楊仕升,何 聲,謝開仲,蒙 雷
我國位于世界兩大地震帶—環(huán)太平地震帶和亞歐地震帶之間,受太平洋板塊、亞歐大陸板塊和印度洋板塊的擠壓,地震斷裂帶縱深發(fā)育水平很高,導(dǎo)致我國地震活動(dòng)頻度高、強(qiáng)度大,是世界上遭受地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一 (張國民等,2004)。大陸Ⅵ~Ⅸ度地震區(qū)占國土面積的80%以上,其中很大一部分為巖溶分布區(qū)。
我國可溶性巖石分布面積達(dá)3.65×106km2,占國土面積1/3以上,尤其以桂、黔和滇東部地區(qū)分布最廣,其次是湘西、鄂西、川東、魯、晉等地,全國各省區(qū)均有分布 (雷明堂,蔣小珍,1998)。改革開放以來,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地資源的供應(yīng)緊張,將很難避免在巖溶地基上建造建筑物。在巖溶區(qū)進(jìn)行工程建設(shè),由于巖溶發(fā)育往往使地面上石芽、溶溝叢生,參差不平整;地下溶洞又破壞了巖體的完整性,巖溶水動(dòng)力條件的變化,會(huì)使其上部覆蓋土層產(chǎn)生沉陷,這些都不同程度影響工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,降低建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,抗震隱患嚴(yán)重 (陳洪江,2010)。在巖溶地質(zhì)條件下,為達(dá)到建筑物抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)化建造成本的目的,合理的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。目前我國并沒有針對(duì)巖溶區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的抗震技術(shù)規(guī)程,絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都是依照一般性的抗震規(guī)范。而在地基處理方面,設(shè)計(jì)人員多依賴當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn),大部分都還沒有成熟的計(jì)算方法。隨著工程建設(shè)的發(fā)展以及信息技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的引進(jìn),工程界應(yīng)給予巖溶區(qū)的抗震問題足夠的重視。
在巖溶區(qū)修建各類建筑物都有一個(gè)特殊的地基穩(wěn)定問題。這是因?yàn)?,在建筑物基礎(chǔ)之下可能埋藏有巖溶洞穴、漏斗、溶溝、石芽等巖溶形態(tài),它破壞了巖體的連續(xù)性、均一性和整體性。當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí),巖土體產(chǎn)生附加應(yīng)力與荷載,導(dǎo)致巖土內(nèi)原有力學(xué)穩(wěn)定性的破壞,會(huì)造成建筑基礎(chǔ)喪失承載能力。
巖溶區(qū)一般地下水極為豐富,易造成基坑突涌、巖溶水庫的滲漏、巖溶外水壓力等,對(duì)工程的危害很大。在抗震方面,地震可引起地下水的水動(dòng)力變化,水位跌蕩起伏,使?jié)撐g作用增強(qiáng),甚至使地面產(chǎn)生開裂、地應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化,誘發(fā)巖溶塌陷。
在人類對(duì)自然資源不斷地開發(fā)與利用下,巖溶區(qū)特殊的地質(zhì)條件和環(huán)境因素極易誘發(fā)地震。主要類型有:巖溶區(qū)水庫誘發(fā)地震、巖溶區(qū)礦山誘發(fā)地震、巖溶區(qū)城市和爆破誘發(fā)地震。巖溶區(qū)誘發(fā)地震特別引人矚目,已成為當(dāng)今主要的環(huán)境工程地質(zhì)問題之一 (光耀華,1998)。
歷次地震的震害調(diào)查表明,地基基礎(chǔ)的地震效應(yīng)對(duì)建筑物遭受的地震破壞輕重有密切關(guān)系。一次強(qiáng)烈地震發(fā)生后,其震害程度不是均勻地隨著與震中的距離增大而衰減,而是在很大程度上受地質(zhì)構(gòu)造、地形、巖土性質(zhì)、地下水等條件的控制。巖溶地質(zhì)作為一種非穩(wěn)定場(chǎng)地,是影響建筑抗震性能的重要因素。因此,不同的建筑結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)選型有一定要求。
(1)淺基礎(chǔ)。一般情況下,對(duì)單柱荷載不是很大且灰?guī)r面上覆蓋較深的巖溶場(chǎng)地,可采用淺基礎(chǔ)。由于箱型基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)的基礎(chǔ)沉降量比較小,調(diào)整地基不均勻沉降的能力較強(qiáng),抗震性能良好,是巖溶地區(qū)常用的基礎(chǔ)形式 (鄧海東,2009)。
(2)復(fù)合地基基礎(chǔ)。若基巖上覆蓋有一定厚度土層,但其承載力不滿足要求時(shí),可采用復(fù)合地基基礎(chǔ)。目前,巖溶地區(qū)大多采用深層攪拌樁、剛性樁對(duì)土層進(jìn)行加固處理。還有近幾年比較新的CFG樁復(fù)合地基處理方法 (鐘毅,李文勝,2011)。
(3)樁基礎(chǔ)。樁基抗變形能力強(qiáng),承載力大,能適用于各種不利的地理情況,比天然地基具有更好的抗震能力,在巖溶區(qū)的高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。采用樁基在巖溶地基上建造高層建筑,需要解決一系列特殊問題,如持力層的穩(wěn)定、溶槽溶洞處理、同一承臺(tái)下長樁與短樁的應(yīng)力、應(yīng)變協(xié)調(diào)等。目前巖溶地基主要使用的樁基形式有:沖 (鉆)孔灌注樁、預(yù)應(yīng)力管樁、裙樁、沉管夯擴(kuò)灌注樁、靜壓預(yù)制樁等 (顧太華,潘健,2005)。
另外,由于箱型基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)的整體性好,也常采用箱樁結(jié)合或樁筏結(jié)合的基礎(chǔ)形式。這種混合的基礎(chǔ)形式共同作用有利于控制基礎(chǔ)差異沉降,提高樁基礎(chǔ)的抗震能力。
由于巖溶區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)條件,強(qiáng)烈的地震動(dòng)易誘發(fā)滑坡、地裂縫、塌陷等災(zāi)害。縱觀我國多次強(qiáng)地震中遭受破壞的建筑可知,由于地質(zhì)災(zāi)害而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的破壞,是巖溶區(qū)主要的震害特點(diǎn)。
在碳酸鹽巖石分布區(qū)有許多巖溶洞穴隱伏在第四紀(jì)覆蓋層之下,地震會(huì)破壞原有的平衡條件,溶洞崩塌,上覆土層陷落,這種現(xiàn)象被稱為地震巖溶塌陷。巖溶地基基礎(chǔ)的塌陷會(huì)造成上部結(jié)構(gòu)不同程度的開裂、傾斜,樓板的垮塌等。例如1976年唐山大地震時(shí),分別在唐山市與東礦區(qū)、秦皇島石門寨地區(qū)出現(xiàn)直徑3~40 m的巖溶地面塌陷坑20多個(gè)、18個(gè)和9個(gè),許多民房塌落到陷坑中造成不同程度的損壞,甚至倒塌。
地震波導(dǎo)致巖溶塌陷的原因主要有兩方面:首先,地震作為一種內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用,其強(qiáng)大的地震波會(huì)引起巖土體破裂位移,土層壓密下沉,使處于臨界狀態(tài)或穩(wěn)定性不高的洞穴頂板承受附加力量而失去平衡產(chǎn)生巖溶塌陷。另外,地震作為一種振動(dòng)荷載,對(duì)蓋層土體產(chǎn)生擾動(dòng),破壞土體結(jié)構(gòu),同時(shí)地震可引起地下水的水動(dòng)力變化,造成土體液化和觸變,使其變得松散,抗剪強(qiáng)度降低,誘發(fā)巖溶塌陷 (賀可強(qiáng)等,2005)。
地震產(chǎn)生的地裂縫是構(gòu)造應(yīng)力和地震波作用于地殼表層的結(jié)果。地裂縫的垂向位移可造成地基一側(cè)相對(duì)下沉,使建筑物因差異沉降產(chǎn)生張拉破壞;若垂向位移較大,可直接對(duì)建筑物造成垂向剪切破裂。地裂縫的水平張開可導(dǎo)致建筑物張裂;水平剪切運(yùn)動(dòng)將會(huì)使建筑物被水平錯(cuò)移。此外,地裂縫也是地表水和地下水向深處滲流的通道,引起土體濕陷、形成線狀陷穴、陷坑和洼池等,從而大大降低了地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,間接對(duì)建筑物構(gòu)成危害 (紀(jì)萬斌,1998)。
巖溶區(qū)發(fā)生地震,地裂縫的產(chǎn)生與底部灰?guī)r的巖溶化有密切關(guān)系,地下水溶蝕形成的巖溶管道的發(fā)育程度直接決定著上覆土層裂縫的發(fā)展,影響表層地裂土層的力學(xué)性質(zhì)。水的作用是巖溶區(qū)地震地裂縫成災(zāi)的重要因素:首先,含水量的多少直接決定土的脹縮性,其周期性變化會(huì)引起土體的膨脹與收縮的交替,加劇地裂縫的產(chǎn)生;其次,土體中含水量的變化削弱枯土顆粒之間的膠結(jié)程度,導(dǎo)致土體強(qiáng)度降低,誘發(fā)地裂縫 (張駿盧等,1996)。
巖溶區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造,決定著地震的活動(dòng)及性質(zhì)。在巖溶區(qū)發(fā)生的一些小震級(jí)地震能造成相當(dāng)嚴(yán)重的破壞。2010年5月16日,廣西河池市金城江區(qū)東江鎮(zhèn)發(fā)生ML2.8地震,震源深度5~10 km。地震造成東江鎮(zhèn)加道村才吉屯61戶村民104間房屋不同程度受損。鐘新基 (1985)指出,巖溶區(qū)高烈度地震的成因與巖溶介質(zhì)有關(guān)。地震發(fā)生時(shí),巖溶區(qū)飽含水的軟介質(zhì)層對(duì)地震波有放大作用,使地表的振動(dòng)位移大于入射波的位移,其卓越周期一般在0.2 s左右。這一周期正好與地面三層以下的框架結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式的低矮樓房周期 (0.1~0.3 s)相接近。由于兩者的振動(dòng)周期相近,建筑物在地震波的作用下會(huì)發(fā)生共振,使震幅增大,從而使地面較低矮的建筑物遭受破壞。
巖溶區(qū)的震害可能影響水工及礦山建筑物的穩(wěn)定安全,引發(fā)山崩、滑坡、崩塌及地裂縫等次生災(zāi)害。有時(shí),塌陷作用也可產(chǎn)生破壞性的地震,既塌陷地震。它們往往成群成帶發(fā)生,相互誘發(fā)、相互轉(zhuǎn)化,形成災(zāi)害鏈,加劇建筑物的破壞程度(覃子建,1996)。
縱觀我國結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域,大量的專家學(xué)者都對(duì)結(jié)構(gòu)抗震研究做了許多努力,也取得了很大的成果。隨著我們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)特征研究的不斷深入,要求科研人員在建筑結(jié)構(gòu)的抗震研究工作中應(yīng)更具針對(duì)性。巖溶作為一種復(fù)雜工程地質(zhì),給結(jié)構(gòu)的抗震技術(shù)提出了更高的要求。目前,國內(nèi)還沒有針對(duì)巖溶區(qū)的結(jié)構(gòu)抗震問題的研究,地基處理多憑當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn),抗震設(shè)計(jì)也是基于一般性的抗震規(guī)范。因此,進(jìn)行巖溶區(qū)大型工程地震防御技術(shù)研究是一項(xiàng)有重要意義的研究課題。
巖溶作為一種特殊的地質(zhì)條件下形成的現(xiàn)象,許多科技工作者從多個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了研究,其中巖溶穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法和巖溶地基基礎(chǔ)研究對(duì)巖溶區(qū)的結(jié)構(gòu)抗震具有重要意義。
巖溶地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià),直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)整體的抗震設(shè)計(jì)與地基基礎(chǔ)方案的選擇,是巖溶區(qū)工程建設(shè)中的重要內(nèi)容。當(dāng)前,我國巖溶穩(wěn)定性評(píng)價(jià)仍然以宏觀把握為主,定性的評(píng)價(jià)較多。今后需要不斷地總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提高巖溶穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的勘察工作程度和綜合研究水平。
巖溶穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法主要分兩種:定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)。定性評(píng)價(jià)方法主要是根據(jù)巖土體的地質(zhì)勘查資料,結(jié)合基底荷載情況,對(duì)影響溶洞穩(wěn)定性的各種因素 (如地質(zhì)構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀、巖性和層厚、洞體形態(tài)及埋藏條件、地下水等)進(jìn)行分析比較,作出穩(wěn)定性評(píng)價(jià),適合一般工程建設(shè);定量評(píng)價(jià)方法是根據(jù)一些公式對(duì)溶洞或土洞的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,主要的方法有:普式壓力拱理論、有限元數(shù)值分析法、多元逐步回歸分析和模糊綜合分析法、根據(jù)溶洞頂板坍塌自行填塞土洞所需厚度進(jìn)行計(jì)算、對(duì)頂板進(jìn)行抗彎、抗剪計(jì)算、根據(jù)極限平衡條件,按頂板能力抵抗受荷載剪切的厚度計(jì)算等 (劉之葵,2004)。
查閱我國巖溶地基基礎(chǔ)研究的相關(guān)文獻(xiàn),較多報(bào)道的是一些學(xué)者和工程技術(shù)人員針對(duì)具體的工程實(shí)踐過程中所遇到的巖溶地基 (如溶洞地基、土洞地基、塌陷地基)的分析評(píng)價(jià),尚無對(duì)巖溶地基基礎(chǔ)進(jìn)行過系統(tǒng)的研究。比如:蔣繼昭(1998)運(yùn)用溶洞塌塞式和巖溶化地基承載力計(jì)算方法對(duì)巖溶區(qū)的端承樁進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià),同時(shí)評(píng)價(jià)了樁基嵌巖與沖刷問題;王建秀等 (2000)提出用“蓋層土體—薄頂板無充填溶洞力學(xué)系統(tǒng)”的穩(wěn)定性來解釋巖溶區(qū)的塌陷穩(wěn)定性;沈清林(2001)介紹了某高層建筑采用旋噴樁加固地基的成功經(jīng)驗(yàn);陳忠平 (2001)通過工程實(shí)例,詳細(xì)介紹了有上覆土層的淺層巖溶路基塌陷防治的灌漿技術(shù) (劉之葵,2004)。
由于巖溶地基的不穩(wěn)定性,在地震作用下容易產(chǎn)生地基失效而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的破壞。因此,加強(qiáng)地基基礎(chǔ)的抗震研究對(duì)提高巖溶區(qū)建筑結(jié)構(gòu)抗震能力尤為重要。通過改善上部結(jié)構(gòu)的整體性與抗震性能,可避免建筑物的倒塌傷人,在巖溶地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的抗震研究中也不容忽視。
建筑場(chǎng)地的選址原則是盡可能選擇對(duì)建筑物抗震有利的地段,避開不利的特別是危險(xiǎn)地段。建筑抗震有利的地段,一般是地形起伏較小的開闊平坦堅(jiān)硬場(chǎng)地,或土質(zhì)為密實(shí)均勻的中硬場(chǎng)地,地下沒有巖溶洞穴等。建筑物抗震不利地段,一般是屬于軟弱場(chǎng)地土,易液化土,條狀突出的山嘴,高聳孤立的山丘,非巖質(zhì)的陡坡,采空區(qū),河岸和邊坡邊緣,或不均勻的場(chǎng)地土。建筑物危險(xiǎn)地段,是指地震時(shí)可能發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流、地震塌陷和地裂等地段以及地震基本烈度為Ⅷ度或Ⅷ度以上的發(fā)震斷裂帶上和可能發(fā)生地表錯(cuò)位的地段。為了正確選擇建筑場(chǎng)地,必須事先進(jìn)行勘察,若無法回避潛在的地震塌陷區(qū),應(yīng)采取適當(dāng)?shù)鼗幚?(范一知,1999)。
若不可避免的在復(fù)雜巖溶地質(zhì)上建造建筑物,需要對(duì)巖溶地基進(jìn)行加固處理。根據(jù)不同的巖溶場(chǎng)地條件和建筑結(jié)構(gòu)要求地基處理方法大致歸類如下 (馬琳琳,2004;金瑞玲等,2002;謝勤,2008):
(1)填墊法。該法可分為充填法、換填法、挖填法、墊褥法等。充填法適用于裸露型的巖溶土洞,其上部附加荷載不大的情況;已被充填的巖溶土洞,若充填物物理力學(xué)性質(zhì)不好,須清除洞中充填物,再全部用塊石、片石、砂、混凝土等材料進(jìn)行換填,此方法稱為換填法;挖填法是將淺埋的巖溶土洞挖開或爆破揭頂,以塊石、片石、砂等填入,然后覆蓋粘性土并夯實(shí)。該方法適用于在淺埋的巖溶土洞上建設(shè)輕型建筑物;對(duì)有巖溶洞、隙、溝、槽、石芽等巖溶凸出物,可能引起地基沉降不均勻,可將凸出物鑿去后做砂土墊褥處理。
(2)加固法。此法通常包括溶洞灌漿、頂柱法、強(qiáng)夯法、擠密法、漿砌法等。溶洞灌漿主要是針對(duì)眾多的小型設(shè)備基礎(chǔ)及輔助用房下的淺層多溶洞的軟弱土,適用范圍廣,造價(jià)較低。當(dāng)洞頂板較薄、裂隙較多、洞跨較大,頂板強(qiáng)度不足以承受上部荷載時(shí),為保持地下水通暢,條件許可時(shí)采用附加支撐減少洞跨,即頂柱法。強(qiáng)夯法在覆蓋型巖溶區(qū),處理大面積土洞和塌陷時(shí)經(jīng)常采用,是一種省工省料、快速經(jīng)濟(jì)且能根治整個(gè)場(chǎng)地巖溶地基穩(wěn)定性的有效方法。
(3)跨越法。當(dāng)巖溶洞體埋藏較深,挖填困難不經(jīng)濟(jì)或淺埋洞體頂板厚度難以確定時(shí),可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)性質(zhì)、荷載大小及跨度大小,分別采取板、梁、拱等方式跨越,將跨越結(jié)構(gòu)置于巖溶地基基礎(chǔ)之上。
(4)樁基法。在溶洞、塌陷漏斗較深較大或溶洞多層發(fā)育外,可采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)具有比天然地基良好的抗震性能,震害遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于天然地基。其原因?yàn)樵诘卣鹚酵屏Φ淖饔孟聦?duì)建筑物產(chǎn)生傾覆彎矩,但由于樁和承臺(tái)及連系梁的存在對(duì)建筑物產(chǎn)生一個(gè)抗傾覆彎矩,增強(qiáng)了建筑物的抗震性能。且樁端持力層承載力比較大,同時(shí)由于樁土之間的摩擦力的作用,基礎(chǔ)的沉陷變形小。
(1)避免地基和結(jié)構(gòu)在地震時(shí)發(fā)生共振 (賀雅敏,楊鋒,2006)。巖溶區(qū)飽含水的軟介質(zhì)層對(duì)地震波具有放大作用,改變地震波的卓越周期。根據(jù)微震觀察資料,在高烈度的地震區(qū)要考慮地基土層的特點(diǎn)和上部建筑物的地震反應(yīng),合理選擇地基方案和上部結(jié)構(gòu)形式,防止發(fā)生共振而加大震害。
(2)合理的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。同一建筑單元應(yīng)設(shè)置在性質(zhì)相同的地基上,采用同一類型的基礎(chǔ),不宜部分采用天然地基部分采用樁基。同一建筑單元的基礎(chǔ) (或承臺(tái))宜埋置在同一標(biāo)高上。地基有軟弱性粘土、可液化土、嚴(yán)重不均勻土層時(shí),要加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛性,樁基宜采用低承臺(tái)樁。
(3)為提高地震作用下巖溶地基基礎(chǔ)的抗震性,可對(duì)地基基礎(chǔ)不利地段的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行放大,將其水平地震影響系數(shù)最大值乘以增大系數(shù)。根據(jù)巖土工程地質(zhì)勘查情況,從多方位考慮影響地基基礎(chǔ)抗震因素 (王志剛,2011)。
(4)基礎(chǔ)的隔震與減震?;A(chǔ)隔震是在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置由隔震器、阻尼器等組成的隔震層,隔離建筑基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu),減少輸入到上部結(jié)構(gòu)的地震能量,降低其地震反應(yīng),從而達(dá)到預(yù)期的抗震設(shè)防要求。國內(nèi)外的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)和工程經(jīng)驗(yàn)表明:隔震一般可使結(jié)構(gòu)的水平地震加速度反應(yīng)降低60%左右,結(jié)構(gòu)的震動(dòng)和變形均可控制在較輕微的水平,從而使建筑物的安全得到更可靠的保證 (田文斌,2002)。
修建在巖溶地基上的建筑物一定要重視上部結(jié)構(gòu)的抗震問題。建筑物的平面、立面布置要規(guī)則、對(duì)稱、質(zhì)量和剛度變化均勻,避免樓層錯(cuò)層;對(duì)體型復(fù)雜的建筑物要設(shè)置伸縮縫和沉降縫。判明建筑物的易損部位,采取加強(qiáng)措施或提高抗變形能力。建筑物結(jié)構(gòu)的構(gòu)件,應(yīng)力求避免脆性破壞,為改善其變形能力,加強(qiáng)構(gòu)件的延性,對(duì)砌體結(jié)構(gòu)要求采用鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱等措施;對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件 (梁、柱、墻)應(yīng)通過對(duì)尺寸的選擇,縱向鋼筋和箍筋的合理配置,避免剪切破壞先于鋼筋的屈服,避免鋼筋錨固失效先于構(gòu)件破壞;對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)防止屈服、失穩(wěn)。若建筑物已設(shè)在小型的崩塌、滑坡、地面塌陷災(zāi)害危險(xiǎn)地段,除了加強(qiáng)建筑物的基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)外,重點(diǎn)應(yīng)選擇在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上合理的治理方案,提高地基的穩(wěn)定性;對(duì)規(guī)模較大的崩塌、滑坡和地面塌陷危險(xiǎn)區(qū),應(yīng)采取避讓的方案。
作為一個(gè)地震多發(fā)的國家,巖溶區(qū)的不良的地質(zhì)條件對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能造成不利影響。隨著我國經(jīng)濟(jì)條件的不斷改善與重大建筑物的不斷興起,加強(qiáng)巖溶區(qū)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能研究對(duì)于我國工程建設(shè)的長期發(fā)展有著重要意義。對(duì)于今后巖溶區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的抗震研究,筆者認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面:
(1)巖溶地基—基礎(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)共同作用地震反應(yīng)分析。對(duì)于巖溶地基上的建筑物,地基—基礎(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)共同作用的影響突出,不能忽視。目前,共同作用的抗震分析的研究成果較多,但沒有在實(shí)際設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用,基本都停留在理論研究階段。因此,將地基—基礎(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)共同作用的抗震分析工程應(yīng)用化將是這一研究的發(fā)展方向,需要科研人員不斷的努力與開發(fā) (賀雅敏,楊鋒,2006)。
(2)巖溶區(qū)地震破壞機(jī)理的研究。目前對(duì)基礎(chǔ)抗震的研究非常困難,其中很少能用接近實(shí)際的實(shí)驗(yàn)方法來完成,巖溶區(qū)工程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)處于復(fù)雜的地質(zhì)條件下,各種重大工程結(jié)構(gòu)尚無充足的經(jīng)歷震害的經(jīng)驗(yàn),亦缺乏足夠的模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,其地震破壞機(jī)理的研究有待加緊進(jìn)行。
(3)基礎(chǔ)隔振和減振方法的研究。隔震與效能減震技術(shù)與傳統(tǒng)抗震體系相比,具有巨大的優(yōu)越性,在突發(fā)性的超過設(shè)防烈度地震中不破壞、不倒塌,既保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)本身,又保護(hù)建筑物內(nèi)部的儀器設(shè)備及人員的安全,經(jīng)濟(jì)適用。加強(qiáng)隔震減震技術(shù)作為應(yīng)用技術(shù)的研究,對(duì)巖溶區(qū)建筑的抗震具有重要意義。
(4)巖溶區(qū)場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的影響研究。不同場(chǎng)地條件對(duì)基底入射地震動(dòng)都有不同的影響。巖溶區(qū)的基底巖性特征和土層力學(xué)特征對(duì)巖溶地區(qū)的抗震設(shè)防工作起著決定性作用。因此,需加強(qiáng)巖溶區(qū)場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的影響的深入研究
(5)巖溶區(qū)強(qiáng)地震動(dòng)的衰減規(guī)律的研究。巖溶區(qū)存在“小震級(jí)、高烈度”的特點(diǎn),建立我國巖溶區(qū)強(qiáng)地震動(dòng)的衰減規(guī)律直接影響建設(shè)場(chǎng)地地面運(yùn)動(dòng)的估計(jì)結(jié)果。目前為止,我國缺乏對(duì)巖溶區(qū)強(qiáng)地震動(dòng)的衰減規(guī)律的深入研究。
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