本文關(guān)鍵詞：巖土臺(tái)陣的土動(dòng)力學(xué)參數(shù)與場(chǎng)地反應(yīng)研究

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【摘要】：土層的場(chǎng)地反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)參數(shù)是工程地震學(xué)和巖土地震工程學(xué)研究的主要內(nèi)容,對(duì)建(構(gòu))筑物的抗震設(shè)防起著重要的作用。長(zhǎng)期以來,場(chǎng)地反應(yīng)的研究主要基于數(shù)值模擬、宏觀震害調(diào)查以及地表臺(tái)站記錄的地震動(dòng)數(shù)據(jù);而土體動(dòng)力學(xué)參數(shù)的主要獲取途徑是實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和原位測(cè)試。近年來,隨著全球巖土臺(tái)陣數(shù)量的不斷增加,積累了大量高質(zhì)量的地震動(dòng)數(shù)據(jù),為土層的場(chǎng)地反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)參數(shù)的深入研究提供良好基礎(chǔ)。一方面,使用巖土臺(tái)陣的地震動(dòng)數(shù)據(jù)可以用來研究真實(shí)的場(chǎng)地反應(yīng)、揭示場(chǎng)地反應(yīng)機(jī)制;另一方面,巖土臺(tái)陣有助于研究原位土體乃至整個(gè)場(chǎng)地在多種真實(shí)荷載條件下的實(shí)際動(dòng)力反應(yīng),可以檢驗(yàn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法以及原位測(cè)試方法的準(zhǔn)確性與可靠性,對(duì)認(rèn)識(shí)原位土體動(dòng)力特性、改進(jìn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法以及原位測(cè)試方法具有重要意義。本文利用美國加納山谷巖土臺(tái)陣(Garner Valley Downhole Array,即GVDA)記錄的280組加速度時(shí)程和美國金銀島巖土臺(tái)陣(Treasure Island Geotechinical Array,即TIGA)記錄的14組加速度時(shí)程,首先,使用解卷積的地震干涉測(cè)量法研究?jī)蓚�(gè)臺(tái)陣的剪切波速剖面并與實(shí)測(cè)剖面進(jìn)行對(duì)比;然后,使用從加速度時(shí)程中提取的視剪應(yīng)力、視剪應(yīng)變和視剪切模量比,研究視剪應(yīng)力、視剪應(yīng)變和視剪切模量比的關(guān)系及其隨深度的變化規(guī)律,并與實(shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比;第三,使用井上/井下譜比法,研究土層場(chǎng)地的放大作用隨深度的變化規(guī)律。結(jié)果表明:(1)由解卷積的地震干涉測(cè)量法估計(jì)的兩個(gè)臺(tái)陣的剪切波速剖面在一定范圍內(nèi)波動(dòng),其平均值與原位測(cè)試結(jié)果基本一致;但加納山谷巖土臺(tái)陣的東西、南北向的場(chǎng)地剪切波速存在顯著差異。(2)兩個(gè)臺(tái)陣中不同深度段土層的視剪切模量比-視剪應(yīng)變的關(guān)系曲線表明:在淺土層,當(dāng)視剪應(yīng)變達(dá)到約10-6時(shí),視剪切模量開始衰減;當(dāng)視剪應(yīng)變達(dá)到約10-5時(shí),視剪切模量的衰減變得明顯;當(dāng)視剪應(yīng)變達(dá)到約10-4時(shí),視剪切模量比-視剪切應(yīng)變表現(xiàn)出顯著的非線性特征;而在較深的土層,未發(fā)現(xiàn)視剪切模量的明顯衰減。(3)在地震波從基巖傳播到地表的過程中,土層場(chǎng)地的多個(gè)振型被激勵(lì),其放大作用隨深度的變化規(guī)律是按照振型的特征而有規(guī)律地變化。在加納山谷巖土臺(tái)陣的兩次峰值地面加速度大于40 gal的地震中,觀察到了地基本頻率的降低,這一現(xiàn)象說明了非線性場(chǎng)地反應(yīng)的出現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU435

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本文編號(hào)：1286953