论文部分内容阅读
砂土液化是由一种地震引起的破坏性较强的地质灾害,是造成地基失稳和工程结构物破坏的主要原因之一。对场地进行液化趋势评估,进而提出抗液化措施,是减轻砂土液化灾害的有效手段。因此砂土液化判别方法研究一直是科研人员关注的问题。地脉动测试能够反映出场地的土层结构信息,是一种经济、便捷、高效的场地动力特性测试方法,被广泛应用于震害分析、建筑结构设计、场地类别划分和场地评价等工作中。以松原地区砂土液化场地为研究对象,通过现场调查、地脉动测试、理论分析等手段,揭示砂土液化对场地动力响应及其卓越频率的影响规律,验证地脉动测试技术应用于砂土液化判别的可行性,给出了砂土场地基于地脉动的液化判别方法,为砂土液化的区域判别提供了基础性的研究资料,亦可丰富防震减灾工程方法。本文取得了如下研究成果:
(1)对地脉动的理论做了简单介绍,并对地脉动数据处理方法进行了探究。本文提出对地脉动数据施加反STA/LTA算法对平稳数据段进行截取,从而达到剔除脉冲信号干扰的作用,结果表明:施加反STA/LTA算法,当短时窗设定为2s,长时窗设定为20.48s,阈值设定为2.5,对地脉动数据处理能够达到剔除脉冲信号的效果。同时对每个时间窗中的地脉动信号采用单点谱比法进行处理,也对单点谱比法的中水平分量的计算方法、平滑方式和平滑度进行了探究,结果表明:水平分量计算方法采用平方根法,平滑方式选择为汉宁窗,采用0.8Hz进行平滑过滤能够达到比较好的地脉动处理效果。
(2)以松原Ms5.7级地震震后的地脉动测试结果为依据,对比分析了液化场地与非液化场地的地脉动特性,探讨了利用地脉动测试法判别砂土液化的可行性。选取了26处自由场地和松花江沿线布置测线进行了地脉动数据采集,其中14处为液化喷出场地,7处场地为未液化场地,5处为液化未喷出场地。用单点谱比法对地脉动数据进行分析,对比分析液化场地与非液化场地之间的地脉动数据特性。结果表明:在地震发生之后,地脉动测试数据的单点谱比法计算出场地的易损性指数(Kg值)出现了明显的下降,且易损性指数(Kg值)小于5,而液化场地出现上升的情况。以此为依据,提出基于砂土场地的液化判别方法:松原地区一级阶地的场地进行地脉动测试,采用单点谱比法处理数据,以计算出Kg=5作为临界值,当Kg值大于5作为判断该场地是否为液化场地的依据。为砂土场地的液化判别的研究提供了新方法和新思路。
(3)依托于松原市防震减灾规划项目,收集了19处场地的钻孔资料为研究基础,验证了所提出的基于地脉动数据判别砂土液化的方法。采用标准贯入法对19处场地进行砂土液化判别,判别结果中有7处场地为易液化场地。同时对19处场地进行地脉动测试,使用单点谱比法计算每一个场地的易损性指数(Kg值)进行砂土液化判别。以标准贯入法为参考,验证地脉动测试对场地砂土液化判别的准确性。结果表明:在松原地区,一级阶地的砂土液化判别的成功率为60%;而二级阶地的砂土液化判别成功率为66.7%。
(1)对地脉动的理论做了简单介绍,并对地脉动数据处理方法进行了探究。本文提出对地脉动数据施加反STA/LTA算法对平稳数据段进行截取,从而达到剔除脉冲信号干扰的作用,结果表明:施加反STA/LTA算法,当短时窗设定为2s,长时窗设定为20.48s,阈值设定为2.5,对地脉动数据处理能够达到剔除脉冲信号的效果。同时对每个时间窗中的地脉动信号采用单点谱比法进行处理,也对单点谱比法的中水平分量的计算方法、平滑方式和平滑度进行了探究,结果表明:水平分量计算方法采用平方根法,平滑方式选择为汉宁窗,采用0.8Hz进行平滑过滤能够达到比较好的地脉动处理效果。
(2)以松原Ms5.7级地震震后的地脉动测试结果为依据,对比分析了液化场地与非液化场地的地脉动特性,探讨了利用地脉动测试法判别砂土液化的可行性。选取了26处自由场地和松花江沿线布置测线进行了地脉动数据采集,其中14处为液化喷出场地,7处场地为未液化场地,5处为液化未喷出场地。用单点谱比法对地脉动数据进行分析,对比分析液化场地与非液化场地之间的地脉动数据特性。结果表明:在地震发生之后,地脉动测试数据的单点谱比法计算出场地的易损性指数(Kg值)出现了明显的下降,且易损性指数(Kg值)小于5,而液化场地出现上升的情况。以此为依据,提出基于砂土场地的液化判别方法:松原地区一级阶地的场地进行地脉动测试,采用单点谱比法处理数据,以计算出Kg=5作为临界值,当Kg值大于5作为判断该场地是否为液化场地的依据。为砂土场地的液化判别的研究提供了新方法和新思路。
(3)依托于松原市防震减灾规划项目,收集了19处场地的钻孔资料为研究基础,验证了所提出的基于地脉动数据判别砂土液化的方法。采用标准贯入法对19处场地进行砂土液化判别,判别结果中有7处场地为易液化场地。同时对19处场地进行地脉动测试,使用单点谱比法计算每一个场地的易损性指数(Kg值)进行砂土液化判别。以标准贯入法为参考,验证地脉动测试对场地砂土液化判别的准确性。结果表明:在松原地区,一级阶地的砂土液化判别的成功率为60%;而二级阶地的砂土液化判别成功率为66.7%。