軟弱夾層土對軟土地基地震效應的影響分析 軟弱夾層

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本文為了得到薄弱夾層土的深度與埋深對于地表的震撼參數(shù)的作用，基于天津某工程的一場地為研究對象，通過軟夾層的厚度與埋深對于軟土地層的地震效應的影響舉行了詳盡的分析。其中采取了一系列的變量處理：將薄弱夾層的厚度從2m增加到10m，分為5個剖面；薄弱夾層的厚度從2m變化到62m，形成了16個剖面；然后選用Taft、Elcentro和Northridg作為地震記錄的輸入地震撼，結果使用SHAKE9程序?qū)Σ煌姆逯导铀偎健⒏鱾€剖面以及輸入地震波舉行地震的回響測試。

薄弱夾層；輸入地震撼；軟土場地；加速度放大系數(shù)

薄弱夾層土對于地震地面的運動有著重要的影響作用。更加是在沿海地區(qū)與江河的下游地區(qū)存在著厚度較大的薄弱土沉積層，而且由于形成的時間與類型不同，從而導致了不同的動力學特征。近年來大量的工程地震研究者在好多的方面舉行了關于薄弱土夾層的厚度與深度對于地表地震撼的影響。本文就以某工程為例，通過測驗構造不同的剖面，比較研究各因素對于結果的影響。

1薄弱土定義與特性

廣義的薄弱土指具有高壓縮性的土質(zhì)，一般包括淤泥、片面沖填土、淤泥質(zhì)土、雜填土等，而由以上薄弱土構成的地基就是薄弱土地基。

薄弱土所具有的特殊的工程力學性質(zhì)是由于其自身的特殊物理性質(zhì)抉擇的。軟土特殊的物理及工程性質(zhì)主要的表達在：自然孔隙比大、抗剪強度低、自然含水量高、壓縮系數(shù)高、滲透系數(shù)小。假設這種土在受到較大的外在壓力作用時就會產(chǎn)生巨大的不平勻的形變，而且具有較長的變形穩(wěn)定時間。

2場地條件與輸入地震撼的特性

選用天津某一籠罩層達成100m的場地舉行分析，將3條地震波的峰值設定為0.35m/s2，0.70m/s2，與0.98m/s2，條件簡稱為T1,T2,T3;E1,E2,E3;N1,N2,N3。使用Taft、Elcentro和Northridg作為地震記錄的輸入地震撼。

3薄弱夾層對場地地震放大效應的影晌

試驗中選用軟粘土作為軟夾層土，剪切波速與重度分別為100m/s，19.3KN/m3，然后通過構造不同的剖面來研究地震的效應受到哪些因素的影響。

3.1薄弱夾層土的埋深對場地地震效應的影響

試驗中將2m厚的軟夾層土依次場地的不同剖面深度，埋深由2m增加到62m，選取其中的16個剖面，并使用Taft、Elcentro和Northridg作為地震記錄的輸入地震撼，總共形成了144種比較分析，其結果分別如下圖1、2、3：其縱坐標與橫坐標分別代表地表加速峰值Amax或者放大系數(shù)與埋深Drj。

由上圖可以見：

3.1.1在輸入地震波震撼與峰值固定的處境下，逐步的增加薄弱土層的埋深可以有效的減小放大系數(shù)與地表峰值加速度Amax。但是當埋深Drj增加到30m后，這時候再增加埋深已經(jīng)不能明顯的影響放大系數(shù)與地表峰值加速度Amax。

3.1.2無論對于Taft、Elcentro或者Northridg作為地震記錄的輸入地震撼，當薄弱土層的埋深增加到大于30m時已經(jīng)不能明顯的影響放大系數(shù)與地表峰值加速度Amax。

3.1.3當加速度水平與輸入地震確定的處境下，存在一個臨界的埋深，在埋深超過臨界值時放大系數(shù)就小于1，相應的減震效果較為明顯。有時的地表峰值的加速度甚至可以裁減80%，但是這個臨界深度并非一成不變的，而是會隨著輸入的地震撼以及強度有關。

3.1.4輸入的地震撼的強度越大，薄弱夾層土對場地的加速度表現(xiàn)出的削減作用也就越明顯。

上圖2為峰值0.35的Taft波時不同的埋深對于地表加速度的作用。其中僅僅以每八米為間隔，從2m一向增加到62m，從上述測驗的結果可見：

（1）在埋深不斷增加的處境下，地表加速度的譜線從單峰逐步的向雙峰過度。這一結果與前人的研究一致。

（2）回響譜的卓越周期有隨著埋深的增加而加大的趨勢，尤其是在埋深大于38米后：埋深38米時為0.4s與1.45s；當埋深到46m時為0.43s和1.45m；增加到62米時卓越周期為0.5s和1.45s。

（3）由圖可見，當軟夾層的埋深為2m時，對應的譜值為283.4cm/s2，隨著埋深增加到最大值62米，譜值僅為120cm/s2。

假設二維的圖譜還不夠明顯的話，可以用測驗數(shù)據(jù)生成關于埋深、地表加速度放大系數(shù)以及加速度峰值的三維立體圖。也可以得到類似的結論，只是可以更為明顯的看出各因素之間的關聯(lián)。

3.2軟夾層的厚度對場地地震效應的影響

上面的全體議論是基于一致厚度的薄弱夾層土而舉行的研究，下面以軟夾層的厚度對場地地震效應舉行探討。試驗中取地下9米與22米處計算薄弱土夾層厚度對于地表峰值加速度的影響，而且這兩個深度的夾層厚度從2米過度到10米，構成了5個新的剖面舉行研究。本測驗使用的輸入地震撼為Taft，共計做了60種不同條件下的地震效應分析，測驗的結果如下圖5，其中縱坐標與橫坐標分別代表地表加速峰值Amax或者放大系數(shù)與薄弱夾層土厚度Hrj。

由上圖可見，不同的薄弱土夾層埋深對于地地表峰值加速度及放大系數(shù)有著明顯的不同作用。當埋深較淺時，假設以確定的峰值加速水平與輸入地震撼舉行試驗，那么地表峰值加速度及放大系數(shù)都會同步的減小；當軟夾層所處的位置較深時，假設地震撼不同，那么地表峰值加速度及放大系數(shù)的變化趨勢有較大的識別。概括來說就是當輸入峰值水平在0.35時，對于不同的地震波，地表峰值加速度及放大系數(shù)都會隨著薄弱夾層土的厚度的增加而展現(xiàn)減小的趨勢；當輸入的峰值較高時那么沒有這一規(guī)律性的結果。

4.減小地震效應的工程選址原那么

有上述的論述可見，薄弱地基對于減弱地震的危害具有確定的減弱作用，但是也存在著不平勻變形的危害，于是結合我國建筑的施工選址閱歷，特總結出以下的場地的選址原那么：

（1）選擇土質(zhì)堅實的堅硬場地。由于松軟的土地很輕易在地震的作用下發(fā)生地基失效，例如河道、山坡、山谷河邊等軟土地址環(huán)境。

（2）對于某些特殊的理由而不得不在較差的場地施工時，要采取抗震的處理，即使已經(jīng)落成的工程也要舉行后期的加固。

（3）由于較弱的地基具有不平勻的形變，在使用中要留神保持地基的整體性，防止發(fā)生永久性的或者動態(tài)的不平勻形變。

總之，選址務必處于地震發(fā)生率小、地震回響較小的地段。

5.結論

以上的論述中主要通過構造