土石壩地震工程學(xué)

前言

　　地震工程學(xué)是在地震學(xué)和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科。可以用于預(yù)估地區(qū)的地震烈度及分析建筑物對(duì)地震的反應(yīng)，從而改進(jìn)設(shè)計(jì)，采取措施，以策工程的安全。由于工程設(shè)計(jì)需要，這門學(xué)科從創(chuàng)始到現(xiàn)在雖只有二十余年的歷史，但發(fā)展卻很迅速。有些重大課題還在不斷地研究和推進(jìn)中?！　∥覈?guó)是世界上多地震國(guó)家之一。地震活動(dòng)分布范圍較廣，基本烈度在Ⅵ度以上的地區(qū)占全國(guó)總面積的60％以上。有許多大中城市位于基本烈度為Ⅻ度或Ⅻ度地區(qū)。同時(shí)，我國(guó)地震震源較淺，因而地震破壞力較大。眾所周知的邢臺(tái)地震、通海地震、遼南地震、唐山地震等對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成很大的損失?！　〉卣鹌茐膶?duì)城市而言，可使房屋倒塌、人員傷亡、公共設(shè)施崩潰、工廠生產(chǎn)停頓。這種破壞僅限于當(dāng)?shù)?。至若作為水?kù)擋水建筑物的水壩水閘，其崩潰將使急浪涌波一瀉千里，影響尤為重大，不能不作專門的研究和論述。土石壩的壩體和壩基常常都由散粒材料組成，其材料性能和對(duì)地震反應(yīng)都很復(fù)雜。所以，土石壩比混凝土壩更易失事。因此對(duì)土石壩的地震工程研究，顯得更加重要，同時(shí)也更為復(fù)雜。

內(nèi)容概要

本書是一部理論聯(lián)系實(shí)際，論述土石壩地震工程學(xué)的專著。書中介紹了地震的基本概念、加速度時(shí)程曲線、地震觀測(cè)儀器及布設(shè)、地震反應(yīng)計(jì)算基礎(chǔ)理論等地震工程學(xué)知識(shí)。對(duì)土的動(dòng)力本構(gòu)模型及其參數(shù)確定、飽和砂土和軟土的液化、振動(dòng)孔隙水壓力、永久變形、土體動(dòng)力反應(yīng)計(jì)算原理及土石壩的地震反應(yīng)計(jì)算等進(jìn)行了介紹和相關(guān)計(jì)算公式的推導(dǎo)，給出了多個(gè)工程計(jì)算實(shí)例。同時(shí)還闡述了不同施工設(shè)備和施工技術(shù)對(duì)提高壓實(shí)度、增強(qiáng)抗震能力的影響。對(duì)“5·12”汶川8級(jí)強(qiáng)震給紫坪鋪混凝土面板堆石壩和碧口心墻壩產(chǎn)生的影響也進(jìn)行了總結(jié)分析。　　本書可作為水工結(jié)構(gòu)、防災(zāi)減災(zāi)工程專業(yè)研究生的教材或相關(guān)專業(yè)的教學(xué)參考書，也可作為水利水電、土木、交通工程的設(shè)計(jì)、施工、科研人員的參考用書。

書籍目錄

序 前言 第1章 地震 　1.1 地球的結(jié)構(gòu) 　1.2 地震的成因和類型 　1.3 震源、震中 　1.4 地震的活動(dòng)性、地震波和地震觀測(cè) 　1.5 地震的破壞現(xiàn)象 　1.6 地震的震級(jí) 　1.7 地震動(dòng)的最大振幅、周期、振速 　1.8 地震烈度 　1.9 地震加速度時(shí)程曲線 　1.10 隨機(jī)地震動(dòng)模型及其參數(shù)確定 　參考文獻(xiàn) 第2章 地震反應(yīng)計(jì)算基礎(chǔ) 　2.1 單自由度體系的自振反應(yīng)和地震反應(yīng)計(jì)算 　2.2 單自由度體系地震反應(yīng)計(jì)算的逐步數(shù)值積分法 　2.3 多自由度體系的自振反應(yīng)和地震反應(yīng)計(jì)算 　2.4 多自由度體系地震反應(yīng)計(jì)算的逐步數(shù)值積分法 　參考文獻(xiàn) 第3章 土的動(dòng)力性質(zhì)和動(dòng)力本構(gòu)模型 　3.1 土的動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的基本特點(diǎn) 　3.2 土的線性動(dòng)力本構(gòu)模型 　3.3 土的非線性動(dòng)力本構(gòu)模型 　3.4 土的彈塑性動(dòng)力本構(gòu)模型和內(nèi)時(shí)動(dòng)力本構(gòu)模型 　3.5 動(dòng)剪切模量和阻尼比的經(jīng)驗(yàn)估計(jì) 　3.6 土的動(dòng)參數(shù)的試驗(yàn)測(cè)定 　參考文獻(xiàn) 第4章 飽和砂土和軟i的液化 　4.1 液化及影響因素 　4.2 振動(dòng)液化試驗(yàn) 　4.3 振動(dòng)孔隙水壓力計(jì)算模型 　4.4 水平地基的地震液化計(jì)算 　4.5 粗判水平地基液化的方法 　參考文獻(xiàn) 第5章 地震永久變形計(jì)算方法 　5.1 滑動(dòng)體位移計(jì)算方法 　5.2 塊體旋滑法 　5.3 整體變形分析方法 　參考文獻(xiàn) 第6章 土體動(dòng)力反應(yīng)計(jì)算原理 　6.1 概述 　6.2 動(dòng)力反應(yīng)計(jì)算控制方程 　6.3 邊界條件及求解步驟 　6.4 土體有限元?jiǎng)恿Ψ治龌A(chǔ) 　參考文獻(xiàn) 第7章 土石壩地震反應(yīng)計(jì)算 　7.1 剪切楔法 　7.2 面板堆石壩地震反應(yīng)的有限元計(jì)算 　7.3 土質(zhì)心墻(斜墻)土石壩地震反應(yīng)的有限元計(jì)算 　參考文獻(xiàn) 第8章 土石壩反附屬建筑物的震害 　8.1 通海地震 　8.2 海城地震 　8.3 唐山地震 　8.4 渤海地震 　8.5 汶川地震 　8.6 日本土石壩震害 　8.7 美國(guó)土石壩震害 　8.8 土石壩震害事例帶來(lái)的啟示 　參考文獻(xiàn) 第9章 土石壩的抗震工程措施 　9.1 壩體震陷和地震涌浪 　9.2 庫(kù)岸滑坡涌浪 　9.3 提高填土壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn) 　9.4 連接建筑物、岸邊接頭和裂縫的滲漏控制 　9.5 壩坡和壩坡加筋 　9.6 活斷層上建土石壩的工程措施 　9.7 深層砂性土和軟土的加密 　參考文獻(xiàn) 附錄一 國(guó)內(nèi)外發(fā)生地震統(tǒng)計(jì)表 　附表1 1960年以來(lái)國(guó)外較大(7.0級(jí)以上)地震統(tǒng)計(jì)表 　附表2 我國(guó)1950年以來(lái)發(fā)生的大于6.5級(jí)地震統(tǒng)計(jì)表 附錄二 貝塞爾函數(shù)表

章節(jié)摘錄

　　20世紀(jì)50-60年代，海洋地質(zhì)研究，尤其是海洋鉆探的開展，取得了重大成果，其中之一就是發(fā)現(xiàn)了海嶺和海溝，證實(shí)了地幔對(duì)流和海底擴(kuò)張的存在，并依靠無(wú)線電測(cè)距方法測(cè)定了海底擴(kuò)張和大陸漂移的速率。1967年，美國(guó)人摩根（MorganWJ）和英國(guó)人麥肯齊（MckanzieD）等建立了“地球板塊構(gòu)造模型”。他們將地球的巖石圈分為歐亞、美洲、非洲、太平洋、澳洲和南極洲等六大板塊和若干小板塊，如圖1.3所示。板塊間的分界是大西洋中脊、俯沖帶和轉(zhuǎn)換斷層，板塊在大西洋中脊繼續(xù)增生擴(kuò)張，而在俯沖帶則下沉和消減。那正是構(gòu)造動(dòng)蕩激烈的部位，是地震、火山活動(dòng)的主要發(fā)生地?！　?.2 地震的成因和類型　　1.2.1 地震的成因　　關(guān)于地震成因的研究已有近百年的歷史，早期的地震成因說(shuō)傾向于斷層破裂學(xué)說(shuō)，后期的觀點(diǎn)則側(cè)重于板塊觀點(diǎn)。這兩個(gè)觀點(diǎn)并不矛盾，主要是出發(fā)點(diǎn)不同，前者從局部機(jī)制，后者從宏觀背景來(lái)論述震源機(jī)制?！　木植繖C(jī)制來(lái)論述地震成因的彈性回跳學(xué)說(shuō)，是20世紀(jì)初由里德（Reid）提出的。他最初是根據(jù)1906年美國(guó)舊金山8.3級(jí)大地震前后橫跨圣安德烈斯斷層的一些測(cè)標(biāo)位移實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)而得出的結(jié)論?！　±锏碌膹椥曰靥鴮W(xué)說(shuō)認(rèn)為：①地殼由彈性的、有斷層的巖層組成，地殼運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量以彈性應(yīng)變能的形式在斷層及其附近巖層中長(zhǎng)期積累；②當(dāng)彈性應(yīng)變能積累及其巖層產(chǎn)生的變形達(dá)到一定程度時(shí)，斷層上某一點(diǎn)的兩側(cè)巖體會(huì)發(fā)生相對(duì)位移錯(cuò)動(dòng)，并使沿?cái)鄬拥泥徑c(diǎn)隨之發(fā)生位移，以致斷層兩側(cè)巖體向相反方向突然滑動(dòng)，地震因之產(chǎn)生，此時(shí)，斷層上長(zhǎng)期積累的彈性應(yīng)變能突然釋放；③地震后，過(guò)去在應(yīng)變能作用下發(fā)生變形的巖體又重新恢復(fù)沒有變形的狀態(tài)。

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