论文部分内容阅读
近年来全球强震频发,破坏性灾害现象严重,饱和砂土液化是其中突出的场地灾害问题,而提高液化灾变评估精度是减轻液化灾害的重要途径,因此研究液化灾变评估具有重要意义。液化灾变评估精度取决于地震动强度指标计算的精度和地震动强度指标与液化灾变之间相关性的优劣。一方面放大效应对计算一定深度处的地震动强度指标有着重要影响,但根据以往研究可知,现今工程上常用的放大效应公式精度不高,数值方法中参数的选择和使用对于工程人员来说又太过复杂,因此有必要建立精度较高又便于工程人员应用的放大效应简化算法;而在另一方面,现今常用的评估液化灾变的地震动强度指标CSR在一些情况下预测值与实际值差异显著,因此有必要比较不同地震动强度指标对地震灾变表征能力的高低,然后选择最优地震动强度指标来描述地震灾变。针对以上问题,本文在基岩上水平粘弹性地基波动传递函数的基础上,进一步考虑应变和孔压造成的非线性对土体剪切刚度的影响,建立了物理意义更明确的易液化地基地震动放大函数。开展了系列离心机振动台模型试验,验证了该简化放大函数的正确性,比较了不同地震动强度指标对地震液化灾变的评价性能,建立了便于工程人员使用的放大效应简化方法。主要内容与创新性发现如下:(1) 用剪应变和超静孔压比改进了刚性基岩/弹性基岩上各向同性小阻尼粘弹性单层土体受谐波激励下的波动理论解,并根据改进公式建立多种地震动强度指标的深度折减系数曲线表达式;(2) 开展了6个不同土类、不同厚度、不同输入激励的离心机振动台试验,验证了改进公式在中低频、中小震、土层厚度小于30 m条件下,其计算值与实际放大情况较为一致,并比改进前的公式更接近实际情况;(3) 基于振动台台面地震动强度指标模型和多种地震动强度指标的深度折减系数曲线建立地表地震动强度指标模型,提出用孔隙比函数和体变势函数归一不同振动事件初始密实度不同对孔压和沉降的影响,并基于振动台台面地震动强度指标模型,分析了不同地震动强度指标与地震灾变参数的相关性高低;基于地表地震动强度指标与地震灾变的关系分析了不同地震动强度指标表达的液化阈值问题;(4) 对于原场,提出近地表30 m土层范围的平均剪应变γAA以及最大深度平均超静孔压比ru,max的计算方法,对金银岛井下台阵的6次地震动记录进行放大效应计算,验证改进公式作为地震动放大效应简化算法在原位的适用性。