基于我國規(guī)范參數(shù)的土層液化可能性評價(jià)方法研究

發(fā)布時(shí)間：2020-09-22 08:57

　　我國工程建設(shè)發(fā)展迅猛,建設(shè)韌性城鄉(xiāng)也已成為我國防災(zāi)減災(zāi)設(shè)定的目標(biāo)。液化問題作為防震減災(zāi)工作的重要一環(huán),在我國工程建設(shè)和防災(zāi)減災(zāi)事業(yè)中有重要的工程價(jià)值。但是,我國現(xiàn)行規(guī)范中推薦的液化判別方法形成于40年前,方法擬合樣本老舊、缺乏概率意義,已經(jīng)難以滿足當(dāng)前工程需求。國外方法與我國地震動參數(shù)提供方式不接軌,與我國工程習(xí)慣不符,無法在國內(nèi)應(yīng)用。發(fā)展適于我國國情的液化可能性實(shí)用評價(jià)方法應(yīng)是研究目標(biāo)之一。從工程實(shí)用角度,完成土層液化可能性評價(jià)工作中,所需參數(shù)越少越好。僅采用最主要的參數(shù)和最簡單的方式,在保證工程精度的條件下,完成土層液化可能性評價(jià),應(yīng)是研究工作追求的重要目標(biāo)之一,同時(shí)成果也有助于提高對土層液化本質(zhì)和影響因素的認(rèn)識。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的迅猛發(fā)展,以及液化調(diào)查樣本的不斷積累,使得采用最主要的參數(shù)和最簡單的方式,實(shí)現(xiàn)土層液化可能性評價(jià)成為可能,但這方面的研究成果目前尚少�；谝陨犀F(xiàn)狀,本文的研究目標(biāo)是為我國工程建設(shè)提供實(shí)用性的土層液化評價(jià)方法。其實(shí)用性主要體現(xiàn)在三點(diǎn):一是判別指標(biāo)選取與我國現(xiàn)有地震動參數(shù)匹配,并與我國現(xiàn)有工程習(xí)慣接軌;二是將現(xiàn)有規(guī)范確定性方法發(fā)展成概率方法;三是尋找最主要的參數(shù)和最簡單的方式,完成土層液化可能性評價(jià)工作�；谝陨涎芯磕康�,本文的研究主要有如下幾個(gè)方面:1.基于現(xiàn)有國際上公開的震后調(diào)查數(shù)據(jù),構(gòu)建了液化土層實(shí)測剪切波速樣本庫與標(biāo)貫樣本庫。以兩個(gè)樣本庫作為數(shù)據(jù)來源,采用Logistic概率回歸方法,分別建立了基于我國規(guī)范地震動參數(shù)的剪切波速和標(biāo)貫兩種液化概率計(jì)算方法。給出了指定概率水平下的臨界值計(jì)算公式,為我國相關(guān)規(guī)范修訂和工程使用提供了支持。2.基于機(jī)器學(xué)習(xí),對液化影響參數(shù)重要性排序進(jìn)行研究。在此基礎(chǔ)上,分別建立了基于地震動峰值加速度a_(max)、剪切波速V_s和基于a_(max)、標(biāo)貫N_m的液化可能性雙參數(shù)分級準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則構(gòu)成簡單,整體判別正確率達(dá)80%以上,為液化風(fēng)險(xiǎn)評估提供了十分簡單的方法。3.在液化影響參數(shù)重要性排序研究的基礎(chǔ)上,基于基尼指數(shù),提出了土層液化判別標(biāo)貫閾值法,即僅以飽和土層實(shí)測標(biāo)貫值就可判別其是否液化的簡化方法。在不同設(shè)計(jì)加速度區(qū)間,本文提出相應(yīng)的標(biāo)貫閾值,并對標(biāo)貫閾值的可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)。4.整理了同時(shí)具備剪切波速與標(biāo)貫數(shù)據(jù)的雙參數(shù)場地樣本集,對雙參數(shù)樣本集中的典型場地進(jìn)行了分析。將本文剪切波速和標(biāo)貫液化判別方法及NCEER推薦的剪切波速和標(biāo)貫液化判別方法進(jìn)行對比,對以上方法的一致性進(jìn)行了研究。
【學(xué)位單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU435
【部分圖文】：

日本北海道,新西蘭,震害,札幌

圖 1.1 2011 年新西蘭 Christchurch 地震液化震害2018 年 9 月 6 日，日本北海道發(fā)生 Mw6.9 級地震，震中位于人口與建筑物密的札幌市區(qū)附近。本次地震導(dǎo)致札幌市區(qū)發(fā)生了嚴(yán)重的地震液化現(xiàn)象：硬化路面陷，房屋整體傾斜并陷入噴砂中，汽車被液化土吞沒，地下埋管破裂等，如圖 1.

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