1. 地震时程曲线如何生成反应谱
非框架梁也分为抗震与不抗震,非框架梁也是受拉构件,锚固按图集要求,在抗震情况下,底部钢筋锚固同框架梁,能直锚就是35D,不能直锚当h>0.4le时,锚固长度为h-c+15D。 03G101-1有一条说明,非框架梁下部钢筋考虑抗拉时,参照可参照《混凝土结构设计规范》9.3.1和9.3.3设置;9.3.1的第五条有规定,对于抗震设防要求和直接承受动力荷载的构件,不得采用修正值,也就是说非框架梁是有抗震和不抗震之分的,抗震时按照抗震设防要求进行锚固。
2. 地震反应谱图
区别在于一个是地球的震动,一个是工程学的承载力。 地震动参数表征地震引起的地面运动的物理参数,包括峰值、反应谱和持续时间等。地震动是由震源释放出来的地震波引起的地面运动。它是由不同频率、不同幅值(或强度)在一个有限时间范围内的集合。所以通常以幅值、频率特性和持续时间三个参数来表达地震的特点。 静力载荷是工程地质上的一种现场试验,指通过一定垂直压力测定土在天然产状条件下的变形模量、土的变形随时间的延续性及在载荷板接近于实际基础条件下估计地基承载力等。
3. 地震反应谱曲线如何理解
更直观的定义:一组具有相同阻尼、不同自振周期的单质点体系,在某一地震动时程作用下的最大反应,为该地震动的反应谱。
反应谱分为加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱。
反应谱理论考虑了结构动力特性与地震动特性之间的动力关系
4. 地震反应谱的形成过程
规准反应谱(或称为标准反应谱) 就是将地震动加速度反应谱分别除以对应地震动的最大值,使纵坐标谱值无量纲化,它反映了单质点系在地震作用下的最大反应对地震动峰值的放大情况。
反应谱与规准反应谱只是在纵轴上的数值不同,而曲线的形状是相似的。将反应谱规准化是为了消除地震动强度对反应谱纵轴坐标值的影响,是用于比较不同地震波频谱特性的工具。双规准反应谱就是在规准化反应谱的基础上,再将横坐标(即周期) 无量纲化:将地震动反应谱的峰值对应周期去除相应反应谱的横坐标所得到的结果。5. 地震反应谱与时程谱关系
反应谱函数是一组具有相同阻尼、不同自振周期的单质点体系,在某一地震动时程作用下的最大反应,为该地震动的反应谱。反应谱分为加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱。
反应谱是在给定的地震加速度作用期间内,单质点体系的最大位移反应、速度反应和加速度反应随质点自振周期变化的曲线。用作计算在地震作用下结构的内力和变形。
6. 地震波反应谱怎样生成的
地震动参数表征地震引起的地面运动的物理参数,包括峰值、反应谱和持续时间等。
地震动是由震源释放出来的地震波引起的地面运动。它是由不同频率、不同幅值(或强度)在一个有限时间范围内的集合。所以通常以幅值、频率特性和持续时间三个参数来表达地震的特点。7. 地震反应谱和设计反应谱
给定的地震加速度作用期间内,单质点体系的最大位移反应、速度反应和加速度反应随质点自振周期变化的曲线。用作计算在地震作用下结构的内力和变形。
8. 地震设计反应谱曲线
Push-over分析方法本质上是一种与反应谱相结合的静力弹塑性分析方法,它是按一定的水平荷载加载方式,对结构施加单调递增的水平荷载,逐步将结构推至一个给定的目标位移来研究分析结构的线性性能,从而判断结构及构件的变形、受力、是否满足设计要求。
push-over分析的一个结果是结构的荷载-位移曲线,它表示了侧向总剪力与顶点侧向位移的关系。push-over也叫作,是一种与反应谱相结合的静力非线性分析方法。
静力弹塑性分析方法是由传统的静力线性方法和反应谱法发展来的。有关push-over法的思想在很早就已经提出,主要用于理论研究。1975年,Freeman等人在push法中引入了地震需求谱曲线和能力谱曲线的概念,发展了push over法,并促进了push over法在结构抗震性能评估等方面的应用推广。Push-over分析方法基于以下两个基本假定:
1、结构的反应与该结构的等效单自由度体系反应相关,这说明结构反应仅由结构的第一振型控制。
2、在地震反应过程中,结构的形状向量保持不变。严格的说,这两个假定是不完全准确的。
但是这些研究表明,这些假定能够很好的预测多自由度体系的反应,并且这些地震反应确实是由第一振型控制的。
9. 地震反应谱就是设计反应谱
2022注册土木工程师(岩土)专业考试大纲
一、岩土工程勘察
1.1勘察工作的布置
熟悉场地条件、工程特点和设计要求,合理布置勘察工作。
1.2岩土的分类和鉴定
掌握岩土的工程分类和鉴别,熟悉岩上工程性质指标的物理意义及其工程应用。
1.3工程地质测绘和调查
掌握工程地质测绘和调查的要求和方法:掌握各类工程地质图件的编制。
1.4勘探与取样
了解工程地质钻探的工艺和操作技术;熟悉岩土工程勘察对钻探、井探、槽探和洞探的要求,熟悉岩石钻进中的RQD方法:熟悉各级土样的用途和取样技术;熟悉取土器的规格、性能和适用范围;熟悉取岩石试样和水试样的技术要求:了解主要物探方法的适用范围和工程应用。
1.5室内试验
了解岩土试验的方法;熟悉岩土试验指标间的关系;熟悉根据岩土特点和工程特点提出对岩土试验和水分析的要求:熟悉岩土试验和水分析成果的应用;熟悉水和土对工程材料腐蚀性的评价方法。
1.6原位测试
了解原位测试的方法和技术要求,熟悉其适用范围和成果的应用。
1.7地下水
熟悉地下水的类型和运动规律;熟悉地下水对工程的影响;了解抽水试验、注水试验和压水试验的方法,掌握以上试验成果的应用。
1.8岩土工程评价
掌握岩土力学基本概念在岩土工程评价中的应用;掌握岩土工程特性指标的数据处理和选用:熟悉场地稳定性的分析评价方法;熟悉地基承载力、变形和稳定性的分析评价方法:掌握勘察资料的分析整理和勘察报告的编写。
二、岩土工程设计基本原则
2.1设计荷载
了解各类土木工程对设计荷载的规定及其在岩土工程中的选用原则。
2.2设计状态
了解岩土工程各种极限状态和工作状态的设计方法。
2.3安全度
了解各类土木工程的安全度控制方法;熟悉岩土工程的安全度准则。
三、浅基础
3.1浅基础方案选用与比较
了解各种类型浅基础的传力特点、构造特点和适用条件;掌握浅基础方案选用和方案比较的方法。
3.2地基承载力计算
熟悉不同结构对地基条件的要求:熟悉确定地基承载力的各种方法;掌握地基承载力深宽修正与软弱下卧层强度验算的方法。
3.3地基变形分析
了解各种建(构)筑物对变形控制的要求;掌握地基应力计算和沉降计算方法;了解地基、基础和上部结构的共同作用分析方法及其在工程中的应用。
3.4基础设计
了解各种类型浅基础的设计要求和设计步骤;熟悉基础埋置深度与基础底面积的确定原则;掌握基础底面压力分布的计算方法;熟悉各种类型浅塞础的设计计算内容;掌握浅基础内力计算的方法。
3.5动力基础
了解动力基础的基本特点;了解天然地基动力参数的测定方法。
3.6不均匀沉降
了解建筑物的变形特征以及不均匀沉降对建筑物的各种危害;了解产生不均匀沉降的原因:了解防止和控制不均匀沉降对建筑物损害的建筑措施和结构措施。
四、深基础
4.1桩的类型、选型与布置
了解桩的类型及各类桩的适用条件;熟悉桩的设计选型应考虑的因素;掌握布桩设计原则。
4.2单桩竖向承载力
了解单桩在竖向荷载作用下的荷载传递和破坏机理;熟悉单桩竖向承载力的确定方法;掌握桩身承载力的验算方法。
4.3群桩的竖向承载力
了解竖向荷载作用下的群桩效应;掌握群桩竖向承载力计算方法。
4.4负摩阻力
了解负摩阻力的发生条件;掌握负摩阻力的确定方法。
4.5桩的抗拔承载力
了解抗拔桩基的适用条件;掌握单桩及群桩的抗拔承载力计算方法。
4.6桩基沉降计算
熟悉桩基沉降计算的基本假定和计算模式;掌握桩基沉降计算方法。
4.7桩基水平承载力和水平位移
了解桩基在水平荷载作用下的荷载传递和破坏机理;熟悉桩基水平承载力的确定方法;了解桩基在水平荷载作用下的位移计算方法。
4.8承台设计
熟悉承台形式的确定方法;掌握承台的受弯、受冲切和受剪承载力计算方法。
4.9桩基施工
了解灌注桩、预制桩和钢桩的主要施工方法及其适用条件;了解桩基施工中容易发生的问题及预防措施。
4.10沉井基础
了解沉井基础的应用条件:掌握沉井设计方法:了解沉井下沉施工方法和主要工序;了解沉井施工中常见的问题与处理方法。
五、地基处理
5.1地基处理方法
熟悉常用地基处理方法的机理、适用范围、施工工艺和质量检验方法。
5.2复合地基
熟悉复合地基的形成条件:掌握常用复合地基承载力和沉降计算方法。
5.3地基处理设计
了解各类软弱地基和不良地基的加固机理;熟悉地基处理方案的选用掌握地基处理设计计算方法。
5.4土工合成材料
了解常用土工合成材料的性质及其工程应用。
5.5防渗处理
了解防渗处理技术及其工程应用。
5.6既有工程地基加固与基础托换
了解既有工程地基加固要求和加固程序:了解常用加固技术、应用范围及加固设计方法:了解既有工程基础托换的常用方法和适用范围:了解建筑物迁移的常用方法。
六、土工结构与边坡防护
6.1土工结构
熟悉路堤和堤坝的设计原则及方法:熟悉土工结构的防护与加固措施了解土工结构填料的选用及填筑方法;熟悉土工结构施工质量控制及监测检测方法;熟悉不同土质及不同条件下土工结构的设计要求及方法。
6.2边坡稳定性
了解影响边坡稳定的因素与边坡破坏的类型;掌握边坡的稳定分析方法;熟悉边坡安全坡率的确定方法。
6.3边坡防护
了解边坡防护的常用技术:熟悉不同防护结构的设计方法和施工要点;熟悉挡墙的结构形式、设计方法和施工要点;掌握边坡排水工程的设计方法和施工要点。
七、基坑工程与地下工程
7.1基坑工程
了解基坑工程的特点及支护方案的选用原则;掌握常用支护结构的设计和计算方法;了解基坑施工对环境的影响及应采取的技术措施。
7.2地下工程
了解影响洞室围岩稳定的主要因素;熟悉围岩分类及支护、加固的设计方法;熟悉新奥法的施工理念和技术要点;了解矿山法、掘进机法、盾构法的特点及适用条件;了解开挖前后岩土体应力应变测试方法及检测与监测:了解地下工程施工中常见的失稳类型及预报防护方法。
7.3地下水控制
熟悉地下水控制的各种措施的适用条件,掌握其设计方法;了解地下水控制的施工方法;了解地下水控制对环境的影响及其防治措施。
八、特殊条件下的岩土工程
8.1特殊性岩土
熟悉软土、湿陷性土、膨胀性岩土、盐渍岩土、多年冻土、风化岩和残积土等特殊性岩土的基本特征、勘察要求、试验方法和分析评价;掌握特殊性岩土的工程设计计算及工程处理方法。
8.2岩溶与土洞
了解岩溶与土洞的发育条件和规律:了解岩溶的分类;了解岩溶与土洞的塌陷机理;掌握岩溶场地的勘察要求和评价方法;了解岩溶与土洞的处理方法。
8.3滑坡、危岩与崩塌
了解滑坡、危岩与崩塌的类型和形成条件;掌握治理滑坡、危岩与崩塌的勘察及稳定性验算方法;掌握治理滑坡、危岩与崩塌的设计、施工及动态监测方法。
8.4泥石流
了解泥石流的形成条件和分类;了解泥石流的计算方法:掌握泥石流的勘察和防治工程设计。
8.5采空区
了解采空区地表移动规律、特征及危害:了解采空区地表移动和变形的预测;掌握采空区的勘察评价原则和处理措施。
8.6地面沉降
了解地面沉降的危害及形成原因;了解地面沉降量的估算和预测方法:掌握地面沉降的评价方法;了解防止地面沉降的主要措施。
8.7废弃物处理场地
了解废弃物处理工程的特点;了解尾矿处理和垃圾填埋场地的岩土工程勘察设计要点和评价方法。
8.8地质灾害危险性评估
了解地质灾害危险性评估范围、内容和分级标准;掌握地质环境条件复杂程度分类、建设项目重要性分类及其内容;
了解地质灾害调查的重点、内容和要求;熟悉地质灾害危险性评估方法及评估报告编制要求。
九、地震工程
9.1抗震设防的基本知识
了解国家标准《中国地震动参数区划图》的基本内容;了解建筑抗震设防的三个水准要求;熟悉抗震设计的基本参数;了解土动力参数的试验方法;了解影响地震地面运动的因素。
9.2地震作用与地震反应谱
了解设计地震反应谱;掌握地震设计加速度反应谱的主要参数的确定方法及其对勘察的要求。
9.3建筑场地的地段与类别划分
熟悉各类建筑场地地段的划分标准;掌握建筑场地类别划分的方法;了解建筑场地类别划分对抗震设计的影响。
9.4土的液化
了解土的液化机理及其对工程的危害;掌握液化判别方法:指数的计算和液化等级的评价方法;熟悉抗液化措施的选用。
9.5地基基础的抗震验算
熟悉地基基础需要进行抗震验算的条件和方法。
9.6土石坝抗震设计
熟悉土石坝的抗震措施;掌握土石坝抗震稳定性计算的方法。
十、岩土工程检测与监测
10.1岩土工程检测
了解岩土工程检测的要求;了解岩土工程检测的方法和适用条件;掌握检测数据分析与工程质量评价方法。
10.2岩土工程监测
了解岩土工程监测(包括地下水监测)的目的、内容和方法;掌握监测资料的整理和分析;了解监测数据在信息化施工中的应用。
十一、工程经济与管理
11.1建设工程项目总投资
了解现行建设工程项目总投资的构成及其所包含的内容。
11.2建设工程程序与岩土工程技术经济分析
了解建设工程的管理程序;了解项目可行性研究的作用与内容;熟悉岩土工程勘察、设计及治理(施工)技术经济分析的主要内容和一般程序。
11.3岩土工程概预算及收费标准
了解岩土工程设计概算和施工图预算、岩土工程治理(施工)预算的作用:了解其编制依据、步骤、方法及特点:掌握岩土工程勘察、设计、监测、检测及监理的收费标准。
11.4岩土工程招标与投标
了解现行《中华人民共和国招标投标法》的主要内容;掌握投标报价的依据和基本方法:掌握岩土工程标书的编制。
11.5岩土工程合同
了解岩土工程勘察、工程物探、岩土工程设计、治理、监测、检测及监理合同的主要内容。
11.6岩土工程咨询和监理
了解岩土工程咨询和监理的内容、业务范围、基本特点和依据;熟悉主要工作目标和工作方法。
11.7有关工程勘察设计咨询业的主要行政法规
了解工程勘察设计咨询业法规体系的有关内容。
11.8现行IS09000族标准
了解现行IS09000族标准及其与国家标准的对应关系;熟悉八项质量管理原则的内容。
11.9建设工程项目管理
了解建设项目法人的职责;了解总承包工程管理的组织系统;了解项目管理的基本内容、组织原则和项目动态管理信息系统。
11.10注册土木工程师(岩土)的权利与义务
熟悉全国勘察设计行业从业公约和全国勘察设计行业职业道德准则;熟悉注册土木工程师(岩土)的权利和义务。
10. 地震动反应谱
峰值地面加速度地震动峰值加速度(seismic peak ground acceleration)与地震动加速度反应谱最大值相应的水平加速度。以地震动峰值加速度和地震动反应谱特征周期为指标,将国土划分为不同抗震设防要求的区域。
作用
a)抗震设防要求高于本地震动参数区划图抗震设防要求的重大工程、可能发生严重次生灾害的工程、核电站和其他有特殊要求的核设施建设工程; b)位于地震动参数区划分界线附近的新建、扩建、改建建设工程; c)某些地震研究程度和资料详细程度较差的边远地区; d)位于复杂工程地质条件区域的大城市、大型厂矿企业、长距离生命线工程以及新建开发区 等。
11. 地震动时程曲线
我国西部多为山岭丘陵区,地形、地貌和地质水文条件复杂,其桥梁结构的典型特点是上部结构弯、斜、坡,下部一般为高墩且墩高相差悬殊,属非规则桥梁。西部又是我国的地震多发区和强震区,我国6个地震活动带中有4个分布在西部,其强度大、频度高,因而西部公路工程抗震问题是我国工程抗震的重点和难点。随着西部开发战略的实施,大量工程急需解决公路工程抗震设计、抗震性能评估及抗震加固问题。
近十几年来,通过对震害的认识,国内外在场地地震动参数、桥梁抗震设计和桥梁抗震性能评估方法等方而取得了许多成果。应用概率方法预计地震动参数、多级抗震设防、能力设计原则及延性抗震等已用于许多国家的桥梁抗震设计和抗震性能评估,但在路基和挡土墙、隧道、边坡的抗震设计和抗震性能评估方法等方而进行的研究工作很少。1980年颁布的中国地震区划图采用了概率水准下的地震动参数,比前几个版本更详细、合理。
我国现行的公路工程抗震设计规范和铁路工程抗震设计规范只局限于针对规则桥梁,采用单一的抗震设防标准进行设计地震作用下的强度验算,没有真正体现和采用具体措施来确保桥梁结构的整体延性,也没有采用能力设计方法来防止地震作用下结构可能产生的剪切破坏。在桥梁抗震性能评估和抗震加固方而,公路行业还没有统一的评估方法、评估指南或规范,也没有抗震加固手册。由于规范的局限性和西部桥梁结构的复杂性,新建和已建的桥梁难以保证结构的抗震安全性。我国为地震多发区,发震频繁且烈度高,为保证生命线工程的安全,减少震后次生灾害引起的损失,急需加强对公路桥梁的抗震性能评价及抗震加固技术的研究。
二、道路抗震加固技术研究的现状
对位于地震区的道路工程(含路基、挡土墙、边坡和隧道等),由于饱和砂土在地震的作用下易造成砂土的震动液化,因而必须研究道路工程的抗震性能,为道路工程的抗震措施设计提供可靠的依据。1965年智利的Elcobron尾矿坝的地震溃坝引起了世界各国学者对土工构筑物抗震性能的关注,从此许多学者致力于土工构筑物的动力性能和地震稳定性研究,并不断地发展和完善抗震理论。
过去对道路工程的抗震研究,大多是针对地震荷载作用下路基边坡的液化稳定性问题,而对地震荷载的处理主要采用边坡动力稳定性的拟静力分析法。拟静力分析法只适合在动荷载作用下不会引起土的强度降低的土工构筑物,因此应采用地面运动加速度时程曲线进行动力强度变形分析法。国内外学者在动力分析中做了大量的工作,并取得了进展,但同时还存在不足:上述动力反应分析是用确定论方法进行的;主要是进行强度分析,而对液化造成的破坏产生过大的永久变形研究不够;对固体的阻尼及其阻尼理论的研究虽有近百年的历史,但有不少问题尚未得到解决或得到比较满意的解决。
三、抗震设防是公路工程安全的基本保障
公路工程前期工作是整个工程建设的重要环节。公路工程抗震的关键是防御,《防展减灾法》明确提出“新建、扩建、改建建设工程,必须达到抗震设防要求,重大建设工程应进行地震安全性评价;并根据地展安全性评价结果,确定抗震设防要求,进行抗展设防。”
首先,地震区的分布是有规律的,选线设计人员及项目负责人员、公路工程的设计单位的领导都要重视这种规律,可行性研究阶段公路工程设计选线时就应尽量避开地震带,初步设计时应避开局部地震区。从汶川地震的重灾区分布来看,三江、都江堰、绵竹、北川、平武、青川等基本上都平行于京昆高速公路,在北偏东30度的纬线上,沿地震裂度带分布。由此可见,这就要求今后选线时,应更重视道路的地质选线,尽量规避地震带地区。
其次,施工图设计阶段针对实在无法规避的地震区域,应在设计时有强化抗震及治理的措施,对设计结构进行抗震验算,要满足抗震设防标准、地震烈度,同时进行地震区域的地震安全性评价工作。实现公路工程结构大震不倒、中震可修、小震不坏的抗震设防目标。特别是公路山体滑坡及其临界状态的认识需要更保守一些,更要注重边坡地质对公路的影响程度和范围,要更强调结构物的安全系数和安全储备。
四、交通工程对公路工程抗震安全进行补充
对于地震区域的公路除了公路工程结构上的抗震设防外,同时可采用交通工程方面的警示措施,在机电工程中的可变情报板中,提示驾驶员在该路段为危险的地震区域,小心驾驶;在地震发生时,可变情报板可以发出警报通知驾驶员立即离开该区域。交通安全设施方面,利用标志牌,对可变情报板进行补充,告诉驾驶员,该地区为地震多发区域,为危险路段,禁止停车与逗留,应快速驶离该路段;同时警告司机,要小心驾驶,防止山上的落石滚下、滑坡以及泥石流的发生。
五、结束语
公路工程为地震发生区域的生命线工程。一旦中断,将影响该区域的救援工作,而最有效的方法就是防患于未然,抗震防灾和抗震救灾是密不可分的。要真正实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的分级设防标准,确保公路工程各结构具有足够的抗震安全度,提高公路工程的设防标准,减小“强震区”公路工程灾害损失,降低公路设防成本,确保交通生命线工程的畅通。
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