[发明专利]预测场地液化横向位移的方法

说明书

本发明提供一种预测场地液化横向位移的方法，包括：确定场地参数；选择与场地频谱特性相匹配的初始地震动；根据场地参数、初始地震动进行建模和非线性动力计算；选取相应强度参数作为液化导致横向位移预测的备选标量强度参数和矢量强度参数；利用非线性动力计算中监测和记录到的液化引起的横向位移LD分别与步骤4中的标量强度参数以及矢量强度参数进行线性回归分析，并衡量两种强度参数的有效性和充分性；根据有效性和充分性的综合结果，优选出预测液化产生横向位移的强度参数；在现有公式的基础上加入优选出的强度参数，得到改进后的场地液化横向位移的预测公式。本发明可快速估算出场地由于液化产生的位移，提高计算效率并满足准确性要求。

技术领域

本发明属于岩土工程抗震的技术领域，具体涉及一种基于地震动优选参数预测场地液化横向位移的方法。

背景技术

砂土液化是地震工程中常见的灾害之一，主要是因为在地震荷载下，土层受到循环剪切作用，砂土中的超孔隙水压力在较短时间内难以消散，造成土体颗粒有效应力降低，使得土体承载能力降低的现象。砂土液化通常伴随着土体大变形或者表面喷水、冒砂等现象。对于建在含液化层场地上的建筑物，底部松砂层的液化通常会导致建筑物倾斜、竖向沉降以及侧向位移等，对于建在含液化层坝基的土石坝，坝基的砂土液化还可能导致整个坝体失稳，如1971年美国圣费南多土石坝的大面积失稳就是由坝基砂土液化造成。自1964年日本新泻地震以后，学者们进行了大量有关砂土液化的研究。

目前对于液化导致的横向位移评估多采用基于实测数据提出的经验公式，但是这类经验公式往往很复杂，包含较多的参数，如土体的细粒含量、中值粒径，地震动的地震震级、断层距离等。公式中对于断层距离的定义也存在分歧，目前已有学者提出对公式中表示地震断层距的项进行修正，以此来更准确地考虑近断层地震动作用下液化引发的位移。随着实测数据的不断增多，基于实测数据提出的经验公式也需要不断的改进。因此，需要开发出一种能快速且准确地估算出场地由于液化产生的位移的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种基于地震动优选参数预测场地液化横向位移的方法，该方法可快速估算出场地由于液化产生的位移，提高计算效率并满足准确性要求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种预测场地液化横向位移的方法，包括如下步骤：

步骤1，确定场地参数；

步骤2，根据确定的场地参数，选择与场地频谱特性相匹配的初始地震动；

步骤3，根据场地参数以及选取的初始地震动进行建模和非线性动力计算；

步骤4，根据地震动特性分别选取相应强度参数作为液化导致横向位移预测的备选标量强度参数和矢量强度参数；

步骤5、利用非线性动力计算中监测和记录到的液化引起的横向位移LD分别与步骤4中的标量强度参数以及矢量强度参数进行线性回归分析，并衡量标量强度参数和矢量强度参数的有效性以及判别该两种强度参数相对于位移预测的充分性；

步骤6、根据有效性和充分性的综合结果，从步骤4的强度参数中优选出预测液化产生横向位移的强度参数；

步骤7、调研出现有根据液化场地实测位移提出的横向位移预测公式，在现有公式的基础上加入步骤6中优选出的强度参数，得到改进后的场地液化横向位移的预测公式。

进一步地，步骤S1中，场地参数包括边坡的几何尺寸、土层参数、地下水位及液化层的厚度与所处位置。

进一步地，步骤3中，根据场地几何尺寸建模时，模型的网格尺寸必须满足：

式中，Δl为网格尺寸，V_s为场地的剪切波波速，f_max为场地的剪切波最大频率；