地震作用下软弱土的动力特性及对地震动影响研究

Earthquake damage information shows that，structure in soft soil foundation seems to have greater vulnerability, which indicate that large deformation occurred in soft soil is one of the main causes of structural damage. This project aim at studying the large deformation characteristics of soft soil, including nonlinear properties, large deformation and dynamic properties, transmission of seismic wave in soft soil, and laws of large deformation characteristics of soft soil affecting foundation failure. Main researches are launched into studying nonlinear dynamic model which can reflect large deformation characteristics of soft soil and its influence on seismic motion; revealing dynamic and deformation characteristics of soft soil according to different thickness, buried depth, and boundary conditions under seismic action, and influence of large deformation characteristics of soft soil on foundation failure (including free site and non-free site). Content includes: 1) Influence of large deformation characteristics of soft soil on dynamic properties under Cyclic loading; 2) Transmission of seismic wave in soft soil and its characteristics; 3) Analysis method of foundation failure under seismic action. This project can improve the understanding of seismic disaster of structure in soft soil area, guide disaster prevention and mitigation work of structure engineering in coastal soft soil area, and own high scientific value and application prospect.

震害资料显示，软土地基上的结构物似乎具有较大的易损性，软土层发生大变形是结构产生震害的主要原因之一。本项工作的主要研究内容是以软土为研究对象，软土的大变形特征为主线，探讨软土的非线性、大变形及动力特性、地震波在软土中的传播，以及软土大变形特性对地基失效的影响规律。主要开展能反映软土大变形特征的非线性动力模型和其对地震动的影响的研究；揭示不同厚度、埋深、边界等条件下，地震作用下软土的动力特性与变形特性，以及软土大变形特征对地基失效的影响作用（自由场地和非自由场地）。具体研究内容包括以下三个方面：1）循环荷载作用下软土大变形特性及对动力特性的影响作用；2）地震波在软土中传播及特点；3）地震作用下软土地基失效分析方法。研究成果对提高对软土地区结构地震灾变的认识水平，指导滨海软土地区结构工程的防灾减灾工作，具有科学价值和应用前景。

海滨城市的经济发展有力带动了城市间的交通建设，沿海地区属于地震多发区和高烈度区。沿海地区场地大多属于深厚软土层地基，这使得该地区建筑结构具有较高地震危险性。本项工作的主要是以软土和软土地基中结构为研究对象，主要采用动三轴实验、振动台试验、数值模拟和理论等手段，具体开展了以下三个方面工作：1）循环荷载作用下软土变形特性及对动力特性的实验和理论研究；2）地震波在软土中传播及特点；3）地震作用下软土地基失效分析方法。4）地震作用下软土-结构相互作用机理；得到了以下成果：1）海洋软土开展室内试验研究，探讨海洋软土动力变形规律，通过分析和拟合数据得到累积应变、软化系数与振动周次关系的经验公式；2）提出考虑土“软化”特征的动力边界面模型，可用于软土地基地震响应分析；3）提出基于软化系数经验公式的海洋软土地基变形计算方法和基于累积应变计算经验公式的软土地基变形计算方法。4）利用振动台试验揭示了地震波在软土地基传播规律和软土-结构相互作用机理。研究成果对提高对软土地区结构地震灾变的认识水平，指导滨海软土地区结构工程的防灾减灾工作，具有科学价值和应用前景。