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基于我国规范参数的土层液化可能性评价方法研究

2020-12-02阅读(647)

基于我国规范参数的土层液化可能性评价方法研究

论文摘要

我国工程建设发展迅猛,建设韧性城乡也已成为我国防灾减灾设定的目标。液化问题作为防震减灾工作的重要一环,在我国工程建设和防灾减灾事业中有重要的工程价值。但是,我国现行规范中推荐的液化判别方法形成于40年前,方法拟合样本老旧、缺乏概率意义,已经难以满足当前工程需求。国外方法与我国地震动参数提供方式不接轨,与我国工程习惯不符,无法在国内应用。发展适于我国国情的液化可能性实用评价方法应是研究目标之一。从工程实用角度,完成土层液化可能性评价工作中,所需参数越少越好。仅采用最主要的参数和最简单的方式,在保证工程精度的条件下,完成土层液化可能性评价,应是研究工作追求的重要目标之一,同时成果也有助于提高对土层液化本质和影响因素的认识。随着机器学习技术的迅猛发展,以及液化调查样本的不断积累,使得采用最主要的参数和最简单的方式,实现土层液化可能性评价成为可能,但这方面的研究成果目前尚少。基于以上现状,本文的研究目标是为我国工程建设提供实用性的土层液化评价方法。其实用性主要体现在三点:一是判别指标选取与我国现有地震动参数匹配,并与我国现有工程习惯接轨;二是将现有规范确定性方法发展成概率方法;三是寻找最主要的参数和最简单的方式,完成土层液化可能性评价工作。基于以上研究目的,本文的研究主要有如下几个方面:1.基于现有国际上公开的震后调查数据,构建了液化土层实测剪切波速样本库与标贯样本库。以两个样本库作为数据来源,采用Logistic概率回归方法,分别建立了基于我国规范地震动参数的剪切波速和标贯两种液化概率计算方法。给出了指定概率水平下的临界值计算公式,为我国相关规范修订和工程使用提供了支持。2.基于机器学习,对液化影响参数重要性排序进行研究。在此基础上,分别建立了基于地震动峰值加速度amax、剪切波速Vs和基于amax、标贯Nm的液化可能性双参数分级准则。该准则构成简单,整体判别正确率达80%以上,为液化风险评估提供了十分简单的方法。3.在液化影响参数重要性排序研究的基础上,基于基尼指数,提出了土层液化判别标贯阈值法,即仅以饱和土层实测标贯值就可判别其是否液化的简化方法。在不同设计加速度区间,本文提出相应的标贯阈值,并对标贯阈值的可靠性进行检验。4.整理了同时具备剪切波速与标贯数据的双参数场地样本集,对双参数样本集中的典型场地进行了分析。将本文剪切波速和标贯液化判别方法及NCEER推荐的剪切波速和标贯液化判别方法进行对比,对以上方法的一致性进行了研究。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 研究现状
  •     1.2.1 标准贯入试验液化判别方法
  •     1.2.2 剪切波速试验液化判别方法
  •     1.2.3 土层液化概率计算方法
  •   1.3 本文研究目的及主要工作
  • 第二章 基于剪切波速的液化概率计算公式
  •   2.1 引言
  •   2.2 剪切波速实测记录的统计
  •     2.2.1 样本来源
  •     2.2.2 液化影响参数分析
  •     2.2.3 剪切波速样本分布特点
  •   2.3 基于剪切波速的液化概率计算公式
  •     2.3.1 公式形式的选取
  •     2.3.2 参数重要性分析
  •     2.3.3 液化概率计算公式
  •   2.4 剪切波速液化概率计算公式的验证
  •     2.4.1 液化概率50%下回判
  •     2.4.2 不同概率水准下回判分析
  •     2.4.3 本章公式与国内外判别公式对比
  •   2.5 剪切波速离散性对液化判别的影响
  •   2.6 本章小结
  • 第三章 基于剪切波速的液化可能性分级准则
  •   3.1 引言
  •   3.2 液化可能性分级
  •     3.2.1 液化可能性等级的划分
  •     3.2.2 液化影响参数
  •     3.2.3 分类树方法CHAID
  •   3.3 剪切波速液化可能性分级准则的建立
  •   3.4 误判点分析
  •   3.5 本章小结
  • 第四章 基于标贯的液化概率计算公式
  •   4.1 引言
  •   4.2 标贯实测记录的统计
  •     4.2.1 样本来源
  •     4.2.2 液化影响参数重要性分析
  •     4.2.3 实测记录的样本统计
  •   4.3 标贯液化概率计算公式的建立
  •   4.4 标贯液化概率计算公式的验证
  •     4.4.1 样本自身回判
  •     4.4.2 集集地区回判
  •     4.4.3 阪神地区回判
  •     4.4.4 国外部分地区回判
  •     4.4.5 中国大陆地区回判
  •     4.4.6 不同可液化层深度下回判
  •     4.4.7 与国标对比
  •   4.5 本章小结
  • 第五章 基于标贯的液化可能性分级准则
  •   5.1 引言
  •   5.2 分类树方法CRT
  •   5.3 构建二分类（液化与非液化）分类树
  •   5.4 构建标贯液化可能性分级准则
  •     5.4.1 样本统计
  •     5.4.2 标贯液化可能性分级准则的建立
  •   5.5 本章小结
  • 第六章 液化标贯阈值的研究
  •   6.1 引言
  •   6.2 标贯液化阈值的研究
  •     6.2.1 标贯对样本的划分作用
  •     6.2.2 标贯液化阈值的划分作用
  •   6.3 本章小结
  • 第七章 剪切波速与标贯液化判别方法一致性研究
  •   7.1 引言
  •   7.2 双参数场地整理
  •   7.3 液化判别方法一致性研究
  •     7.3.1 本文标贯与剪切波速判别方法一致性研究
  •     7.3.2 NCEER推荐方法一致性研究
  •     7.3.3 典型误判场地分析
  •   7.4 本章小结
  • 第八章 结论与展望
  •   8.1 引言
  •   8.2 本文主要工作及结论
  •   8.3 研究展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 攻读博士学位期间发表的论文
  • 攻读博士学位期间参加的课题和项目

    • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 杨洋

    导师: 孙锐

    关键词: 土层液化,剪切波速,标贯,影响因素,我国规范,液化可能性

    来源: 中国地震局工程力学研究所

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 地质学,建筑科学与工程

    单位: 中国地震局工程力学研究所

    分类号: TU435

    总页数: 133

    文件大小: 4067K

    下载量: 159

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