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《地震與地震砂土液化試驗2011-11-7日投稿》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、有限邊界的地震砂土液化模擬試驗——震旦石窟地震作為一個自然現(xiàn)象，人們對其的感知，雖然已有數(shù)千年的歷史。但其具大的破壞力、不可預(yù)見的隨機性、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)害的有效方法之一。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“簡單的單向運動向復(fù)雜的三向六個自由度發(fā)展，試驗的內(nèi)容也由砌體結(jié)構(gòu)模型試驗、框架結(jié)構(gòu)模型試驗、筒體結(jié)構(gòu)模型試驗向橋梁結(jié)構(gòu)模型試驗、具有隔震和減震裝置的結(jié)構(gòu)模型試驗、結(jié)構(gòu)
2、與地基共同工作的模型試驗等新的領(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)用實踐，已經(jīng)證明了“振動臺模型試驗是目前所有試驗方法中最為直接的試驗方法，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，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
3、：“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。由日本、美國、中國、新西蘭、意大利和英國等多個國家共47個隊伍參加，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)及倒塌時間并與振動臺試驗結(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
4、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“飽水砂土地基在地震液化后強度極度降低，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，營造一個現(xiàn)實、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
5、液化產(chǎn)生的機理、特征、和危害。經(jīng)過一系列的試驗，筆者似乎找到了能夠模擬地震、模擬地震砂土液化的試驗方法。通過這個方法，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。能摸擬地表建筑構(gòu)筑物的震動現(xiàn)象，可能成為人們認(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。1．地震、砂土液化模擬試驗的設(shè)計思路與工作原理1.1模擬試驗裝置的設(shè)計思路通過對地震、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
6、遞的過程中，應(yīng)力逐漸衰減，衰減的快慢、或多少、5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。砂土液化，是砂土顆粒懸浮于水體之中，是砂土顆粒的自重應(yīng)力減小的過程，原因主要是地下水、孔隙水壓的突然升高，既孔隙水動水壓大于砂土顆粒的自重應(yīng)力。在營造砂土液化的過程中，首先對地球物質(zhì)體進(jìn)行分析。認(rèn)為：地球、地層中的物質(zhì)組成：大至概括有固態(tài)顆粒、巖土體，也有液態(tài)的孔隙水和氣態(tài)的孔隙氣；地震、地震砂土液化，就是在這三種物質(zhì)體中產(chǎn)生，它們即是應(yīng)力傳遞的媒介，也是應(yīng)力、變形破壞的主體。它們?nèi)绻诔掷m(xù)的動力狀態(tài)下，都有
7、可能造成砂土的震動液化。通過對這三種不同狀態(tài)物質(zhì)體的應(yīng)力傳遞試驗。并經(jīng)過一系列的試驗比較，找到了較為理想的模擬地震，模擬地震砂土液化的試驗方法。這個方法，可以模擬人們目前常見的地震、地震砂土液化現(xiàn)象和特征。如砂土液化、噴砂冒水、地裂縫、地震邊坡坍塌、地震引起的地表建筑的塌陷、晃動等。1.2模擬試驗裝置的工作原理假設(shè)；地球內(nèi)部有非固體物質(zhì)的高壓孔隙氣空間，有于高壓孔隙氣密度較小，因此常常位移運動至應(yīng)力相對較小的薄弱部位，即相似于雞蛋中的氣室，隨著地球的運動、內(nèi)部構(gòu)造的運動而運動。形成氣態(tài)動力源，如火山爆發(fā)、巖漿活動、出露等，一些構(gòu)造運動也能造成處于靜態(tài)
8、的孔隙氣運動，這些都可能成為地震砂土液化的動力來源。地震應(yīng)力過程不僅是固體物質(zhì)的運動位移，同時也有孔隙氣的運
