土层地震反应等效线性化方法综述

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1、23卷4期世界地震工程Vo.l23,No.42007年12月WORLDEARTHQUAKEENGINEERINGDec.,2007文章编号:10076069(2007)04022107土层地震反应等效线性化方法综述11,2齐文浩薄景山(1.中国地震局工程力学研究所,黑龙江哈尔滨150080;2.防灾科技学院,河北三河065201)摘要:当前土层地震反应分析所用的主要方法是一维等效线性化波动方法。简单阐述了等效线性化方法的基本原理,总结了其发展历程和现状。根据其原理和多年的应用实践,指出了其优点和缺点。其优点主要是概念简单明确,计算量较小,便于工程应用。

2、其缺点主要是该方法本身不能反应地震波在土体传播的真实过程,在工程实践中处理软弱土层和强震动输入时所表现出的一些不合理的地方。并对这些优缺点的机理进行了简要地分析。关键词:土层地震反应;等效线性化;优缺点中图分类号:P315文献标识码:ASummarizationonequivalentlinearmethodofseismicresponsesforsoillayers11,2QIWenhaoBOJingshan(1.InstitueofEngineeringMechanics,ChinaEarthquakeAdministration,Harbin1500

3、80,China;2.InstituteofDisasterPreventionScienceandTechnology,Sanhe065201)Abstract:One-dimensionequivalentlinearmethodisamainmethodofseismicresponseanalysisforsoillayers.Inthispaper,themethodsbasicprincipleisclarifiedbriefly,itsdevelopingcourseandactualitiesaresummarized.Accordingtoits

4、basicprincipleandapplicationpractice,itsmeritsandshortcomingsarepointedou.tItsmeritsaresimpleandclearconception,littlecalculationandeasyapplicationtoengineering.Itsshortcomingsarenottosimulatethesoilsstatusreallywhenthewavepropagatesthroughsoillayers,andaretoobtainunreasonableresultswhe

5、nsoftlayerorstrongearthquakeinputiscalculatedbythemethodinengineeringpractice.Thereasonswhythemeritsandshortcomingsappearareanalyzedbriefly.Keywords:soillayerseismicresponse;equivalentlinearmethod;meritsandshortcomings1引言土层地震反应分析是当前工程场地地震安全性评价工作中的重要组成部分,直接为上部结构提供地震动参数。土层地震反应分析技术也是工程场地

6、地震安全性评价技术中的核心技术之一,为建筑物的抗震设防提供必不可少的技术支持。当前国内工程上常用的土层地震反应分析方法是一维等效线性化波动方法,在近半个世纪的工程应用中,等效线性方法在我国重要建筑工程抗震设计中发挥了重要作用。但是,随着等效线性化方法在工程实践中的应用增多,该方法也暴露出一些不尽人意之处。下面对一维等效线性化方法加以简介和评述。收稿日期:2007-04-18;修订日期:2007-08-21基金项目:地震科技行业专项(2007年)(8-39)资助作者简介:齐文浩(1979-),男,博士研究生,主要从事土层地震反应分析和水库诱发地震研究.222

7、世界地震工程23卷[1~3]2等效线性化波动方法原理简介众所周知,土体是非线性很强的材料,地震动越大,土体的非线性越强烈。当前工程上估计场地在地震作用下的非线性特性的主要方法之一是等效线性化方法,这是一种间接考虑土体非线性特性的方法(Idrisseta.l,1968;廖振鹏等,1989)。等效线性化方法是在总体动力学效应大致相当的意义上用一个等效的剪切模量和阻尼比代替所有不同应变幅值下的剪切模量和阻尼比,将非线性问题转化为线性问题,利用频域线性波动方法求解。即这种方法包括

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