考虑多次余震作用的地下结构抗震性能研究

王建宁,张广宇,徐 建,潘 鹏,庄海洋

(1.清华大学 土木工程系,北京 100084;2.中国机械工业集团有限公司,北京 100080;3.北京起重运输机械设计研究院有限公司,北京 100007;4.南京工业大学 岩土工程研究所,南京 210009)

地震通常以序列的形式发生,一次强地震发生后的相当一段时期内,经常伴有多次余震出现。然而,主震作用致使结构产生了一定的损伤破坏,当短时间内遭遇余震再次作用时,通常由于灾后救援与修复工作尚未全面展开,已受损的结构性能没有得到有效恢复,从而可能导致“小余震、大灾害”的严重损失。例如,2008年5月12日,我国汶川发生8.0级强震,后续的一个月内发生5.0级以上余震多达30余次,大量主震后摇摇欲坠的房屋在多次余震中完全倒塌[1];2013年4月20日,四川雅安芦山发生7.0级地震,主震后的33个小时内便发生了1起7.0级强余震和4次5.4级地震,给主震后已受损的建筑带来二次破坏[2];1999年集集地震、2010年新西兰Christchurch地震、2015年尼泊尔Gorkha地震和2016年意大利中部地震等均有余震导致结构进一步倒塌及人员伤亡大幅增加的记录[3-5]。结构在遭遇一次强地震后会产生一定损伤,表现出部分刚度退化及强度衰减,较完好结构的抗震性能更低,在后续多次余震作用下,结构的损伤逐步累计,其安全性能进一步下降。因此,研究余震作用对结构抗震性能影响具有十分重要的现实意义。

针对余震对带损伤地上结构的增量损伤累计作用,国内外学者开展了大量研究。Lu等[6]基于城市尺度非线性时程……