天津软土场地地震反应规律及其震陷的数值模拟研究

发布时间：2019-09-27 15:54

【摘要】：天津作为我国特大城市之一,地处新生代沉降盆地,新生代沉降盆地地下构成了在巨厚沉积层上的高灵敏度、高压缩性、低强度、低渗透性、固结时间长等特点的软土地基。软土地基是强度低,压缩量较高的,土层多含有一定量的有机物质。修建在软土地基上的建筑物在地震荷载作用下,瞬间内会出现突发性超量沉陷,以及不均匀沉降,发生震陷、液化等地基震害,对大跨度和高层建筑工程极为不利。本文针对天津滨海新区软土场地的土层地震反应规律和软土场地的震陷情况开展了以下研究。(1)阐述论文的选题背景及意义,总结和分析国内外关于软土场地地震反应分析及震陷问题的研究方法和研究进展。(2)通过搜集钻孔和地质资料,详细论述了天津地区的地震地质背景、地震活动性,以及天津滨海新区软土分布、物理力学指标和微观结构等。(3)阐述土层地震反应分析方法的等效线性法和FLAC3D软件采用的非线性土层动力分析方法,总结了FLAC3D软件基于的有限差分法的基本原理,包括了单元之间的物理方程、运动方程等。介绍了FLAC3D软件动力分析的基本方法和步骤,以及动力分析中的一些关键问题在计算中如何实现等。介绍了地震动合成的比例系数法和人工合成地震动的三角级数法。(4)通过FLAC3D软件对天津滨海新区软土场地的地震反应进行了分析。对地震波经过淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土三种类型的软土场地进行了数值模拟,得到滤波后的加速度、速度、位移的频谱和放大效应,讨论软土层厚度、物质组成等影响因素对放大效应的影响。(5)以天津滨海新区某建筑工程场地的吹填土为研究对象,该场地的吹填土土层属于软土地基,主要由淤泥质粉质粘土,和沙土透镜体构成,具有塑性指数大、天然含水量和孔隙比大、重度小、高压缩性、渗透性小等特点。根据地震波经过淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土三种类型的软土场地的数值模拟结果。建立软土场地计算模型,采用三角级数法人工合成场地50年超越概率63%、10%、2%三种基岩加速度时程,用FLAC3D软件输入合成地震动计算该软土场地的震陷情况,提取相关力学参数,初步展示该场地吹填土的震陷机理,并将结果与郁寿松等通过动三轴试验得到的震陷公式计算的震陷量进行对比分析,并为场地软土的震陷等级进行初步评价。
【图文】：

中国大陆及邻区,板块构造

中国大陆及邻区板块构造图（谢富仁，2004）

示意图,构造单元划分,断块,坳陷

图 2-2 冀渤断块坳陷构造单元划分示意图山断块隆起块隆起以 NNE 向太行山山前断裂与华北平原相隔，很大，，上陡下缓的正滑脱断裂，断裂带两侧差异运动间歇性整体抬升，剥蚀和夷平作用形成多级阶状地貌
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU435

【参考文献】