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常规土类剪切波速与埋深经验公式的可靠性评价

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第2期54卷 546-557页

作者：卢大伟孙逸涵刘红帅中再巨灾风险管理股份有限公司北京100033 唐山热力集团有限公司河北唐山063000 河北大学河北省土木工程监测与评估技术创新中心河北保定071002

国内常规土类剪切波速与埋深的统计关系公式(刘红帅等《常规土类剪切波速与埋深的关系分析》一文中,表2—5中的幂函数和一元二次函数模型公式)作为全国性经验公式,已成为地区经验公式检验对比的重要参考,但缺乏较系统的可靠性评价。为此... 详细信息

国内常规土类剪切波速与埋深的统计关系公式(刘红帅等《常规土类剪切波速与埋深的关系分析》一文中,表2—5中的幂函数和一元二次函数模型公式)作为全国性经验公式,已成为地区经验公式检验对比的重要参考,但缺乏较系统的可靠性评价。为此,选取国内典型地区(北京、鲁西、成都、天津、常州、武汉6个区域)的剪切波速与埋深的统计经验公式,检验全国性常规土类剪切波速与埋深经验公式的可靠性。结果表明:幂函数模型预测的剪切波速随深度增大而增大,符合定性认识,而一元二次模型有可能出现不合理的回弯反常现象,不应继续采用。全国性剪切波速经验公式在不同地区的预测精度差异显著,在大多数地区对于绝大数土类预测的相对误差总体在±20%以内,在少数地区对于大数土类预测的相对误差超过±20%,仅在近地面20 m内的相对误差较大,最大可达40%左右。建议优先选择适合当地的剪切波速经验公式;当缺乏本地公式,需选用全国性剪切波速幂函数型经验公式时,应先经过本地实测资料检验确认后方可使用;20 m范围的剪切波速最好以实测为准,这有助于降低全国性剪切波速经验公式带来的显著误差。

关键词：常规土类剪切波速埋深可靠性经验公式

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循环荷载下砂土滞回曲线形态特征的定量研究

地下空间与工程学报 2024年第2期20卷 449-459页

作者：宋东松刘红帅陈佩云河北大学岩土工程研究所河北保定071002 河北极致地震预防服务有限公司河北保定071027

以福建标准砂(粒径0.5~1.0 mm)为试验对象进行动三轴试验,研究了围压、相对密度、振次对砂土滞回曲线的影响。分别采用滞回曲线长轴斜率K、滞回曲线的面积S、滞回曲线压拉半轴面积差S′、不闭合程度σ_(P)以及短长轴比α对福建标准砂滞... 详细信息

以福建标准砂(粒径0.5~1.0 mm)为试验对象进行动三轴试验,研究了围压、相对密度、振次对砂土滞回曲线的影响。分别采用滞回曲线长轴斜率K、滞回曲线的面积S、滞回曲线压拉半轴面积差S′、不闭合程度σ_(P)以及短长轴比α对福建标准砂滞回曲线形态特征进行定量描述。结果表明:K随着应变增大而减小;当应变较小(0.1%)时,K值随振次的增大而减小;围压对K值的影响比较明显,K值随着围压的增大而增大,而相对密度影响则较小;在应变(<0.1%)发展前期,围压和相对密度等对砂土的滞回曲线S、S′、σ_(P)基本无影响,而随应变的增大,S、S′、σ_(P)逐渐增大,但它们都随振次的增大在逐渐减小;α随着应变的增加先减小后呈指数增大,其应变转折点随围压的增大在逐渐后移,α随着围压的增大而减小,但随着振次的增大而增大,相对密度对α的影响规律不明。

关键词：砂土滞回曲线形态特征损耗模量刚度

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雄安新区黏性土非线性动力学参数统计分析

地震研究 2024年第2期47卷 273-279页

作者：刘红帅陈佩云孙强强宋东松河北大学岩土工程研究所河北保定071002 河北大学建筑工程学院河北保定071002 河北极致地震预防服务有限公司河北保定071028

以雄安新区起步区区域性地震安全性评价项目的黏性土动三轴试验结果为基础,整理分析199组黏性土的动剪切模量和阻尼比数据,以埋深10 m为统计区间,统计给出雄安新区黏性土不同埋深区间的动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化的平均值和变异... 详细信息

以雄安新区起步区区域性地震安全性评价项目的黏性土动三轴试验结果为基础,整理分析199组黏性土的动剪切模量和阻尼比数据,以埋深10 m为统计区间,统计给出雄安新区黏性土不同埋深区间的动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化的平均值和变异系数,并与已有的同类成果进行对比分析。结果表明:雄安新区黏性土非线性动力学参数符合土动力学的基本认识;雄安新区黏性土体的动剪切模量比略高于天津地区,随埋深的增加逐渐趋近于全国的上限值,而阻尼比在浅表时明显低于天津和全国的推荐平均值,随埋深的增加逐渐趋向于全国的下限值。

关键词：雄安新区黏性土动剪切模量比阻尼比

基于动三轴试验的砂土阻尼比确定方法对场地地震动参数的影响

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地震工程与工程振动 2023年第6期43卷 194-202页

作者：宋东松刘红帅赵帅河北大学岩土工程研究所河北保定071002 河北极致地震预防服务有限公司河北保定071028

基于动三轴试验提出的砂土阻尼比确定方法有多种,但其对场地地震动参数影响的研究鲜有报道。为此,以福建标准砂(粒径0.10~0.25 mm)的试验结果为基础,采用规范方法、KUMAR方法、DAS方法、DOYGUN方法和互相关函数方法5种典型阻尼比确定方... 详细信息

基于动三轴试验提出的砂土阻尼比确定方法有多种,但其对场地地震动参数影响的研究鲜有报道。为此,以福建标准砂(粒径0.10~0.25 mm)的试验结果为基础,采用规范方法、KUMAR方法、DAS方法、DOYGUN方法和互相关函数方法5种典型阻尼比确定方法给出相应的动剪切模量比和阻尼比;设计单层土场地和多层土场地2种典型工况,采用一维场地地震反应分析波动程序,计算给出场地地表加速度峰值和反应谱,定量评价相应的阻尼比确定方法对场地地表地震动参数的影响规律。结果表明:5种阻尼比确定方法得到的阻尼比对地表加速度峰值的影响程度随输入地震动加速度峰值的增大而不断增大,同时对多层土场地的影响明显高于单层土场地;采用5种方法确定的阻尼比计算的反应谱差异性在单层土场地时相对较小,而在多层土场地时有明显的差别;与规范方法相比,4种阻尼比确定方法计算反应谱的最大相对误差可达-35%。因此,有必要采用离心振动台试验结果进一步检验基于动三轴试验的砂土阻尼比确定方法的合理性,为场地地震反应分析提供可靠的阻尼比参数。

关键词：砂土阻尼比确定方法地表加速度峰值反应谱场地地震反应

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砂土液化剪切波速判别方法的对比分析

地震工程与工程振动 2022年第4期42卷 105-112页

作者：刘红帅宋东松冯震河北大学岩土工程研究所河北保定071002 河北极致地震预防服务有限公司河北保定071002

基于国内外公开发表的数据,构建了剪切波速液化判别的数据库,利用剪切波速与标准贯入击数的经验公式将现行的《建筑抗震设计规范》标贯法转换为剪切波速判别公式,并与现行的《岩土工程勘察规范》方法、陈国兴等公式、孙-袁公式和Andrus-... 详细信息

基于国内外公开发表的数据,构建了剪切波速液化判别的数据库,利用剪切波速与标准贯入击数的经验公式将现行的《建筑抗震设计规范》标贯法转换为剪切波速判别公式,并与现行的《岩土工程勘察规范》方法、陈国兴等公式、孙-袁公式和Andrus-Stokoe公式进行了对比分析,评价其判别效果的可靠性。结果表明:中国现行的《建筑抗震设计规范》标贯法明显保守;中国现行的《岩土工程勘察规范》中砂土液化剪切波速判别法,明显偏离实际;陈国兴等公式的液化临界状态线为液化点的外包络线;孙-袁公式的液化临界状态线大体为液化点与非液化点的平均分界线,注重液化和非液化判别的均衡性;Andrus-Stokoe公式介于陈国兴等公式和孙-袁公式的中间;陈国兴等公式和Andrus-Stokoe公式均存在不合理的回弯现象。

关键词：液化判别剪切波速砂土

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干砂小应变动力学参数的弯曲元试验

吉林大学学报（地球科学版） 2023年第6期53卷 1826-1834页

作者：刘红帅宋东松张东涛李延冰河北大学岩土工程研究所河北保定071002 河北极致地震预防服务有限公司河北保定071027

弯曲元是测试土体小应变动力学参数的常用手段,然而在使用弯曲元测试时,波形、频率、峰值和试样的尺寸对波在土体中传播时间的确定会造成一定的影响。目前大多从输入波的频率方面来研究其对输出信号传播时间确定的影响,但对输入波峰值... 详细信息

弯曲元是测试土体小应变动力学参数的常用手段,然而在使用弯曲元测试时,波形、频率、峰值和试样的尺寸对波在土体中传播时间的确定会造成一定的影响。目前大多从输入波的频率方面来研究其对输出信号传播时间确定的影响,但对输入波峰值、输入波形对输出信号的影响研究较少。基于此,采用弯曲元对干燥福建标准砂的小应变动力学参数进行了研究,分析了输入频率、输入波峰值、输入波形对输出信号的影响,以及土体相对密度和有效围压对侧线模量、剪切模量和泊松比的影响。结果表明:输入频率对S波(剪切波)的传播时间有明显影响,对P波(压缩波)基本没有影响;输入波峰值的大小对判别S波或P波的传播时间没有影响;输入波形对S波或P波的传播时间有显著的影响;土体的侧线模量、剪切模量和泊松比均随有效围压和孔隙比的增大呈指数形式变化。根据Hardin提出的小应变模量预测模型,拟合出了考虑有效围压和孔隙比耦合作用下的三维模型公式,可为实际工程中对侧线模量、剪切模量和泊松比的估算提供一定参考。

关键词：弯曲元福建标准砂侧线模量剪切模量泊松比

基于小生境遗传算法的设计地震动反应谱标定方法

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岩土工程学报 2009年第6期31卷 975-979页

作者：刘红帅中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

基于小生境遗传算法,提出了新的设计地震动反应谱标定方法,给出了反应谱标定的验证方法。设计地震动反应谱特征参数包括地震动峰值、第一拐点周期、第二拐点周期(特征周期)、平台高度值及衰减指数等,其标定属于多参数优化问题。利用小... 详细信息

基于小生境遗传算法,提出了新的设计地震动反应谱标定方法,给出了反应谱标定的验证方法。设计地震动反应谱特征参数包括地震动峰值、第一拐点周期、第二拐点周期(特征周期)、平台高度值及衰减指数等,其标定属于多参数优化问题。利用小生境遗传算法具有多参数的全局寻优能力,提出了以平均标准差最小为目标的地震动反应谱标定模型。拟合给定特征参数的设计地震动反应谱,对比分析标定的特征参数与给定的特征参数,要求两者之间的误差小于给定的精度,以此作为新的验证方法。以某一场地计算反应谱作为算例,采用所提出的模型对其进行了标定。通过验证结果和工程算例,证明了所提出的地震动反应谱标定方法的有效性。

关键词：地震动反应谱小生境遗传算法参数标定

悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡地震响应离心模型试验研究

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岩石力学与工程学报 2016年第A1期35卷 2925-2934页

作者：涂杰文刘红帅汤爱平郑桐哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 地壳运动监测工程研究中心北京100036 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

为研究悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡的地震响应、抗滑桩桩后动土压力和桩身弯矩分布规律,设计完成50倍重力加速度条件下的悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡离心振动台模型试验。试验过程中,采用汶川地震清溪台站反演的基岩波作为基底输入,不断增... 详细信息

为研究悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡的地震响应、抗滑桩桩后动土压力和桩身弯矩分布规律,设计完成50倍重力加速度条件下的悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡离心振动台模型试验。试验过程中,采用汶川地震清溪台站反演的基岩波作为基底输入,不断增大输入地震波的幅值,通过监测滑坡不同位置加速度响应、抗滑桩桩后动土压力和桩身应变研究不同强度地震动作用下悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡的抗震性能。试验结果表明:滑坡土体中加速度响应随高程增加而增大,趋于坡顶时放大效果最大,具有明显的高程放大效应,而滑坡坡面处呈现浅表放大效应;抗滑桩加固使滑体土体响应受到一定限制;桩后动土压力随着地震动的输入迅速增大至峰值,此后保持稳定形成残余动土压力作用于抗滑桩上;抗滑桩各截面动弯矩呈现出凸形分布规律,弯矩最大值出现在基岩面附近处;桩后动土压力和桩身动弯矩均随着地震动强度的增大而增大。所得到的成果为边坡悬臂抗滑桩抗震设计提供良好的基础。

关键词：工程地质悬臂抗滑桩堆积型滑坡离心振动台地震响应

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基于离心振动台的堆积型滑坡加速度响应特征

岩石力学与工程学报 2015年第7期34卷 1361-1369页

加速度响应规律是解释滑坡震害、合理确定地震影响系数的基础。为此,设计完成50倍重力加速度条件下的堆积型滑坡离心振动台模型试验,模型滑坡放置于600 mm×400 mm×500 mm(长×宽×高)的刚性模型箱内,采用汶川地震清溪台站反演的基岩... 详细信息

加速度响应规律是解释滑坡震害、合理确定地震影响系数的基础。为此,设计完成50倍重力加速度条件下的堆积型滑坡离心振动台模型试验,模型滑坡放置于600 mm×400 mm×500 mm(长×宽×高)的刚性模型箱内,采用汶川地震清溪台站反演的基岩波作为基底输入,调整其幅值,研究不同强度地震动作用下堆积型滑坡的加速度响应特征及规律。试验结果表明:坡面水平向和竖直向峰值加速度(PGA)放大系数随滑坡的高程增加而增大,趋于坡顶时,增速明显变大,具有明显的高程放大效应;地震动作用下坡面与坡体内部的加速度响应特征明显不同,具有坡面浅表放大效应;滑床岩体自下向上水平向加速度有放大趋势,但与滑坡浅表土体相比,放大倍数则明显减弱;坡顶附近存在显著的波型转换现象;随着输入地震波强度的增大,坡肩PGA放大系数呈现为先增大而后减小的趋势。所得到的成果初步揭示了堆积型滑坡的加速度响应特征,为解释滑坡震害、确定地震影响系数等提供较可靠的依据。

关键词：边坡工程堆积型滑坡离心振动台加速度响应模型试验