基于土非線性參數(shù)變異性的概率設計譜研究.pdf

1、實際震害資料和土層地震反應分析表明,土體動剪切模量比和阻尼比是影響土層地震反應分析結果的主要因素之一,土體非線性對土層地震響應產生顯著的影響已被研究者所證實。然而,土體是一種具有顯著不確定性的材料,在其漫長的歷史形成過程中,經歷了自然和人為等因素的作用,其性質相當復雜,勘察、取樣和實驗得到的土體參數(shù)是離散的。土體參數(shù)的離散性必然會引起相應巖土工程和地震工程設計中的許多不確定性。
　　 《建筑抗震設計規(guī)范》中的標準設計譜是代表著實

2、際情況的一種平均結果,事實上具有很大的不確定性,其中就包含了土動力非線性變異性的影響。為考慮不同風險水準下結構的抗震設計,就需要土參數(shù)變異下的概率設計譜。
　　 本文研究了概率設計譜計算方法,給出了考慮土非線性參數(shù)變異性下具有概率意義標準設計譜的的修正關系,以深化土非線性對設計譜影響認識,并為考慮不同風險水準的工程抗震設計提供參考。同時,為掌握土非線性特征與反應譜特征之間的關系,并為工程風險設計中土非線性參數(shù)的選取提供依據,本文

3、研究了場地土體動力非線性參數(shù)概率與地表響應概率之間的關系。主要的工作如下:
　　 1.闡明了進行不確定性分析基本理論,對正態(tài)性檢驗、百分位數(shù)、參考值范圍的概念和計算方法進行了詳細論述,提出了考慮土動剪切模量比和阻尼比變異性的概率設計譜計算的基本思路,自編了概率設計譜的計算程序。
　　 2.根據提出的考慮土動剪切模量比和阻尼比變異性概率設計譜的計算思路,以四種設防烈度下二類場地為計算模型,提出了考慮粘性土和無粘性土動剪切模

4、量比和阻尼比變異性下概率設計譜,分析了各種參數(shù)對概率設計譜的影響。
　　 研究分析表明,土動剪切模量比和阻尼比變異性對設計譜總體影響顯著,但影響程度主要由概率水準決定,對不同頻段影響也不近相同；由土動剪切模量比和阻尼比變異條件下所得到的概率設計譜的離散絕大多數(shù)不遵從正態(tài)分布而為偏態(tài)分布；無粘性土動剪切模量比的變異性對設計譜的影響程度遠遠大于粘性土動剪切模量比變異性對設計譜的影響程度；場地土動力非線性參數(shù)變異性對地表峰值加速度影響

5、的敏感性隨場地土動力非線性參數(shù)概率水準的增大而增強。
　　 3.采用數(shù)值模擬方法,通過二類場地模型,建立了粘性土和無粘性土動力非線性參數(shù)概率與地表響應概率之間的關系。
　　 研究表明,動剪切模量比非線性參數(shù)概率水平與場地設計譜概率水平的關系隨頻率不同而有所變化；阻尼比非線性參數(shù)概率水平與場地設計譜概率水平存在良好的對應關系,二者概率水平一致,且與反應譜的頻率無關；動剪切模量比和阻尼比非線性參數(shù)概率水平均與峰值加速度概率水