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成都平原卵砾石层地震响应研究

作　者: 马志刚
导　师: 许强
学　校: 成都理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 汶川地震成都平原卵砾石层地震响应分析 EduShake软件
分类号: P315
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

2008年5月12日汶川发生了Ms 8.0级强烈地震,具有强度大、震源浅、持续时间长、破坏力强、波及面广的特点,地震造成惨重的人员伤亡和财产损失,同时诱发了大量的滑坡、崩塌、泥石流等次生地质灾害,间接加重了此次地震震害。成都平原位于龙门山东南侧,通过安县—灌县断裂带与龙门山构造带紧密相连,是卵砾石为主的第四纪堆积平原,平原物产丰富,人口众多,素有“天府之国”的盛誉。通过野外考察发现,此次地震中成都平原震害较轻,这与成都平原的地层结构和地质构造有很大关系。目前印度板块仍在北移,使得青藏高原隆起的同时,必然会在龙门山地区出现应力集中现象,诱发构造地震。基于上述原因,研究成都平原的地震响应情况,特别是卵砾石层地震反应显得非常重要,也十分有意义。论文选择成都平原卵砾石层为研究对象,遵循“汶川地震基本特征→平原工程地质条件→数值模拟模型建立→卵砾石层地震响应研究”研究思路,建立成都水平层状地震模型,应用EduShake软件分析成都卵砾石层的地震响应情况,探讨峰值加速度、卓越周期、软弱夹层等因素对卵砾石场地地震效应的影响。研究结果显示:(1)成都平原的卵砾石层为坚硬、短周期的地层,模型对短周期地震波放大作用比长周期的明显,并且使得地表反应谱短周期成分明显放大,卓越周期向短周期方向移动,同时模型弱化了地震加速度曲线的部分细节信息,集中能量分布,加大振动幅度。(2)地表反应谱峰值加速度与上部非卵砾石层厚度关系(0.5～6m)不明显,但软弱层本身的放大作用与软弱层厚度正相关。随着地表软弱层厚度加大,反应谱卓越周期向长周期方向移动,其中短周期成分略有降低,中短-中长周期成分有效放大,并出现发散效应,峰值傅氏振幅显著降低,多个显著周期均衡分布。(3)反应峰值加速度与下部卵砾石层厚度呈“负指数”变化,与输入峰值加速度大小有很好的对应关系,其中下部卵砾石层厚度在58m以上时,5m厚的地表软弱层的贡献很微弱,可忽略不计。(4)通过将软、硬土层对比分析可知,软弱夹层厚度较小时(厚度视输入地震波而定),地表反应谱受软弱夹层的影响较小,模型基本可以视为坚硬岩层。随着研究层厚度的增大,模型表现出一定的隔震作用,但随后曲线都有反翘趋势,有放大的趋势,特别是中—长周期地震波,现象更明显。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-25
  1.1 选题依据及研究意义  11-14
  1.2 国内外研究现状  14-19
    1.2.1 局部地形的影响  14-15
    1.2.2 活动断层的影响  15-16
    1.2.3 覆盖层厚度的影响  16-17
    1.2.4 土层结构的影响  17-18
    1.2.5 土层动力参数的影响  18-19
  1.3 汶川地震基本情况  19-23
  1.4 论文研究内容  23-25
第2章成都平原地质环境  25-37
  2.1 自然地理条件  25-27
    2.1.1 区域地理位置  25-26
    2.1.2 气象水文条件  26-27
  2.2 区域地质环境  27-37
    2.2.1 地形地貌  27-29
    2.2.2 地层岩性  29-33
    2.2.3 地质构造  33-36
    2.2.4 新构造运动和地震  36-37
第3章成都平原地震模型的建立  37-45
  3.1 模拟软件选取  37-39
  3.2 地震波选取  39-42
  3.3 地震模型建立  42-45
第4章地震响应数值模拟计算  45-55
  4.1 SHAKE 软件基本原理  45-48
    4.1.1 EduShake 基本假设  45-46
    4.1.2 EduShake 基本原理  46-48
  4.2 成都典型地层地震响应分析  48-54
    4.2.1 卵砾石层顶地震响应分析  48-50
    4.2.2 地表地震响应分析  50-52
    4.2.3 模型纵向地震响应分析  52-54
  4.3 汶川地震响应简析  54-55
第5章地震响应影响因素比较分析  55-75
  5.1 地震波主频周期影响  55-58
  5.2 输入峰值加速度影响  58-70
    5.2.1 非卵砾石层厚度变化分析  59-65
    5.2.2 卵砾石层厚度变化分析  65-70
  5.3 软弱夹层影响  70-75
    5.3.1 软弱夹层厚度影响  70-72
    5.3.2 软、硬土层模型对比分析  72-75
结论  75-77
致谢  77-78
参考文献  78-81
攻读学位期间取得学术成果  81

成都平原卵砾石层地震响应研究

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