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巖土工程師

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2010年巖土工程師復習指導:場地的地震效應

2010-09-16 11:43 來源:來源于網(wǎng)絡 打印 | 收藏 |
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  1.放大作用

  由基巖破裂或已有斷層的錯動產(chǎn)生的地震波由震源發(fā)出,以縱波與橫波的形式向四方傳遞,傳至建筑場地下的基巖后又經(jīng)過土層向地面?zhèn)鬟f。地震波一經(jīng)傳人土層立即得到增加。哪怕地下深處不很強的震動,等傳至地面后常成為相當強的震動。這就是放大效應。圖25.4-1是1968年日本東松山地震時的實測結(jié)果。由圖可以看出水平加速度愈接近地表則愈大。一般說土層愈厚放大作用也愈大,有時能較基巖放大2~3倍。圖25.4-2表示場地放大作用使地表的地震反應譜值要高于基巖的反應譜。

場地放大作用

  2.共振作用

  場地有自己的自振周期,稱為場地的特征周期。覆蓋層硬而薄時特征周期短,為0.1~0.2s,覆蓋層松而厚時特征周期長,可達0.8~1.0s或更長。如果建筑物的自振周期與土的特征周期相近,兩者就發(fā)生共振,使震害大為加重,圖25.4-2中地表反應譜的第二個高峰就是因共振效應造成的,即周期為1.5s左右的波因共振得到了極大的放大。

  墨西哥城1985年9月19日遭到的地震是共振效應的極好說明:地震波達到墨西哥市下的巖盤時其加速度只有0.04g,若按一般的覆蓋層放大情況,即使達到0.2g,建筑物的破壞也不致太大,但不幸的是地震波、建筑物與黏土層三者恰好都具有相同的自振周期(T=2s),因而發(fā)生“共振”,使建筑物的水平加速度達到驚人的1~1.2g,造成500棟高層建筑的嚴重破壞或倒塌。

  3.破壞的進行性

  典型硬場地反應譜如圖25.4-3中的曲線a。此場地上自振周期為A的建筑物受到很大的地震力后產(chǎn)生局部損傷,使其自振周期增大到B,此時地震力下降,損傷不再加重,系一次性破壞。反之,軟場地的反應譜如圖25.4-3中曲線b。若這種場地上的建筑物在受到對應于A點的地震力后產(chǎn)生局部破壞,其自振周期延長到B點,這時地震力反倒更大,使破壞進一步加重甚至倒塌,這種破壞屬于進行性破壞。軟地基的進行性破壞與一次性破壞相比顯然更不利。

典型硬場地反應

延伸閱讀:放大 場地 地震
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