場地地震反應的非線性效應分析及計算方法改進.pdf

1、場地條件在地震震害中起著不可忽視的作用。場地的非線性效應首先由巖土工程學家在室內試驗過程中發(fā)現，繼而由地震學家根據對強震動觀測記錄的分析而得到驗證。一般來講，當地震動輸入超過一定閾值(100gal-200gal)時，場地出現明顯的非線性效應，但是對于不同場地，其產生非線性效應的地震動輸入閾值也不盡相同。
　　 本文根據場地等效剪切波速隨地震動輸入水平的變化規(guī)律給出每個場地類型產生明顯非線性效應的地震動閾值。等效線性化方法被廣泛的

2、應用于地震小區(qū)劃和工程場地地震安全性評價中，但在工程中發(fā)現，對于強地震動輸入等效線性化方法低估了土層表面的峰值加速度反應。通過實際豎向臺陣觀測記錄的分析，證實了這一現象。分析發(fā)現主要是由于等效剪應變的近似選取與實際剪應變差異太大，繼而，降低了地震波中高頻成份對地表加速度的貢獻。統(tǒng)計發(fā)現，在動力反應過程中土體的剪應變隨著地震波頻率的增大而逐漸變小。結合土體的剛度和阻尼動力參數曲線，可得出在反應過程中土體的剛度和阻尼的頻率相關性，盡管土體本

3、身并不存在這種特性?；谶@一原理，本文在土體的非線性等效線性化計算中采用與頻率相關的剛度和阻尼，并利用該方法對Port Island等豎向臺陣的地震動觀測記錄進行計算分析。計算表明，與傳統(tǒng)的方法相比，考慮頻率相關的剛度和阻尼的等效線性化方法結果更符合實際觀測值在利用傳統(tǒng)等效線性化方法進行一維場地的土層反應計算時，由于上文所述的等效剪應變選取所造成的弊端，本論文將采用地震動相對持時概念，即：設定某一閾值，在地震動時程第一次和最后一次超過該