局部场地条件对地下结构抗震性能的影响

资料表明，由于工程地质条件的限制，地下结构往往要穿越地质条件复杂的场地，局部场地条件（场地土的刚度变化、变形以及地形等）对地下结构的抗震性能有着重要的影响，是提高地下结构抗震能力中的一个重要问题。本项目以地下结构为研究对象，拟开展局部场地条件的影响作用研究，以两相介质模型模拟饱和土，以振动台实验分析结合理论研究，在以下几个方面开展研究工作：1）场地土的刚度变化（具有软土、液化土层等导致土体的刚度有较大的变化和变形等）对地下结构抗震性能影响的理论和实验分析；2）地下结构的几何尺寸和场地土体的几何特征对地下结构抗震性能影响的理论和实验分析；3）地形变化和由于地形变化导致的地震动的改变对地下结构抗震性能影响的理论和实验分析。本项目将对地下结构的地震动力反应特性和震害机理开展研究，进而对地下结构的防灾减灾问题提供具有理论和指导意义的研究成果。

近年来，随着人们对场地地震响应的认识与分析，发现局部场地条件对地震的传递有很大影响，直接影响到震害程度。土层由于形成年代与成因类型的差异，其动力特性表现出明显的不均匀性，在各种天然形成的特殊土地理分布，存在一定的规律，表现出一定的区域性。现世界范围内地震频繁，多地震的地理、地质条件不可避免地带来众多问题。场地又是建筑抗震设计中必须考虑的重要条件，因此有必要对地震作用下区域性场地的地震动力特性进行探讨。本项目以地下结构为研究对象，拟开展局部场地条件的影响作用研究，以振动台实验分析结合理论研究，主要在以下2个方面开展研究工作：1）场地土的刚度变化（具有软土、液化土层等导致土体的刚度有较大的变化和变形等）对地下结构抗震性能影响的理论和实验分析；2）地形变化和由于地形变化导致的地震动的改变对地下结构抗震性能影响的理论和实验分析。本项目将对地下结构的地震动力反应特性和震害机理开展研究，进而对地下结构的防灾减灾问题提供具有理论和指导意义的研究成果。.本文基于全粘土场地与区域性场地条件下的振动台模型试验，从试验现象、场地加速度反应、孔隙水压力、反应谱等角度分析了地震作用下区域场地的动力响应规律，得到了如下一些规律和认识：.（1）随着地震波幅值的增加，区域性场地的砂土层中孔隙水压力扩展规律为先增大后减小，孔压峰值对应的地震波幅值约为0.4g；双向加载输入工况使得孔隙水压力增加10%-83%；且振动型地震波作用对场地的液化作用明显。.（2）全粘土场地，对地震具有加强作用，放大效果随加速度幅值的增加而减弱，随地震波往地表传递而增强，双向地震对加速度幅值有促进作用，最大值放大系数为1.96发生在0.6g双向激励下；场地输入振动幅值增加，经过全粘土得到的地表自振频率从11.027HZ 减小到3.202HZ，场地过滤高频放大低频作用越明显。.（3）区域性场地，放大系数为全粘土场地放大系数的0.451到0.881倍，在0.4g双向激励下对应值最小；较小幅值地震作用（0.1g、0.2g）下场地对地震动幅值起到放大作用，在较大地震（0.4g、0.6g）激励作用下，由于砂土液化、粘土软化促使放大系数减小，表现为减震作用；地震波经过区域性场地砂土层，其放大系数减小，0.2g对应幅值减小最大，幅度达到8.99%；各个土层位置在较大加速度幅值作用下加速度放大系数整体减小 。.（4）区域性场地，其