深層基巖標穩定性研究?

紀 靜夏 峰天津市地震局，天津 300201中國地震局第一監測中心，天津 300180

深層基巖標穩定性研究?

紀 靜1）夏 峰2）
1）天津市地震局，天津 300201
2）中國地震局第一監測中心，天津 300180

?基金項目：天津城建大學“基巖標場地工程地質災害研究”資助。

李七莊基巖標是天津市水準測量高程起算基準，位于天津市李七莊津淶公路昌凌路以東的天津市測繪院院內，場址場地地勢平坦，大沽標高在2.75～2.59 m之間，標底埋深為1088 m，在國際和國內基巖標建設的記錄中沒有見到埋深超過1000 m以上的記載，可以說其深度是首屈一指。因此，對如此深的標體穩定性產生質疑是有道理的。

1　場地地質條件

李七莊基巖標鉆孔的基巖深度為1 050 m，從李七莊基巖鉆探所獲得的地層資料與鄰井對比，在組段厚度上無明顯差異，可見處在天津斷裂和白塘口西斷裂之間的李七莊基巖標處沒有小型斷裂，從所取巖心來看，幾乎沒有巖溶現象，基巖巖性為致密堅硬的碳酸鹽巖，是寒武系灰質白云巖地層。場地附近歷史上的地震僅有一次，即1815年7月6日葛沽附近的5.0級地震。有儀器記錄以來發生的數十次ML≥1.0地震中，最大為4.0級(MS3.4)，其他均為一些微小地震。

雖然覆蓋層深度85 m處剪切波速500 m/s，但考慮到數值模擬計算的邊界效應，計算深度仍到100 m。土層力學模型參數的剪切模量（G）和體積模量（K）由實測剪切波速和密度通過式：G=VS/ρ，K=E/3(1－2v)，G=E/2(1+v)（其中E為彈性模量，v為泊松比）換算得到，泊松比、粘聚力、摩擦角和剪脹角參照工程地質手冊取值，場地土層力學模型取值表略。

2　模擬計算

將標體簡化為直徑0.5 m的實心混凝土標體，以標體為中心，在水平方向各取5 m范圍建模，考慮到標體及周圍土體對稱性，取1/2范圍計算。沿標體豎向網格劃分，以各層巖性分層為基礎，每0.5 m劃分網格，在標體徑向上沿放射狀劃分，FLAC3D軟件建模截面網格圖略。

在場地地震危險性分析的基礎上得到50年超越概率2%、10%和63%的基巖反應譜，參考場地地震地質環境，以地震危險性分析得到的基巖峰值加速度和反應譜作為合成目標函數，使用適應本場址地區地震活動特征的強度包絡函數，采用擬合目標函數的三角級數迭加法合成基巖地震加速度時程，分別得到50年超越概率2%、10%和63%加速度時程各一條，圖略。

反應譜擬合周期控制點數大于50個，周期控制點基本均勻地分布于周期的對數坐標上，控制點譜的相對誤差小于5%。考慮數值計算對網格劃分的要求，對合成的時程進行基線矯正和濾波，濾掉7 Hz以上頻率部分，作為場地地震動反應分析的輸入基巖地震動加速度的時程。50年超越概率2%、10%和63%地震動時程作用時地下各深度水平位移時程計算結果圖略。

3　結論

對比結果表明，在大震（50年2%）、中震（50年10%）和小震（50年63%）作用下，標體和土體對應的各個部位幾乎同時產生大小相等、方向一致的位移，且標體與土體的最大位移量位于地表，最大不超過15 cm。因此，地震不會使基巖標標體與土體結構分離與破壞。