Seismisk analyse af jordrespons
Translated title
Seismic Ground Response Analysis of Soil Sites
Author
Holmgaard, Casper
Term
4. term
Education
Publication year
2008
Pages
112
Abstract
Dette speciale undersøger, hvordan jordlag over fast, elastisk grundfjeld ændrer jordskælvsrystelser, når de bevæger sig fra grundfjeld til jordoverflade. Studiet er ikke knyttet til en bestemt lokalitet; i stedet anvendes en dyb jordprofil, som er repræsentativ for områder med stor jordskælvsrisiko. Vi sammenligner tre metoder til at beregne områdets respons: den forenklede procedure i Eurocode 8 (EN 1998), en ækvivalent-lineær analyse og en ikke-lineær analyse baseret på den udvidede Masing-model. Den ækvivalent-lineære analyse beskriver jorden med deformationsafhængige dynamiske egenskaber og dæmpning, der ikke varierer med belastningshastigheden. Den ikke-lineære analyse med den udvidede Masing-model fanger derudover hysterese (energitab ved cyklisk belastning) og plastisk deformation. Resultaterne viser, at den ikke-lineære model giver de mest pålidelige overfladebevægelser. Den ækvivalent-lineære metode fungerer rimeligt, når indgangsbevægelserne er godt beskrevet, og jordens deformationer er små, men den kan ikke beskrive stærkt ikke-lineær adfærd ved store deformationer. Eurocode 8 giver tilfredsstillende resultater for bevægelser domineret af korte perioder (højere frekvenser), men overser den forstærkning, der sker ved længere perioder. Når grundfjeldets bevægelser indeholder betydelig energi ved lange perioder, har Eurocode 8 tendens til at undervurdere overfladerystelser; i sådanne tilfælde anbefales ækvivalent-lineære eller ikke-lineære analyser.
This thesis examines how layers of soil over firm, elastic bedrock change earthquake shaking as it travels from bedrock to the ground surface. The study is not tied to a single site; instead, it uses a deep soil profile representative of areas with high seismic hazard. We compare three ways to estimate site response: the simplified procedure in Eurocode 8 (EN 1998), an equivalent-linear analysis, and a nonlinear analysis using the extended Masing model. Equivalent-linear analysis represents soil with strain-dependent dynamic properties and damping that does not vary with loading rate. Nonlinear analysis with the extended Masing model additionally captures hysteresis (energy loss during cyclic loading) and plastic deformation. Results show that the nonlinear model reproduces surface motions most reliably. The equivalent-linear approach performs reasonably when input motions are well defined and soil strains are low, but it cannot capture strongly nonlinear behavior at large strains. The Eurocode 8 procedure gives satisfactory results for motions dominated by short periods (higher frequencies), yet it misses the amplification that occurs at longer periods. When bedrock motions contain significant energy at long periods, Eurocode 8 tends to underestimate surface shaking; in such cases, equivalent-linear or nonlinear analyses are recommended.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents