下载文档原格式
地震对土壤液化的影响与防治技术研究地震是一种毁灭性的自然灾害，对土壤液化产生重大影响。
地震的振动波能够引起土壤颗粒之间的相对位移，导致土壤整体变形和液化。
本文将探讨地震对土壤液化的影响以及目前的防治技术研究。
一、地震对土壤液化的影响1. 地震波导致土壤的振动：地震波的传播会引起土壤颗粒的震动和变形。
当地震波通过土壤时，土壤颗粒会发生相对位移，导致土壤内部发生塑性变形。
这种土壤的振动使土壤内的孔隙水压力上升，从而降低土壤的强度，造成液化现象。
2. 土壤液化引起地基沉降：当土壤受到地震波的作用，孔隙水压力升高，土壤失去强度，会导致地基的沉降。
这种沉降现象对建筑物和基础设施的稳定性造成威胁，甚至引发建筑物倒塌等灾害。
3. 地震引发液化喷流现象：在强烈地震的作用下，土壤中的水分被压实，形成高压水层。
当地震波通过时，高压水层突然释放，形成喷流现象。
这种喷流现象不仅会对土壤造成严重破坏，还可能导致地下管道的破裂和气体、液体的溢出，进一步加剧灾害。
二、防治技术研究1. 土壤改良技术：通过改变土壤的物理和化学性质，提高土壤的抗震性能和抗液化能力。
其中包括添加固结剂或增加骨架支撑等方法，以增强土壤的稳定性，减少液化风险。
2. 基础工程技术：采用合理的地基处理方法，如扩大基础面积、增加基础深度和加固地基等，以提高建筑物的抗震能力。
此外，还可以利用弹簧隔震、减振器等技术来减小地震对建筑物的冲击。
3. 沉积物加固技术：对于存在高液化风险的地区，可以采用加固地下水位下降的方法，使用排水井、抽水措施等手段，有效降低土壤的孔隙水压力。
4. 地震灾害预警系统：建立地震灾害预警系统，通过监测和分析地震波传播速度和强度，预测地震对土壤液化的影响。
提前采取措施，包括疏散人员和加强建筑物的抗震设计等，减轻地震灾害的影响。
总结起来，地震对土壤液化造成的影响巨大，威胁到人们的生命和财产安全。
通过不断研究和应用防治技术，可以最大限度地减轻地震对土壤液化的影响。
场地基本地震动加速度反应谱地震是指地球地壳发生的剧烈震动现象，是地球内部能量的释放。
地震造成的损害主要包括房屋倒塌、桥梁断裂、道路破坏等。
为了提高地震安全性，设计工程师需要对地震动进行评估和分析。
地震动加速度是地震中最重要的参数之一，用来描述地震引起的结构响应情况。
地震动加速度反应谱是衡量地震波动强度与时间的函数关系，反应了地震波动频谱与结构振动响应特性之间的关系。
地震动加速度反应谱包含了地震那些频率和幅值上的信息，是一种描述地震动势图中不同频率上加速度的最大值的计算工具。
它以频率为横坐标，以加速度为纵坐标，可以清楚展示结构在不同频率下的响应情况。
通常，反应谱可以绘制为加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱。
在设计地震安全性时，要利用地震动加速度反应谱进行结构响应的分析和设计，以确保结构在地震中的安全性能。
设计工程师通常使用地震动加速度反应谱来确定结构的抗震需求，并据此进行设计计算。
地震动加速度反应谱的制作主要有两种方法：一是基于地震监测仪器观测到的地震波数据，通过进行数据处理和分析得到加速度反应谱；二是采用基于地震波合成的方法，结合地震波动理论和结构响应理论，通过计算得到加速度反应谱。
地震动加速度反应谱的形状和大小与地震波的特点及土壤的特性密切相关。
一般来说，地震动加速度反应谱具有两个特点：一是在低频段呈现出一个明显的峰值，通常称为主频峰，代表了地震动的主要能量；二是在高频段逐渐衰减，这是由于土壤的阻尼效应导致的。
地震动加速度反应谱在地震工程设计中有着广泛的应用。
通过地震动加速度反应谱的分析，可以确定结构在不同频率下的最大响应加速度，据此进行结构的设计，并预测结构在地震中的响应情况。
在设计地震安全性时，通常会制定相应的抗震设防标准。
抗震设防标准规定了不同结构类型所需要满足的抗震要求，以及对应的地震烈度等级。
根据抗震设防标准，可以确定结构的抗震需求，并根据加速度反应谱对结构进行设计。
总之，地震动加速度反应谱是一种用于评估地震动强度和结构响应的重要工具。
土壤基础的地震响应分析地震是一种地球内部能量释放的自然现象，对土壤和建筑物等人类活动产生重大影响。
了解土壤基础的地震响应分析对于建筑物的抗震设计和地震灾害的预防具有重要意义。
本文将就土壤基础的地震响应分析进行探讨。
1. 地震的基本知识地震是地球上发生的一种大地震动，是由地球内部的构造活动产生的。
地震波是地震能量传播的方式，主要包括P波、S波和面波等。
地震的震级用Richter震级进行描述，震级越大，震感越明显，对土壤和建筑物的影响也越大。
2. 土壤基础的地震响应土壤基础是建筑物与地下土壤直接接触的部分，其特性将影响地震波的传播和反射。
当地震波通过土壤基础时，土壤的物理性质会使地震波发生变形、散射和衰减等现象。
这些现象会影响建筑物的地震响应。
3. 土壤基础的地震参数土壤基础的地震响应分析需要了解土壤的地震参数。
地震参数包括土壤的动力参数和地震作用的荷载参数。
土壤的动力参数包括土壤的波速、阻尼和振动特性等。
地震作用的荷载参数包括最大加速度、加速度时间历程和频谱特性等。
了解这些参数有助于准确预测土壤基础的地震响应。
4. 土壤基础的地震响应分析方法土壤基础的地震响应分析可以采用各种方法，如理论分析、数值模拟和试验研究等。
理论分析方法基于土动力学和弹性力学原理，通过建立数学模型来描述土壤基础的地震响应。
数值模拟方法利用计算机技术对土壤基础的地震响应进行模拟和计算。
试验研究方法通过模拟实际地震条件进行试验，观测土壤基础的地震响应。
5. 土壤基础的地震响应分析的应用土壤基础的地震响应分析在工程领域有着广泛的应用。
在建筑物的抗震设计中，需要根据土壤基础的地震响应来确定合适的抗震措施。
在地震灾害的预防中，了解土壤基础的地震响应有助于评估地震的破坏程度和灾害风险。
土壤基础的地震响应分析还可以应用于地下工程、桥梁和堤坝等建设项目中。
总结：土壤基础的地震响应分析对于建筑物的抗震设计和地震灾害的预防具有重要意义。
通过了解地震的基本知识、土壤基础的地震响应、土壤基础的地震参数、分析方法及其应用，可以更好地评估土壤基础的地震响应，并采取合适的抗震措施。
地震工程中的土体动力学分析地震工程是研究地震对土壤和工程结构产生的影响，并采取相应的措施来减轻地震对工程的破坏的一门学科。
土体动力学分析是地震工程研究中的重要内容之一，它主要研究地震作用下土体的动力响应，包括地震波的传播、土体的动力参数确定、土体的动力响应分析等。
一、地震波的特征及传播地震波是地震能量在地球中传播的结果。
根据地震波的传播介质不同，可以将地震波分为纵波、横波和表面波。
纵波是沿介质传播的压缩波，横波是垂直于传播方向的剪切波，而表面波则是分布在介质表面的波动。
地震波在地层中的传播会产生一系列的运动效应，如反射、折射、衍射等。
地震波传播的特征对土体的动力响应有着重要影响，因此准确地估计地震波在土体中的传播特性是土体动力学分析的重要前提。
二、土体动力参数的确定土体的动力参数是指描述土体对地震波作用下的响应特性的一组参数，包括波速、阻尼比、刚度等。
准确地确定土体的动力参数对于地震工程设计具有重要意义。
波速是土体动力学分析的重要参数之一。
一般来说，地震波传播速度和土壤的物理性质有关，土壤的密度、孔隙比、饱和度等都会对波速产生影响。
在土体动力学分析中，通常使用地震波传播速度来描述土体对地震波的传播情况。
阻尼比是描述土体对振动能量耗散的指标。
在地震波作用下，土体的阻尼会影响振动的持续时间和振幅的衰减程度。
因此，准确地确定土体的阻尼比对于地震工程设计具有重要的意义。
刚度是土体对应力或应变的响应特性。
在地震波的作用下，土体的刚度会发生变化，不同振动频率下的刚度值也会不同。
在土体动力学分析中，需要准确地确定土体在不同频率下的刚度曲线，以评估土体对地震波的动态响应。
三、土体动力响应分析土体动力响应分析是地震工程中的核心内容之一。
它主要研究地震波作用下土体的振动响应，以评估工程结构在地震作用下的稳定性和安全性。
土体动力响应分析通常可采用数值模拟方法进行，如有限元法、边界元法等。
在进行数值模拟之前，需要准确地确定土体的动力参数，并根据实际情况设定合理的地震波输入条件。
第39卷第22期2008年11月 人 民 长 江Y angtze River Vol.39,No.22Nov.,20084收稿日期收稿日期国家重点基础研究发展计划(3计划)资助项目(B 6);国家自然科学基金项目(56)作者简介张家发,男,长江水利委员会长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室,教授级高级工程师。
文章编号:1001-4179(2008)22-0009-03“512”汶川地震对土石坝的损害及应急处置张家发 程展林 文松霖 张 伟(长江水利委员会长江科学院,湖北武汉430010)摘要:基于四川汶川地震灾区开展水库震损核查工作的实践,归纳了土石坝的震损现象,指出了各自的危害,初步分析了产生的原因,提出了应急处置措施,包括实际已采取的措施,以及从专业理论角度考虑可以采用的措施,针对有关研究和震区水利工作提出了建议。
由于不可能在短期内对震损大坝做到彻底加固,每个震损工程都由地方政府领导作为责任人,配备专人观察水库的运行情况和震损现象的发展,制定了水库下游人员撤离的预案,以防止大坝溃决造成人员伤亡。
关 键 词:土石坝;震损现象;裂缝;滑坡;应急处置措施;汶川地震中图分类号:P315.9 文献标识码:A 2008年5月12日四川汶川大地震主震达8.0级,最大地震烈度达Ⅺ度[1],余震频繁,截止2008年8月22日12:00统计4级以上余震达261次。
地震造成的生命财产损失主要由建筑物倒塌和山体崩塌、滑坡等地质灾害造成。
历史上其它地震中由于水库大坝或堰塞坝溃决、火灾以及疫情传播等造成的次生灾害,在本次地震中都得以幸免。
这是政府及社会各界适时地应急响应和艰苦努力的结果,是减灾工作的重大胜利。
长江科学院在震后及时派出十几位专家参加了水利部抗震救灾指挥部前方5个工作组和1个专家组(水电站组)的工作,与来自全国同行业的100多位专家和震区水利技术人员一起开展了水库震损情况及堰塞湖险情核查工作。
本文主要反映地震对土石坝损害的主要现象及其危害,分析震损原因,归纳提出应急处置措施,包括实际已采取的措施,以及从专业理论角度考虑可以采用的措施。
岩土工程中的地震效应地震效应是岩土工程中一个重要的考虑因素，对于土壤和岩石的力学行为以及工程结构的安全性都具有显著的影响。
本文将从地震效应的背景、地震对土壤和岩石的影响以及地震对岩土工程结构的影响三个方面进行详细讨论。
一、地震效应的背景地震是地球内部能量释放的结果，具有突发性和破坏性。
地震一般由震源、震源释放的地震波和传播介质组成。
地震波包括P波、S波和地表波等多种类型，而地震波在传播过程中会与土壤和岩石产生相互作用，导致地震效应的产生。
二、地震对土壤和岩石的影响1. 土壤的液化现象：地震波传播过程中，当波动力的水平分量达到一定程度时，会导致土壤中间隙水分离，土壤发生液化现象。
液化后的土壤失去了支撑力，导致土体整体沉陷和侧向推移，给地下管线和工程结构带来破坏风险。
2. 岩石的震裂现象：地震波对于岩石的作用力会产生岩石的破碎和震裂现象。
震裂的岩体容易发生塌方和滑坡等地质灾害，对陡坡、边坡等工程结构造成严重威胁。
3. 岩土结构的动力响应：地震波对岩土结构的动力响应是岩土工程中的关键问题。
地震波传播到岩土结构上时，会激发结构的共振效应，导致结构产生较大的位移和应力。
这可能引起结构的破坏或者破坏倾向，严重影响结构的安全性和稳定性。
三、地震对岩土工程结构的影响1. 抗震设计要求：地震对岩土工程结构的影响要求我们进行相应的抗震设计。
在设计阶段，需要根据工程位于的地震带以及地震参数，合理选取设计地震动参数，并确定工程的抗震设防烈度。
通过计算分析和结构抗震设计，最大限度地降低工程结构在地震中产生的损失。
2. 地基处理措施：地震对于土壤的液化和塌陷等影响要求我们采取合适的地基处理措施。
常用的地基处理措施包括加固土壤、排水处理、增加地下排水等，用以提高土壤的抗震能力和稳定性，减少地震对于工程的影响。
3. 结构抗震措施：工程结构在受到地震作用时，需要采取相应的抗震措施来增强其抗震能力。
常见的抗震技术包括刚性加固、减震措施、隔震措施等，用以减小结构在地震中受到的作用力，并提升结构的韧性。
地震反应谱、设计反应谱与地震影响系数谱曲线一直对反应谱这个东西，进来在听完一些免费结构讲座之后，自己总结了一下，梳理了一下几个概念，当然理解这些概念还需要对地震动的一些基本概念有一定理解，下次有机会再将地震动的东西总结一下，希望对初学者有点作用，文中所用图均来自网上。
1.地震反应谱可理解为一个确定的地面运动，通过一组阻尼比相同但自振周期各不相同的单自由度体系，所引起的各体系最大反应与相应体系自振周期间的关系曲线。
但是，不同场地类别和震中距对反应谱有影响，因而不能直接用于抗震设计，需专门研究可供结构抗震设计用的反应谱，称为设计反应谱。
设计反应谱2. 由结构动力学地震系数，该参数可将地震动幅值对地震反应谱的影响分离出来。
地震系数与基本烈度的关系基本烈度6781 / 39地震系数k0.050.10（0.15）0.20（0.30）0.40（另：本人对其结果很是不解，由后文可知，地震影响系数最大值等于2.25倍的地震系数，而《抗震规范》2010 表5.1.4-1除以2.25后应该为基本烈度6789地震系数k0.0170.0355（0.0533）0.071（0.106）0.142欢迎大家讨论！）动力系数，是体系最大绝对加速度的放大系数特点：a.是一种规则化的地震反应谱，且动力系数不受地震动振幅的影响。
b.与地震反应谱具有相同的性质，受到体系阻尼比，以及地震动频谱（场地条件和震中距）的影响。
调整：1、为了消除阻尼比的影响由于大多数实际建筑结构的阻尼比在0.05左右,取确定的阻尼比然后不同建筑物根据公式相应调整。
2、按场地震中距将地震动记录分类，消除地震动频谱对地震动的影响。
3、计算每一类地震动记录动力系数的平均值考虑类别相同的不同地震动记录动力系数的变异性。
经过上述三条措施后，再将计算得到的β(T)平滑化后，可得到抗震设计采用的动力系数谱曲线。
2 / 33.地震影响系数谱曲线反应谱的局限性：不能反映地震的持续时间（加速度幅值）不能考虑多点激励的影响（刚性地基）不能反映建筑物质量和刚度分布的不均匀不能反映多个阻尼的情况不能反映场地条件和卓越周期的影响不能反映低周疲劳的影响不能反映结构周期不确定性的影响3 / 3。
第一章1、地震~ 震级~ 烈度-----三者定义与关系地震------由于地壳构造运动使岩层发生断裂，错动而引起的地面振动，这种地震称构造地震，简称地震。
震级-----是反映其次地震大小的一种定量指标，即指地震时本身产生的能量大小，用符号M表示。
地震烈度-----某一地区的地面和各类建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。
关系：烈度I，震级M和震中距R的关系为I=0.92+1.63M-3.49lgR基本烈度：一个地区的基本烈度——指该地区今后一定时间内（一般指50年），在一般场地条件下（指该地区普遍分布的地基土质条件及一般地形、地貌、地质构造条件）。
可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。
设防烈度：在一般情况下，设防烈度是采用基本烈度。
超越概率为10%。
众值烈度：在概率密度曲线上表示为峰值对应的烈度称众值烈度。
超越概率为63.2%。
罕遇烈度：在概率密度曲线上超越概率2～3%的烈度。
2、抗震设防分类、标准、目标、依据1）分类：特殊设防类（甲类建筑）：重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害的建筑。
重点设防类（乙类建筑）：地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。
如：消防，供电，水，电讯等。
标准设防类（丙类建筑）：除甲乙丁类以外的一般建筑。
适度设防类（丁类建筑）：抗震次要建筑。
2）标准：地震作用计算；抗震承载力计算；抗震措施（1）地震作用计算甲类建筑——高于本地区抗震设防烈度的要求；按地震安全性评估结果确定。
乙类建筑——应符合本地区抗震设防烈度要求；丙类建筑——应符合本地区抗震设防烈度要求；丁类建筑——一般情况下仍应符合本地区抗震设防烈度要求。
（2）抗震承载力计算水平地震作用计算;竖向地震作用计算;扭转地震作用计算（3）抗震措施：甲类建筑：设防烈度6～8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高1度；要求。
设防烈度9度时，应符合比9度抗震设防更高要求。
乙类建筑：设防烈度6～8度时，应符合本地震抗震设防烈度提高1度；要求，设防烈度9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求。
收稿日期:2007Ο01Ο18基金项目:国家自然科学基金委员会、二滩水电开发有限责任公司联合研究基金重点资助项目(50639050)作者简介:徐精明(1964—),男,安徽枞阳人,副教授,主要从事智能计算方面的研究.地震动反应谱对土石坝二维地震反应的影响徐精明1,张 麟2(1.安徽科技学院理学院,安徽蚌埠 233100;2.河海大学岩土工程研究所,江苏南京 210098)摘要:针对目前土石坝抗震计算中对频谱特性考虑的不足,分析了输入地震动加速度反应谱、速度反应谱、位移反应谱对土石坝地震反应的影响.研究结果表明,如果加速度反应谱卓越周期与土石坝的自振周期相近,土石坝地震反应则相应出现最大值,但不能从结果中简单得出周期的长短对坝体反应的影响;仅靠加速度谱的卓越周期不能完全反应地震动的频域特性.关键词:土石坝;地震反应;加速度反应谱;位移反应谱中图分类号:T V312 文献标识码:A 文章编号:1000Ο1980(2007)03Ο0305Ο04地震动是振幅和频率都在复杂变化着的振动,但是对于给定的地震动过程a (t )而言,均可将其看作是由许多不同频率的简谐波组合而成.凡是表示一次地震动中振幅和频率关系的曲线,统称为频谱.在抗震工程中常用的频谱有傅立叶谱、反应谱和功率谱.傅立叶谱是数学上用来表示复杂函数的一种经典方法,即把复杂的地震过程a (t )展开为N 个不同频率的组合.反应谱是1940年前后提出来的,它是通过理想简化的单质点体系的反应来描述地震动特性[1].功率谱是随机过程在频域中描述过程特性的物理量,定义为地震动过程a (t )傅立叶谱的平方平均值,具有明确的统计意义.傅立叶谱是相对速度反应在地震动终止时的值,无阻尼相对速度反应谱为整个反应过程中相对速度反应的最大值.从上述定义可知,这3种谱之间存在换算关系,都反映了地震动输入特性.在工程界最容易被接受、使用最多的就是加速度反应谱及其抗震计算理论.但是随着一些高耸结构、大型桥梁、核电站等工程的兴建,简单依赖加速度反应谱的抗震设计已经明显不能满足诸如位移、精度的要求了.地震时地面振动非常复杂,有大量的参数,不同的结构有不同的动力特性,不同的动力特性对不同的地震动参数敏感,因此,针对具体工程的地震动参数,不能千篇一律,否则是做不好抗震设计的.自20世纪90年代以来,建筑结构基于位移的抗震设计受到地震工程界的广泛关注,并提出一些具体的设计理论和方法[2Ο6].本文在上述研究的基础上,结合我国土石坝抗震设计实际,初步探讨加速度反应谱、速度反应谱、位移反应谱对土石坝地震反应的影响.1 地震反应计算方法和计算模型1.1 计算方法由于土体材料具有物理非线性,以及强地震作用下大位移引起几何非线性,因此土石坝地震反应分析宜采用时域有限元解法,也只有有限元法可以计算二维问题和三维问题,并可以按坝体分区考虑不同的材料密度、动剪切模量和阻尼比.地震荷载作用前,土体中的原始应力状态对坝体在地震作用下的性状有很大影响,尤其是破坏面上的初始法向应力以及相应的初始应力比对土体的动力性状影响更大.在综合分析上述土石坝地震反应计算具体特点的基础上,河海大学岩土工程研究所采用FORTRAN 语言编制了相应的计算程序[7Ο8].1.2 计算模型以狮子坪水电站为例,其大坝二维有限元计算模型如图1所示.狮子坪水电站位于四川省理县沙坝乡一带,岷江一级支流杂谷脑河上游河段上,为一装机容量1915万kW 的大Ⅱ型混合式电站.大坝拟采用砾石土质心墙堆石坝,坝顶高程2544m ,最大坝高136m ,坝顶宽度为2518m ,上游坝坡坡度1∶210,下游坝坡坡度第35卷第3期2007年5月河海大学学报(自然科学版)Journal of H ohai University (Natural Sciences )V ol.35N o.3May 20071∶118.覆盖层厚达90m ,系第四纪冲积层.坝基采用一道厚12m 、长9113m 的混凝土防渗墙防渗.防渗墙自心墙底部穿过覆盖层,进入基岩113m.图1为大坝二维有限元计算网格图,共计划分为701个节点、692个单元.图1 二维有限元网格剖分Fig.1 Mesh generation for 2D FEM 2 加速度反应谱的影响2.1 计算工况选择输入地震动时,加速度峰值均为220g ,卓越周期分别是0104s ,011s ,0112s ,012s ,0124s ,0134s ,0138s ,0142s ,0144s ,0152s ,0156s ,0162s ,共计12种工况.2.2 计算结果及分析坝体材料的动剪切模量是变化的,但仍然可以得到一个坝体自振周期的范围.参考日本和美国几座土石坝实测的自振周期[9],笔者确定了本算例的土石坝水平向自振周期范围在0125～0145s 之间,竖直向的范围在012～0135s 之间.表1 地震反应计算结果T able 1 C alculation resultof seismic response工况编号坝顶绝对加速度/(m ・s -2)坝顶相对位移/m 水平向竖直向水平向竖直向8312057019249010701010095117185511122050119500101591351138111733901129801014815319495018960108980100941641966111443101122501014017616452112523012153010194从图2坝顶绝对加速度、坝顶相对位移随输入地震动卓越周期的变化可以看出,卓越周期在012～014s 之间时,水平向、竖直向的反应均较大.这与本算例中土石坝的自振周期范围是一样的,此规律与振动理论的“共振现象”吻合.图2 输入地震动的卓越周期对土石坝地震反应的影响Fig.2 I nfluence of input seismic load predominant period on seismic response of earth 2rock d am另外,组成本次工况下地震动没有考虑其他影响,诸如地震动峰值速度、峰值位移等.图2的整体规律走势较为凌乱,所以不能从结果中简单地得出周期长短对坝体反应的影响.3 速度反应谱、位移反应谱的影响3.1 计算工况输入地震动的峰值加速度均为220g ,卓越周期(加速度反应谱)为0118s 的地震动有13条,卓越周期为014s 的地震动有8条,共计21种工况.3.2 计算结果及分析所设计的计算工况主要是为了讨论在加速度谱参数卓越周期相同的情况下,地震动的速度反应谱、位移反应谱对土石坝地震反应的影响.由于要观察谱形状的特点,所以只是选取0118s ,014s 各3组典型地震记录,绘出它们的加速度反应谱、速603河海大学学报(自然科学版)第35卷度反应谱、位移反应谱.表1为输入地震动具体的计算结果.表1中工况8,11,13所对应的计算结果为卓越周期0118s 时的坝体地震反应计算结果,工况15,16,17所对应的计算结果为卓越周期014s 时的坝体地震反应计算结果,其中坝顶的最大加速度、相对位移反应最大相差达65%～145%.根据前人对加速度反应谱的研究成果,很难解释在同样峰值加速度和卓越周期输入地震动下,土石坝的地震反应为何相差这么大.图3、图4分别为加速度反应谱和速度反应谱,速度反应谱值最大点对应的时间点没有规律,在谱形上也没有什么共同的规律.图5为位移反应谱,谱值最大点对应的时间点基本在11～12s 之间,所有的谱形都相似而且简单.位移谱的谱值最大点固定,可以说是加速度谱卓越周期的一个体现,谱形相似但数值不同正是土石坝地震反应有差别的根源所在.图3 输入地震动不同卓越周期的加速度反应谱Fig.3 Acceleration response spectrum of input earthqu akes with different predominant periods图4 输入地震动不同卓越周期的速度反应谱Fig.4 V elocity response spectrum of input earthqu akes with different predominant periods图5 输入地震动不同卓越周期的位移反应谱Fig.5 Displacement response spectrum of input earthqu akes with different predominant periods以上分析结果表明,如果单从频域角度讲,影响土石坝地震反应的因素除了加速度反应谱的卓越周期703第3期徐精明,等 地震动反应谱对土石坝二维地震反应的影响803河海大学学报(自然科学版)第35卷外,速度反应谱和位移反应谱的某些特点对土石坝的地震影响也很大.位移反应谱以其谱形简单,并且可以体现加速度反应谱卓越周期,将受到土石坝抗震研究的关注.4 结 论a.在相同加速度峰值地震动输入时,如果加速度反应谱卓越周期与土石坝的自振周期相近,土石坝地震反应则相应出现最大值.但是坝体反应随卓越周期的整体变化规律很凌乱,不能从结果中简单地得出周期长短对坝体反应的影响.b.从相同的卓越周期不同地震动输入的计算结果对比可以看出,仅靠加速度谱的特性参数卓越周期是不能完全反映地震动的频域特性,坝顶的最大加速度、相对位移反应最大相差达65%～145%.c.地震动位移反应谱以其谱形简单,可以兼顾体现加速度反应谱的卓越周期,将受到土石坝抗震研究的关注.参考文献:[1]沈聚敏,周锡元,高小旺,等.抗震工程学[M].北京:中国建筑工业出版社,2000:58Ο60.[2]胡聿贤.地震工程学[M].北京:地震出版社,1988:133Ο211.[3]K OW A LSKY M J,PRIEST LEY M J N,M ACRAE G A.Displacement2based design of RC Bridge columns in seismic region[J].Earthquake Engineering and S tructural Dynamics,1995,24:1623Ο1643.[4]ME DHEK AR M S,KE NNE DY D T L.Displacement2based seismic design of buildings2theory[J].Engineering S tructures,2000,22:201Ο209.[5]钱稼茹,罗文斌.建筑结构基于位移的抗震设计[J].建筑结构,2001,1(4):3Ο6.[6]罗文斌,钱稼茹.钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计[J].土木工程学报,2003,36(5):22Ο29.[7]姜弘道.水工结构工程与岩土工程的现代计算方法及程序[M].南京:河海大学出版社,1992:34Ο56.[8]钱家欢,殷宗泽.土工原理与计算[M].2版.北京:中国水利水电出版社,1996:537Ο558.[9]MIRANDA E,G ARCI A J G.Evaluation of approximate methods to estimate maximum inelastic displacement demands[J].EarthquakeEngineering and S tructural Dynamics,2002,31:539Ο560.I nfluence of input seismic load response spectrumon2D seismic response of earth2rock damsXU Jing2ming1,ZHANG Lin2(1.College o f Sciences,Anhui Science and Technology Univer sity,Bengbu233100,China;2.G eotechnical Research Institute o f Hohai Univer sity,Nanjing210098,China)Abstract:Due to insufficient consideration of influence of input seismic load response spectrum on aseismic calculation of earth2rock dams,the influences of acceleration response spectrum,velocity response spectrum,and displacement response spectrum of input earthquakes on seismic response of earth2rock dams were analyzed.The result showed that,if the predominant period of acceleration response spectrum approached the natural vibration period of earth2rock dams,the maximum seismic response occurred.H owever,the seismic frequency characteristics of earth2rock dams could not be reflected only by the predominant period of acceleration response spectrum.K ey w ords:earth2rock dam;seismic response;acceleration response spectrum;displacement response spectrum。
