检验方法,编制了相应的计算程序。 3.研究了五种常规土类在8个典型剪应变下的动剪切模量比及阻尼比变异性分布形态,给出了变异性统计指标。 4.给出了不同概率水准典型剪应变下动剪切模量比和阻尼比的变化范围,剖析了其变化规律。 5.针对二、三类典型场地,给出了不同峰值、不同频谱特性的人造地震波输入下具有不同概率水准的动剪切模量比和阻尼比对地表加速度的影响规律,给出了动剪切模量比和阻尼比对反应谱影响的概率分析结果。


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