不同缝面形态地裂缝场地地震响应规律研究
Study on the Seismic Response Law of Ground Fissure Sites with Different Fracture Surfaces
- 防灾减灾工程学报 2022年42卷第3期 页码：425-435
- 作者机构：
1.西安理工大学岩土工程研究所,陕西 西安 710048
2.长安大学地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054
3.中铁一局集团第四工程有限公司,陕西 咸阳 712000
- 作者简介：
慕焕东（1989—），男，实验师，硕士。主要从事岩土工程抗震研究。E-mail:mhd3373@126.com
- 基金信息：国家自然科学基金(41772275);陕西省教育厅科学研究计划专项项目(20JK0801);陕西省自然科学基础研究计划一般项目(2022JQ-289);陕西省重点研发计划项目(2022SF-197)
DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20211115056
中图分类号： TU443收稿：2021-10-04，
修回：2021-11-15，
纸质出版：2022-06-28
- 稿件说明：
移动端阅览
慕焕东,邓亚虹,纪帆等.不同缝面形态地裂缝场地地震响应规律研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):425-435.
MU Huandong,DENG Yahong,JI Fan,et al.Study on the Seismic Response Law of Ground Fissure Sites with Different Fracture Surfaces[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):425-435.
慕焕东,邓亚虹,纪帆等.不同缝面形态地裂缝场地地震响应规律研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):425-435. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20211115056.
MU Huandong,DENG Yahong,JI Fan,et al.Study on the Seismic Response Law of Ground Fissure Sites with Different Fracture Surfaces[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):425-435. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20211115056.
摘要
地裂缝作为非连续地质界面对场地动力响应的影响是显而易见的，对不同缝面形态地裂缝场地进行地震响应规律研究是进行地裂缝场地建筑物抗震设防的基础。为此以西安典型地裂缝为研究背景，进行了单缝型地裂缝场地动力响应振动台模型试验，获得了地裂缝场地动力响应规律及响应特征；在此基础上通过MIDAS数值软件对西安单缝型、“y”字型、正“八”型和倒“八”型地裂缝，以及苏锡常地区基岩潜山型和基岩陡崖型6种缝面形态地裂缝场地地震响应规律进行了研究。结果表明：单缝型地裂缝呈现出越靠近地裂缝峰值加速度越大，随着距地裂缝距离越来越远，峰值加速度逐渐减小后趋于稳定的响应规律；“y”字型、正“八”型和倒“八”型地裂缝具有明显的“双峰”特征，即地表峰值加速度在靠近主、次地裂缝处都有明显的增大；基岩潜山型地裂缝场地地震响应规律与西安地区正“八”型地裂缝场地相似具有“双峰”特征，随着距主、次地裂缝距离增加地表峰值加速度逐渐减小后趋于稳定；基岩陡崖型地裂缝场地与西安地区单缝形地裂缝场地地震响应规律相似，但在地裂缝处场地地表峰值加速度响应更加明显，地表峰值加速度曲线更加陡峭。
Abstract
The influence of ground fissures as a discontinuous geological interface on the dynamic response of the site is obvious， and the seismic response law of ground fissure sites with different fracture surface forms is the basis for seismic fortification of buildings on ground fissure sites. Therefore， based on the Xi'an typical ground fissures， a single-fracture ground fissure site dynamic response shaking table model test was carried out， and the dynamic response law and response characteristics of the ground fissure site were obtained. Based on the numerical software MIDAS， the seismic response law of ground fissure sites has been studied， such as the shape of ground fissures are "y"， "splayed" and “fall splayed". The seismic response law of the bedrock buried hill type and bedrock cliff type in the Suzhou， Wuxi， and Changzhou areas has also been studied. The research results show that in the condition of the single-fracture ground fissures， the peak acceleration is larger as the distance from the ground fissure gets closer， and the peak acceleration gradually decreases as the distance from the ground fissure becomes more and more stable； splayed-shaped and fall-splayed-shaped ground fissures have obvious "double peaks" characteristics， i.e.， the peak acceleration of the surface increases significantly near the primary and secondary ground fissures； the seismic response law of the bedrock buried-hill ground fissure site similar to the splayed-shaped ground fissure site in Xi'an area， it has the characteristics of "double peaks". As the distance between the primary and secondary ground fissures increases， the peak surface acceleration gradually decreases and then stabilizes； the seismic response law of the bedrock cliff-type ground fissure site is similar to the ground fissure site in Xi'an area. But the peak acceleration response of the site surface at the ground fissures is more obvious， and the peak surface acceleration curve is steeper.
关键词
Keywords
references
Fan W ， Peng X L ， Deng L S ， et al . The study of road deformation induced by ground fissure in Xi'an， Central China ［J］. Arabian Journal of Geosciences ， 2020 ， 13 （ 15 ）： 1 - 12 .
石玉玲 ， 门玉明 ， 彭建兵 ， 等 . 地裂缝对不同结构形式桥梁桥面的破坏试验研究 ［J］. 岩土力学 ， 2009 ， 30 （ 10 ）： 2917 - 2922 .
Shi Y L ， Men Y M ， Peng J B ， et al . Damage test study of different types structures of bridge decks by ground-fissure ［J］ Rock and Soil Mechanics ， 2009 ， 30 （ 10 ）： 2917 - 2922 . （in Chinese）
Wang Z F ， Shen S L ， Cheng W C ， et al . Ground fissures in Xi'an and measures to prevent damage to the Metro tunnel system due to geohazards ［J］. Environmental Earth Sciences ， 2016 ， 75 （ 6 ）： 1 - 11 .
万佳威 ， 李滨 ， 谭成轩 ， 等 . 中国地裂缝的发育特征及成因机制研究——以汾渭盆地、河北平原、苏锡常平原为例 ［J］. 地质论评 ， 2019 ， 65 （ 6 ）： 1383 - 1396 .
Wan J W ， Li B ， Tan C X ， et al . Characteristics and mechanism of earth fissures in China：A case study of Fenhe River-Weihe river basin， Hebei plain and Suzhou-Wuxi-Changzhou plain ［J］. Geological Review ， 2019 ， 65 （ 6 ）： 1383 - 1396 . （in Chinese）
Zhang D ， Hu Z P ， Lu G G ， et al . Experimental study on deformation mechanism of a utility tunnel in a ground fissure area ［J］. Advances in Materials Science and Engineering ， 2020 ， 2020（ 11 ）： 1 - 15 .
乔建伟 ， 彭建兵 ， 郑建国 ， 等 . 中国地裂缝发育规律与运动特征研究 ［J］. 工程地质学报 ， 2020 ， 28 （ 5 ）： 1016 - 1027 .
Qiao J W ， Peng J B ， Zheng J G ， et al . Development rules and movement characteristics of earth fissures in china ［J］. Journal of Engineering Geology ， 2020 ， 28 （ 5 ）： 1016 - 1027 . （in Chinese）
邓亚虹 ， 彭建兵 ， 慕焕东 ， 等 . 渭河盆地深部构造活动的地裂缝孕育机理 ［J］. 吉林大学学报（地球科学版） ， 2013 ， 43 （ 2 ）： 521 - 527 .
Deng Y H ， Peng J B ， Mu H D ， et al . Ground fissures germination mechanism of deep structure activities in weihe basin ［J］. Journal of Jilin University （Earth Science Edition） ， 2013 ， 43 （ 2 ）： 521 - 527 . （in Chinese）
彭建兵 ， 范文 ， 李喜安 ， 等 . 渭河盆地地裂缝成因研究中的若干关键问题 ［J］. 工程地质学报 . 2007 ， 15 （ 4 ）： 433 - 440 .
Peng J B ， Fan W ， Li X A ， et al . Some key questions in the formation of ground fissures in the Fen-Wei basin ［J］. Journal of Engineering Geology ， 2007 ， 15 （ 4 ）： 433 - 440 . （in Chinese）
张结红 ， 刘洋 ， 李凯玲 ， 等 . 地裂缝环境下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的研究 ［J］. 防灾减灾工程学报 ， 2011 ， 31 （ 3 ）： 281 - 287 .
Zhang J H ， Liu Y ， Li K L ， et al . Study on interaction between soil and U-shaped metro tunnel in the environment of ground fissures ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2011 ， 31 （ 3 ）： 281 - 287 . （in Chinese）
建筑抗震设计规范 ： GB 50011—2010 ［S］. 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2010 ．
熊仲明 ， 韦俊 ， 陈轩 ， 等 . 跨越地裂缝框架结构振动台试验及数值模拟研究 ［J］. 工程力学 ， 2018 ， 35 （ 5 ）： 214 - 222 .
Xiong Z M ， Wei J ， Chen X ， et al . Resarch on shaking table test and numerical modeling of frame structure crossing ground fissure ［J］. Engineering Mechanics ， 2018 ， 35 （ 5 ）： 214 - 222 . （in Chinese）
Xiong Z M ， Zhang Y S ， Chen X . Shaking table test and numerical analysis of a new method for disaster control and reinforcement of frame structure crossing ground fissures ［J］. IOP Conference Series： Earth and Environmental Science ， 2020 ， 560 （ 1 ）： 012096 .
胡志平 ， 王启耀 ， 罗丽娟 ， 等 . “y”形地裂缝场地主次裂缝地震响应差异的振动台试验 ［J］. 土木工程学报 ， 2014 ， 47 （ 11 ）： 98 - 107 .
Hu Z P ， Wang Q Y ， Luo L J ， et al . Shaking table test on seismic response difference between primary and secondary ground fissures on sites with y-shape ground fissure ［J］. China Civil Engineering Journal ， 2014 ， 47 （ 11 ）： 98 - 107 . （in Chinese）
王启耀 ， 胡志平 ， 王瑞 ， 等 . 地震作用下地裂缝场地地表加速度响应的振动台试验研究 ［J］. 铁道学报 ， 2015 ， 37 （ 12 ）： 121 - 128 .
Wang Q Y ， Hu Z P ， Wang R ， et al . Shaking table test study on seismic acceleration response of ground fissures sites under horizontal seismic action ［J］. Journal of the China Railway Society ， 2015 ， 37 （ 12 ）： 121 - 128 . （in Chinese）
刘妮娜 ， 黄强兵 ， 门玉明 ， 等 . 地震荷载作用下地裂缝场地动力响应试验研究 ［J］. 岩石力学与工程学报 ， 2014 ， 33 （ 5 ）： 1024 - 1031 .
Liu N N ， Hunag Q B ， Men Y M ， et al . Model test on dynamic response of ground with fissures under seismic loading ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2014 ， 33 （ 5 ）： 1024 - 1031 . （in Chinese）
Liu N N ， Feng X Y ， Huang Q B ， et al . Dynamic characteristics of a ground fissure site ［J］. Engineering Geology ， 2019 ， 248 ： 220 - 229 .
Liu N N ， Huang Q B ， Wang L ， et al . Dynamic characteristics research of a ground fissure site at Xi'an， China ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2018 ， 82 ： 182 ‑ 190 .
范文 ， 聂忠权 ， 陈党民 ， 等 . 地裂缝地震影响效应研究——以陕西咸阳为例 ［J］. 灾害学 ， 2014 ， 29 （ 4 ）： 82 - 88 .
Fan W ， Nie Z Q ， Chen D M ， et al . Study on Seismic response effect of Ground Fissure in Xian yang City Shaanxi province ［J］. Journal of Catastrophology ， 2014 ， 29 （ 4 ）： 82 - 88 . （in Chinese）
刘聪 ， 彭建兵 ， 陈立伟 ， 等 . 西安地裂缝场地地震效应分析 ［J］. 工程地质学报 ， 2012 ， 20 （ 6 ）： 979 - 985 .
Liu C ， Peng J B ， Chen L W ， et al . Xi'an ground fissures site seismic effect analysis ［J］. Journal of Engineering Geology ， 2012 ， 20 （ 6 ） ： 979 - 985 . （in Chinese）
张磊刚 ， 邓亚虹 ， 薛捷 ， 等 . 地裂缝场地地脉动响应特征初探——以西安F 6 地裂缝为例 ［J］. 工程地质学报 ， 2017 ， 25 （ 3 ）： 784 - 793 .
Zhang L G ， Deng Y H ， Xue J ， et al . Preliminary research on dynamic reponse characteristics of microtremor at ground fissure sites—illustrated with F 6 ground fissure in Xi'an ［J］. Journal of Engineering Geology ， 2017 ， 25 （ 3 ）： 784 - 793 . （in Chinese）
杨觅 ， 门玉明 ， 袁立群 ， 等 . 地裂缝环境下不同隧道型式的地铁振动响应数值分析 ［J］. 防灾减灾工程学报 ， 2016 ， 36 （ 2 ）： 188 - 195 .
Yang M ， Men Y M ， Yuan L Q ， et al . Numerical analysis of subway vibration responses for different tunnel types in ground fissures areas ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2016 ， 36 （ 2 ）： 188 - 195 . （in Chinese）
袁立群 ， 门玉明 ， 刘妮娜 ， 等 . 与地裂缝正交马蹄形地铁隧道动力响应模拟分析 ［J］. 防灾减灾工程学报 ， 2015 ， 35 （ 3 ）： 354 - 358 .
Yuan L Q ， Men Y M ， Liu N N ， et al . The dynamic response simulation analysis of U-shaped metro tunnel orthogonal with the ground fissure ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2015 ， 35 （ 3 ）： 354 - 358 . （in Chinese）
慕焕东 ， 邓亚虹 ， 常江 ， 等 . 西安地裂缝场地动力响应规律振动台模型试验研究 ［J］. 岩石力学与工程学报 ， 2020 ， 39 （ 增1 ）： 3139 - 3149 .
Mu H D ， Deng Y H ， Chang J ， et al . Shaking table model test study on dynamic response of Xi'an ground fissure site ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2020 ， 39 （ Sup1 ）： 3139 - 3149 . （in Chinese）
0
浏览量
0
下载量
1
CSCD
- 网络PDF下载
- WORD下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 苏ICP备05012539号-11
苏公网安备32010202012147号 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies
