有限邊界的地震砂土液化試驗(yàn)2011-9-12

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1、有限邊界的地震砂土液化試驗(yàn)震旦石窟文摘：模擬試驗(yàn)，是研究地震的重要手段。在研究砂土液化過程中，發(fā)現(xiàn)了模擬地震、模擬地震砂土液化的試驗(yàn)方法。這一試驗(yàn)方法，對地震、地震砂土液化現(xiàn)象，地震砂土液化機(jī)理特征的研究，有著極積的作用。關(guān)鍵詞：地震；砂土液化；模擬；試驗(yàn)；EarthquakesandearthquakesoilliquefactiontestAbstract:Simulationisanimportantmeanstostudyearthquakes.Inthestudyofsoilliquefactionduringearthquakesdiscoveredasimul

2、ationtosimulateearthquakeliquefactiontestmethods.Thistestmethod,theearthquake,seismicsoilliquefactionphenomenon,themechanismofsoilliquefactioncharacteristicsofearthquakeresearch,hasaveryactiverole.Keywords:earthquakes;soilliquefaction;simulation;test;1．模擬地震與模擬地震砂土液化試驗(yàn)地震作為一個(gè)自然現(xiàn)象，人們對其的感知，雖然已

3、有數(shù)千年的歷史。但其具大的破壞力、不可預(yù)見的隨機(jī)性、突發(fā)性，使地震成為人類歷史上，最神密、最復(fù)雜、最難解的課題之一。因此；積極模擬地震、模擬地震對地面建筑結(jié)構(gòu)體的破壞，模擬地震砂土液化現(xiàn)象，是了解地震、了解地震災(zāi)害的重要方法之一。自20世紀(jì)60年代，人們開始模擬地震，建立地震模擬振動臺系統(tǒng)。并由最初的“簡單的單向運(yùn)動向復(fù)雜的三向六個(gè)自由度發(fā)展，試驗(yàn)的內(nèi)容也由砌體結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)、框架結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)、筒體結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)向橋梁結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)、具有隔震和減震裝置的結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)與地基共同工作的模型試驗(yàn)等新的領(lǐng)域發(fā)展”［1］朗讀顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音經(jīng)過幾十年的應(yīng)用實(shí)踐，已經(jīng)證明了“振

4、動臺模型試驗(yàn)是目前所有試驗(yàn)方法中最為直接的試驗(yàn)方法，是評估新型結(jié)構(gòu)、超限結(jié)構(gòu)以及具有隔震、減震裝置結(jié)構(gòu)等抗震性能的重要手段”［2］。可以說；人們通過摸擬地震震動試驗(yàn)，在面對地震的動力性破壞方面、已經(jīng)建立起足夠的信心和應(yīng)對手段。在大地震、特大地震的現(xiàn)場，人們可以發(fā)現(xiàn)、一些未喪失安全、使用功能的建筑存在?？梢钥吹揭恍┙ㄖ缺闶且虻卣?、脫離了地基，可以被水沖擊、搬運(yùn)遷移，但還是能夠保持其整體結(jié)構(gòu)的完整。我想；這些都應(yīng)歸功于地震模擬振動臺的出現(xiàn)。如：“2007年9月27日，在目前世界上最大的模擬地震振動臺（日本E–Defense）上進(jìn)行了足尺鋼框架振動臺試驗(yàn)。由日本、美國、中國、

5、新西蘭、意大利和英國等多個(gè)國家共47個(gè)隊(duì)伍參加，代表了工程抗震結(jié)構(gòu)非線性領(lǐng)域的最新研究和應(yīng)用水平。該比賽要求對一足尺鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動臺試驗(yàn)預(yù)測性分析，提交分析結(jié)果包括結(jié)構(gòu)各種地震反應(yīng)及倒塌時(shí)間并與振動臺試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，以結(jié)果的準(zhǔn)確性作為評判的標(biāo)準(zhǔn)”［3］。本次比賽，韓小雷教授代表我國參加，并榮獲3D科研組第三名。不可否認(rèn)，對于這些地面建筑上的破壞模擬，已經(jīng)達(dá)到了日臻完善自如的境地。那么；對于地下的模擬、松散層、砂土層的模擬，缺憾和不足，一直存在。如：“由于所涉及問題的復(fù)雜性和認(rèn)識上的不足，以及現(xiàn)有連續(xù)介質(zhì)力學(xué)原理處理粒散土材料力學(xué)問題上的差異，使得現(xiàn)有的研究成果和反應(yīng)分

6、析原理尚存在許多不足”［4］。對砂土液化后的大變形或宏觀液化導(dǎo)致“6飽水砂土地基在地震液化后強(qiáng)度極度降低，在建筑物荷載或土體自重作用下，地表出現(xiàn)大的垂直向或側(cè)向變形的現(xiàn)象，它會使液化區(qū)的各種地下結(jié)構(gòu)、生命線工程產(chǎn)生巨大的破壞”［5］的認(rèn)識還不全面。針對這些缺憾和不足，筆者進(jìn)行了一些嘗試；盡可能的用最直接、最有效的方法，營造一個(gè)現(xiàn)實(shí)、直觀的砂土震動液化現(xiàn)象；并試圖通過砂土震動液化現(xiàn)象，了解、認(rèn)識地震液化產(chǎn)生的機(jī)理、特征、和危害。經(jīng)過一系列的試驗(yàn)，筆者似乎找到了能夠模擬地震、模擬地震砂土液化的試驗(yàn)方法。通過這個(gè)方法，可以直觀地給人們演示地震、地震砂土液化的現(xiàn)象和特征。會摸仿地表

7、建筑構(gòu)筑物的震動現(xiàn)象，可能會成為人們認(rèn)識地震、了解地震砂土液化的新方法。對砂土液化理論抗震，防震、可能產(chǎn)生極積的影響。2．地震、砂土液化模擬試驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路與工作原理2.1模擬試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)思路通過對地震、地震砂土液化的應(yīng)力、動力來源，與砂土液化現(xiàn)象的分析認(rèn)為：地震的應(yīng)力、動力，來自于地球地殼深部；砂土的液化，是地震現(xiàn)象特征之一。地震的應(yīng)力，從地下向地上傳遞、在地球深部向地表傳遞的過程中，應(yīng)力逐漸衰減，衰減的快慢、或多少、因地層中巖土介質(zhì)的不同，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的不同，差異較大。因此；在地表所發(fā)生的地震現(xiàn)象，也會各不相同。