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工程场地中断层的存在,尤其是活动断层,会给工程造成重大隐患。正确地评价断层对工程的影响,采取有效的工程措施,避免断层对工程造成的危害是工程界普遍关心的一个重要课题。目前场地断层对地震动影响的认识尚不统一,甚至会出现相互矛盾的观点,有必要开展断层对工程影响的系统研究。本文在这方面做了一些研究,具体内容如下。 1.综述了断层对地震动影响的因素。即上下盘的土质,可能存在的破碎带,隐伏断层的存在,以及入射地震波类型等因素,对地震动的影响较大。 2.介绍并总结了断层场地地震动的研究方法。一是使用实际断层地震作用下的原位观测记录进行研究;二是断层模型的试验研究;三是断层场地的数值模拟研究。由于前两种方法存在许多缺陷(如需要消耗大量的财力物力、很难得到较为系统地结论等),因此,研究人员多根据所收集的实际地质资料,建立断层模型进行数值模拟分析。 3.搜集了新泰-蒙阴断裂地质资料,综合新泰-蒙阴断裂的平面和剖面特征、地质构造和活动特征,对其进行合理简化。利用FLAC3D软件,建立新泰-蒙阴断裂工程影响分析的3D地质构造模型。选取调整后的卧龙波作为输入地震动,得到了新泰-蒙阴断裂不同试验段的位移云图及位移分布图,从图可以看出明显的上盘效应。 4.为进一步研究断层对地震动的影响特性。研究了断层倾角、覆盖层厚度、土层参数以及地震波对断层地震动的影响。 断层倾角对地震动影响的研究表明,当断层倾角为45°时,断层出露点的峰值加速度最大,当倾角大于45°时,断层出露点的峰值加速度随倾角增大而减小;随着隐伏断层覆盖层厚度的增大,地表监测点峰值加速度逐渐减小;当断层场地围岩变松变软时,场地地表峰值加速度更小;输入相同地震动的情况下,断层场地要比无断层的自由场地地震动大。 对同一模型输入不同地震波后发现,断层地表监测点的峰值加速度随输入地震动强度增大而变大,但放大系数随强度变大而减小。输入相同强度集集地震波、卧龙地震波和EL-centro波后发现,由于地震波频谱不同,地表地震动的放大效应也不同,卧龙地震波和EL-centro波要比集集地震波的放大效应更为明显。