珊瑚岛礁三维地震反应分析

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:loveme2001
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随着我国岛礁工程的开发建设,岛礁工程的抗震问题成为亟需解决的重要课题之一。我国部分海域是地震相对活跃地区,研究岛礁在地震作用下的场地地震反应特性具有十分重要的意义。现有研究主要以珊瑚钙质砂和礁灰岩的物理力学特性为主,对于地震反应分析则多采用一维或二维简化模型,不能真实反映复杂的岛礁地形,得到的结论有待完善。本文采用FLAC3D软件基于某珊瑚岛礁建立了三维计算模型,基于现有珊瑚岛礁工程地质条件研究赋予模型合理的计算参数,以日本K-NET台网海底台站记录的实测海域地震记录作为基岩底部输入地震动,研究了岛礁几何尺寸、地震动特性、双向和三向地震动输入下海水-岛礁相互作用等因素对珊瑚岛礁场地地震反应的影响,论文主要工作及结论概括如下:1.在已有研究的基础上,依据工程地质资料,探讨了岛礁土体本构模型、边界条件、流固耦合及海域地震动等关键参数的选取方法,采用FLAC3D软件构建了充分反映岛礁工程力学特性的数值模型,并对计算模型的可靠性进行了验证。2.研究了岛礁地形对地震反应的影响,研究结果表明灰砂岛处地震动放大效应显著,港池处地震动相对较小,地形对地震反应有显著影响;岛礁地表加速度放大系数与输入地震动频谱成分密切相关,整体随输入地震动峰值的增大而减小。3.分析了海水流固耦合及岛礁外部海水对岛礁地震放大效应的动力作用,岛礁场地地震反应与不考虑海水作用相比呈现减小的趋势,特别是输入地震动频率较高时,海水对岛礁地震反应影响增大;岛礁水平向加速度放大系数随海水水位的增高呈减小的趋势。4.对比了多向输入与单水平向输入下岛礁地震反应的差异,三向地震输入下岛礁水平向地震反应比水平单向输入显著增大,三向地震动输入与水平双向输入下岛礁地震反应相差不大;竖向加速度放大系数比水平向放大系数明显增大,竖向峰值加速度放大系数随基岩输入地震动幅值的增大而增大,随海水水位的升高呈现减小的趋势。
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