吹沙型填海場地動力響應(yīng)演化特征的模擬研究.pdf

1、吹沙填海場地與自然沉積地塊具有截然不同的成因?qū)傩约肮こ虒傩?。原深厚的海積軟土變成新陸域大面積的軟弱下臥層;各土層欠固結(jié)且持續(xù)受外界因素擾動，“邊成型、邊固結(jié)、邊承載”;海積軟土直接覆蓋在海底基巖之上，由基巖導(dǎo)入的地震波可直接進入，加之這類地塊處于地震頻發(fā)地區(qū)，是遠場強震產(chǎn)生長周期震害的“高風(fēng)險區(qū)”。故研究其動力特性對吹填地塊陸后工程防震減災(zāi)具有指示防范作用。
　　本文以北部灣吹填場地軟土層的固結(jié)度和吹填砂層的密實度為切入點，以廣西

2、防城港企沙填海區(qū)的吹填砂及海積軟土為研究對象。采用實驗室模擬技術(shù)制備不同密實程度下的土樣，并通過固結(jié)等常規(guī)力學(xué)實驗獲取吹填場地各土層的基本性能指標。利用ANSYS有限元軟件，分析不同密實程度下，吹沙填海場地卓越周期的演化特征及對基底垂直入射水平剪切波的動力響應(yīng)。并在給定吹填各土層密實程度的介質(zhì)框架內(nèi)，研究各土層厚度對其動力特性及動力響應(yīng)的影響機理，為陸后工程建設(shè)提供依據(jù)。
　　本文主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　1、通過對不同

3、密實程度下的吹填場地進行模態(tài)分析可知:吹填場地各階固有頻率是呈線性增長的，且增長曲率與密實程度呈指數(shù)正相關(guān)關(guān)系;高階振型對場地動力作用影響劇烈，然其振型參與系數(shù)較小。且隨著場地土層密實程度的增大其水平振動所占的比例逐漸增大，豎向振動則反之，當密實程度達到一定值，扭轉(zhuǎn)振動所占的比例劇增且分值較大。
　　2、施加水平地震加速度反應(yīng)譜，經(jīng)譜分析可知:隨著場地土層剛度的增加，節(jié)點位移越來越顯著尤其表現(xiàn)在中間軟土層區(qū)域，并逐漸往基巖方向發(fā)展

4、，而吹填砂層振動位移表現(xiàn)出逐步緩慢穩(wěn)定的趨勢;場地卓越頻率逐漸往高頻率成分方向發(fā)展，且隨著土層密度的增大呈指數(shù)增長趨勢。
　　3、基底垂直入射水平剪切波，經(jīng)地震時程分析可知:吹填場地對水平地震作用的放大效應(yīng)隨土層深度的變化十分顯著，并在吹填砂層表面達到最大值，但并不是與土層深度呈正相關(guān)關(guān)系。對豎向地震動中的長周期成分具有明顯的過濾作用，且隨著密實程度的增大，過濾作用越顯著，而對V/H譜比的影響反之。故對高層建筑進行抗震設(shè)計，應(yīng)充分

5、考慮土層密實程度對其豎向地震動的影響。
　　4、對不同海積軟土層厚度場地進行時程分析可知:地表峰值加速度放大效應(yīng)與土層厚度呈線性負相關(guān)關(guān)系，這是由于較厚的海積軟土層具有更大的隔振、濾波功能所致。反應(yīng)譜曲線存在兩個馬鞍形的雙峰，且隨著土層厚度的增加主導(dǎo)頻率由單峰逐漸向多峰演變，卓越周期成分的地震能量逐漸減小，場地卓越周期逐漸增大，對地震波的高頻部分減震作用增強，豎向地震放大效應(yīng)逐漸減小。
　　5、對不同吹填砂層厚度場地進行時程