宁南丘陵区非饱和黄土场地的地震动效应研究

论文摘要

我国中西部地表广泛覆盖着不同年代,不同厚度的黄土,受地形地貌、地质构造及人类活动等多种因素的影响,已成为地质灾害频发地区。已有震害调查显示,黄土地区各种高发的地震灾害与场地条件密切相关。本文借助动三轴试验来考虑表层土含水率对黄土动力特性的影响,结合一维土层地震反应分析与有限元数值计算的方法,研究地表水对地面运动强度的影响。并针对宁夏西吉地区地震灾害特点,以黄土丘陵为研究对象,采用地脉动测试及数值计算方法,研究强震作用下黄土丘陵区的强地面运动特征,揭示该区地震灾害与强地面运动之间的关系。论文主要研究结论如下:（1）宁夏南部非饱和原状黄土的动三轴试验研究表明,随着含水率升高,黄土的动剪切模量减小,阻尼比升高;当含水率达到塑限时,含水率变化对动剪切模量和阻尼比的影响明显减弱;相同含水率的黄土,埋藏深度越大,最大动剪切模量越大。（2）非饱和黄土场地的土层地震反应分析研究表明随着输入地震波强度增大和含水率升高,黄土场地地表地震动峰值加速度（PGA）和反应谱谱值基本呈现增大的趋势;但黄土含水率变化对不同计算剖面的地面运动强度和特征的影响差异很大。（3）现场踏勘和地脉动测试分析发现,研究区滑坡震害密集发育的丘陵斜坡坡度较缓,黄土覆盖厚度约为10-40m;地脉动测试场地滑坡发育一侧的土层较厚,其H/V谱比放大倍数高于未触发滑坡一侧。（4）地脉动测试场地的二维数值模型计算分析认为,丘陵山体两侧地形和覆盖层不同造成地震动放大效应不同,是导致研究区单侧滑坡连片发育的因素之一;简化模型的计算结果对比认为,起伏黄土丘陵地形的地震动放大效应可近似为地形、土层单独作用下地震动放大效应的乘积。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 研究意义
•   1.3 研究现状
•   1.4 研究内容与技术路线
•   1.5 论文的创新点
• 第二章 宁南地区非饱和黄土动弹性模量与阻尼比试验研究
•   2.1 试验方法
•   2.2 试验仪器
•   2.3 试样特性及制备
•   2.4 试验结果与分析
• 第三章 非饱和黄土动力特性对场地地震动参数的影响
•   3.1 输入地震动选取
•   3.2 分析模型建立
•   3.3 计算结果分析
• 第四章 基于地脉动记录研究宁南丘陵区典型震害场地的地震动特征
•   4.1 地脉动法原理与应用
•   4.2 研究区工程地质条件
•   4.3 地脉动测试
•   4.4 数据处理
•   4.5 结果分析
• 第五章 宁南典型震害场地的地震响应分析
•   5.1 数值分析的关键问题处理
•   5.2 地脉动测试场地模型的地震响应分析
•   5.3 典型震害场地模型的地震响应分析
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 魏来

导师: 卢育霞,周正华

关键词: 非饱和黄土,地震动响应,地脉动,数值模拟,场地效应

来源: 中国地震局兰州地震研究所

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 中国地震局兰州地震研究所

基金: 国家重点研发计划项目:星机地协同的大地震灾后灾情快速调查关键技术研究(2017YFC1500900),中央级公益性科研院所基本科研业务费专项:基于地震与背景噪声的黄土场地地震动特性研究(201ESLZ5I05)

分类号: TU435

总页数: 82

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