冻土层状态对多年冻土场地地震动特性的影响分析

摘要

在多年冻土区，冻土层的存在和状态变化(温度和厚度)会显著影响场地地震动特性。为明确多年冻土场地地震动特性的主要影响因素，首先开展不同冻结状态下自由场地的振动台模型试验，探究在冷季(季节活动层冻结状态)和暖季(季节活动层融化状态)条件下多年冻土场地地面加速度峰值的变化特征；其次建立自由场地的有限差分模型，分析季节和多年冻土层温度、厚度等因素对场地地震动特性的影响。结果表明：在小震作用下，多年冻土层抑制了地面加速度峰值放大系数沿高程方向的增加效应，随着输入地震动强度的增加，这种抑制效应有所降低，而季节冻土层对地震动的抑制效应随着地震动强度的增加有所凸显。另外，在小震作用下，多年冻土层温度的降低对地震动峰值的抑制作用不太显著，多年冻土层厚度的增加使场地土体的最大水平应力有所下降；而在强震作用下，随着多年冻土层温度的降低，多年冻土场地土体的最大水平应力呈线性减小的趋势。此外，由暖季转换为冷季时，季节活动层的冻结会显著降低多年冻土场地地面加速度峰值，而季节冻土层温度的变化对场地地震动特性的影响并不明显。

关键词

多年冻土场地 / 季节活动层 / 振动台试验 / 有限差分模型 / 场地地震动特性