考虑土层结构影响的场地分类方法研究

摘要

场地对地震波的传播和设计地震动参数的确定有重要的影响，场地类别是确定设计反应谱特征周期和调整设计反应谱平台值的依据。因此，场地分类是当前岩土工程抗震研究的热点问题。研究表明，土体的动力反应不仅取决于土层的厚度和等效剪切波速，还受控于土层结构，中国现行的双指标场地分类方法不能反映土体结构对动力反应的影响。针对这一问题，在已有研究成果的基础上，本文提出了基于周期等效剪切波速的场地分类新方法，并围绕这一方法的合理性和工程应用等问题进行了讨论。本文主要完成了如下几方面的研究工作。
　　1.总结了国内外有关场地分类研究的现状，梳理了中国历代建筑抗震设计规范中场地分类的演化过程，评述了这一研究领域存在的主要问题和今后的研究方向。对目前国内场地分类的主要方法进行了简要介绍，对比分析了不同分类方法的优缺点。
　　2.讨论了中国现行场地分类方法不能反映土体结构对地震动的影响问题。本文以人工合成地震波为地震动输入，选取剪切波速随深度递增，按中国现行规范划分的四类场地作为计算剖面，通过改变土体结构，讨论了土体结构对地震动参数的影响。结果表明，同一类场地，不同土体结构，计算出的设计地震动参数有较大的差别。通过对比四种场地基本周期的计算方法，提出了利用传递函数法计算场地基本周期的建议。
　　3.推导了周期等效剪切波速的计算公式。本文利用逐层单自由度法推导了场地基本周期的计算公式，利用周期等效的原则推导并给出了周期等效剪切波速的计算公式，讨论了走时等效剪切波速和周期等效剪切波速对土体结构的灵敏性，讨论了用两种等效剪切波速作为场地分类指标及其分类结果的合理性。
　　4.提出了考虑土层结构影响的场地分类方法。提出用周期等效剪切波速代替走时等效剪切波速的场地分类方法，通过两种波速分类界限值的数理统计分析，给出了周期等效剪切波速在场地分类中的界限值，给出了新的考虑土层结构影响的场地分类方案。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1选题背景

1．2研究思路和方法

1．2．1人工合成地震动

1．2．2一维等效线性化方法

1．2．3差分进化算法

1．3主要研究内容

第二章场地分类研究现状

2．1引言

2．2我国场地分类的研究历史

2．3场地分类的研究成果

2．3．1关于场地分类方法的研究

2．3．2关于场地分类指标的研究

2．3．3关于计算深度和基岩面的研究

2．4国内外抗震规范中场地分类比较

2．4．1我国场地分类

2．4．2国外场地分类

2．4．3问题与讨论

2．5本章小结

第三章现行场地分类方法的讨论

3．1引言

3．2人工合成地震动和场地计算模型

3．2．1人工合成地震动

3．2．2场地的计算模型

3．3不同土层结构场地的峰值加速度

3．4不同土层结构场地的反应谱

3．5不同土层结构场地的基本周期的比较

3．6本章小结

第四章周期等效剪切波速的计算

4．1引言

4．2可反映土层结构的剪切波速公式

4．2．1走时等效剪切波速

4．2．2周期等效剪切波速

4．3不同土层结构场地模型的检验

4．4 Vse与VsT对土层结构的灵敏性分析

4．4．1人造场地的计算分析

4．4．2实际工程场地的计算分析

4．5Vse与VsT场地分类方法一致性验证

4．6本章小结

第五章考虑土层结构影响的场地分类方案

5．1引言

5．2．1 vsT界限值的确定

5．2．2场地分类方法

5．3设计地震动参数的统计分析

5．3．1计算方案

5．3．2计算结果

5．4本章小结

第六章结论与展望

6．1主要研究成果

6．2问题与展望

附图

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士期间发表的学术论文

攻读硕士期间参与的科研项目