地震安全性評(píng)價(jià)課程第11章.ppt

1、,Changan University,第十一章 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)確定和地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià),10.0 緒 論,場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)確定和地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)是工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)的目標(biāo)，其結(jié)果作為建設(shè)工程抗震設(shè)防的依據(jù)。 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)相關(guān)因素： 地震震源特性 地震波從震源傳播至場(chǎng)地途徑 局部場(chǎng)地條件,區(qū)域、近場(chǎng)地震活動(dòng)性和地震構(gòu)造評(píng)價(jià),地震動(dòng)衰減關(guān)系、地震危險(xiǎn)性分析,場(chǎng)地條件勘測(cè)、場(chǎng)地土層地震反應(yīng)分析,工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)講義 鄧亞虹,Changan University,10.1 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)和時(shí)程確定,1.場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)應(yīng)包括場(chǎng)地地表及工程建設(shè)所要求深度處的地震動(dòng)峰值和反應(yīng)譜。 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)包

2、括：場(chǎng)地地震動(dòng)峰值(峰值加速度、峰值速度及峰值位移)、反應(yīng)譜和時(shí)程曲線等。 應(yīng)根據(jù)建設(shè)工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇與工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相適應(yīng)的參數(shù)： （1）峰值加速度和反應(yīng)譜 ：慣性力作用的地面結(jié)構(gòu)工程 （2）峰值速度、峰值位移 ：非慣性力作用的地下結(jié)構(gòu)工程 （3）長(zhǎng)周期反應(yīng)譜：超高或大跨等自振周期很長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)工程 （4）基礎(chǔ)埋藏較深的地面工程或地下工程：地表和所需深度 處的場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)值,第十一章 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)確定和地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià),工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)講義 鄧亞虹,Changan University,2.自由基巖場(chǎng)地應(yīng)根據(jù)地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果確定場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)： a)I級(jí)工作，應(yīng)綜合考慮確定性方法和概

3、率方法的結(jié)果確定場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)； b)級(jí)和級(jí)工作，應(yīng)根據(jù)概率方法的結(jié)果確定場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)。 3.土層場(chǎng)地，應(yīng)建立場(chǎng)地地震反應(yīng)分析模型，進(jìn)行場(chǎng)地地震反應(yīng)分析，井基于場(chǎng)地地震反應(yīng)分析結(jié)果確定場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)。 地震危險(xiǎn)性分析+場(chǎng)地地震反應(yīng)分析,第十一章 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)確定和地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià),工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)講義 鄧亞虹,Changan University,場(chǎng)地地震反應(yīng)分析計(jì)算的基本思路是： (1)以地震危險(xiǎn)性分析所給出的基巖表面地震動(dòng)參數(shù)值為目標(biāo), 人工合成地震動(dòng)時(shí)程，并確定場(chǎng)地地震反應(yīng)分析計(jì)算的輸 入地震動(dòng)。 (2)建立與工程場(chǎng)地相對(duì)應(yīng)的場(chǎng)地計(jì)算力學(xué)模型。 (3)利用場(chǎng)地地震反應(yīng)分析數(shù)值計(jì)

4、算方法，計(jì)算工程場(chǎng)地在已 知計(jì)算輸入地震動(dòng)情況下的反應(yīng)，并給出場(chǎng)地地表和不同 深度處的地震反應(yīng)時(shí)程及相關(guān)反應(yīng)譜和其他參數(shù)值。 (4)綜合評(píng)判多個(gè)鉆孔場(chǎng)地力學(xué)模型和多個(gè)輸入地震動(dòng)時(shí)程樣 本組合情況的場(chǎng)地地震反應(yīng)分析計(jì)算結(jié)果，以確定場(chǎng)地地 震動(dòng)參數(shù)值。 (5)根據(jù)綜合評(píng)判結(jié)果確定場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)值。,第十一章 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)確定和地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià),工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)講義 鄧亞虹,Changan University,4.應(yīng)根據(jù)工程需要，依據(jù)場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)合成場(chǎng)地地震動(dòng)時(shí)程： 應(yīng)根據(jù)工程需要，依據(jù)場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)值人工合成場(chǎng)地地震動(dòng)時(shí)程，以作為工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)分析計(jì)算的地震輸入。 在場(chǎng)地地震反應(yīng)分析

5、計(jì)算輸入地震動(dòng)時(shí)程及場(chǎng)地地震動(dòng)時(shí)程的合成方面，工程實(shí)踐中常用的方法是擬合反應(yīng)譜的三角級(jí)數(shù)疊加法。該方法以給定的地震動(dòng)參數(shù)值包括峰值加速度、加速度反應(yīng)譜和時(shí)程強(qiáng)度包絡(luò)函數(shù)為目標(biāo)參數(shù)值，采用迭代調(diào)整技術(shù)合成滿足一定擬合控制精度的地震動(dòng)時(shí)程。,第十一章 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)確定和地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià),工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)講義 鄧亞虹,Changan University,10.2 場(chǎng)地地震反應(yīng)分析模型建立,場(chǎng)地地震反應(yīng)分析模型即場(chǎng)地力學(xué)模型的確定是場(chǎng)地地震反應(yīng)分析的關(guān)鍵問題，場(chǎng)地工程地質(zhì)條件資料是確定場(chǎng)地力學(xué)模型的基礎(chǔ)。 I級(jí)、級(jí)工作和地震小區(qū)劃，地面、土層界面及基巖面均較平坦時(shí)，可采用一維分析模型；土層界

6、面、基巖面或地表起伏較大時(shí)，宜采用二維或三維分析模型。,考慮邊界效應(yīng),工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)講義 鄧亞虹,第十一章 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)確定和地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià),Changan University,確定地震輸入界面時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定： a)I級(jí)工作應(yīng)采用鉆探確定的基巖面或剪切波速不小于 700ms的層頂面作為地震輸入界面； b)級(jí)工作和地震小區(qū)劃應(yīng)采用下列三者之一作為地震輸入 鉆探確定的基巖面； 剪切波速不小于500ms的土層頂面； 鉆探深度超過100 m，且剪切波速有明顯躍升的土層分界 面或由其他方法確定的界面。,第十一章 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)確定和地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià),工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)講義 鄧亞虹,C

7、hangan University,10.3 場(chǎng)地土層模型參數(shù)的確定,基礎(chǔ)：場(chǎng)地工程地質(zhì)條件資料 參數(shù)：場(chǎng)地地震反應(yīng)分析模型參數(shù)包括土層剖面描述參數(shù)及土體力學(xué)性能參數(shù)，它們是土層厚度(空間三維變化)、土體密度、土體s波(剪切波)與P波波速、土體動(dòng)力非線性關(guān)系，即剪變(或壓縮)模量比與剪(或軸)應(yīng)變關(guān)系曲線、tt)g比與剪(或軸)應(yīng)變關(guān)系曲線。這些參數(shù)均可根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件勘測(cè)與試驗(yàn)結(jié)果確定。,第十一章 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)確定和地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià),工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)講義 鄧亞虹,Changan University,10.4 場(chǎng)地地震反應(yīng)分析與場(chǎng)地相關(guān)反應(yīng)譜的確定,采用用工程場(chǎng)地相適應(yīng)的場(chǎng)地力學(xué)

8、模型（一維、二維或三維場(chǎng)地模型），利用適當(dāng)?shù)姆治龇椒?，在已知?chǎng)地力學(xué)參數(shù)及計(jì)算地震動(dòng)輸入的情況下，可以給出場(chǎng)地不同位置（包括不同深度處）地震反應(yīng)的地震動(dòng)時(shí)程，而后計(jì)算處地震動(dòng)時(shí)程對(duì)應(yīng)的場(chǎng)地相關(guān)反應(yīng)譜。 （1）一維模型土層厚度應(yīng)劃分得足夠小，使層內(nèi)各點(diǎn)剪應(yīng)變幅值大體相等，計(jì)算可用等效線性化波動(dòng)法。 （2）二維及三維模型采用有限元法求解時(shí)，有限元網(wǎng)格在波傳播方向的尺寸應(yīng)在所考慮最短波長(zhǎng)的11218范圍內(nèi)取值。,第十一章 場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)確定和地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià),工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)講義 鄧亞虹,Changan University,10.5 工程場(chǎng)地地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià),場(chǎng)地地震地質(zhì)災(zāi)害是由地震動(dòng)或斷層錯(cuò)動(dòng)引起的可能影響場(chǎng)地上工程性能的場(chǎng)地失效。震害經(jīng)驗(yàn)表明，不良地質(zhì)條件的場(chǎng)地，常誘發(fā)產(chǎn)生各種地質(zhì)災(zāi)害。地震地質(zhì)災(zāi)害主要包括三大類： a)由于地震動(dòng)作用導(dǎo)致的對(duì)工程有直接影響的工程地基基礎(chǔ)失效，包括飽和砂土液