近断层速度脉冲对干砂场地地震响应的放大效应：离心机模型试验研究

本文推荐：该研究通过离心机振动台试验，创新性地采用Baker算法分解近断层脉冲型地震动（PLGM），首次系统揭示了速度脉冲对干砂场地（27.5m分层砂土）地震放大效应的影响机制。结果表明：近断层速度脉冲会显著增强场地放大效应，产生更大剪应力/剪应变并导致地表沉降。研究为近断层区（NF）场地响应分析提供了重要实验依据。

　　

Highlight

离心机模型试验采用动态离心机DCIME-40-300（最大旋转半径5.5m），在50g离心加速度下对分层砂土（12.5m细砂层+15.0m粗砂层）进行振动台试验。通过Baker算法提取代表性脉冲型地震动的速度脉冲成分，对比原始脉冲记录与残余非脉冲运动（NPLGM）的场地响应差异。

Experimental equipment

试验设备采用中国地震局工程力学研究所的悬挂式振动台系统，柔性剪切容器尺寸1.2m×0.5m×0.56m。电液伺服控制系统可精确复现地震脉冲特征，确保应力水平相似性。

Results of the model tests

传感器数据表明：含速度脉冲的地震动会增强场地放大效应，产生更显著的剪切应力-应变滞回环（shear stress-strain loops），并导致永久性表面位移。频谱分析显示脉冲成分对长周期响应具有决定性影响。

Conclusion

本研究首次通过离心机试验量化了速度脉冲对干砂场地的独特影响：①增强剪切波传播效应；②扩大地表加速度响应谱；③诱发更显著残余变形。该发现为近断层区（NF）抗震设计提供了关键实验证据。