基于真非线性分析的软弱层场地地震效应研究

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含有软弱层的场地是我国沿海地区常见的一种场地类型,其作为一种特殊场地一直是地震工程学领域研究的重点,已有的地震灾害调查及场地分析均表明土体结构中软弱层的存在对场地地震效应有着不可忽略的影响,所以对含软弱层的场地进行地震效应分析,无疑对结构抗震设计具有重要意义。本文采用尚守平等提出的基于阻尼的滞回模型,应用一维真非线性场地反应分析方法,对含有软弱层的场地展开分析,主要研究了软弱层的埋深、厚度、剪切波速、阻尼比和动剪模量比这5种因素变化对场地峰值加速度和场地反应谱的影响规律。研究结果表明:1、软弱层的存在使得场地加速度峰值发生突变,随着软弱层埋深、厚度、剪切波速、阻尼比和动剪模量比的不同,这种突变可能使得地面峰值加速度增大或减小。对于给定的软弱层埋深、厚度、剪切波速、阻尼比和动剪模量比,随输入地震动幅值的增大,地面峰值加速度增大,加速度效应系数没有明显规律;对于给定的地震动,地面峰值加速度随软弱层埋深、厚度的增大而减小,随剪切波速的增大而增大,随阻尼比和动剪模量比的依次变化在增大,由此表明深厚的软弱层对场地具有显著的减震作用,其埋深越深,厚度越大,剪切波速越小,减震效果越明显。2、软弱层的存在使得场地反应谱特征周期延长,长周期段曲线升高并出现多峰值现象,有无软弱层的场地反应谱差值比远大于工程可接受的误差范围20%,且在本文算例中,最大反应谱差值比已达到18.0倍;软弱层所引起的场地反应谱差值比曲线随结构周期的增大先升高后降低,存在一个对应着最大反应谱差值比的特征周期;软弱层的埋深、厚度、剪切波速、阻尼比和动剪模量比是决定软弱层对场地反应谱强烈程度的主要因素,而输入的地震波特性与地震动幅值对含软弱层场地的反应谱的影响规律则不明显。
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