天津院校岩土工程地震工程考题解析

1、地震工程考试大纲9.1 抗震设防的基本知识 了解国家标准中国地震动参数区划图的基本内容；了解建筑抗震设防的三个水准要求；熟悉抗震设计的基本参数；了解土动力参数的试验方法；了解影响地震地面运动的因素。 9.2 地震作用与地震反应谱 了解设计地震反应谱；掌握地震设计加速度反应谱的主要参数的确定方法及其对勘察的要求。9.3 建筑场地的地段与类别划分 熟悉各类建筑场地地段的划分标准；掌握建筑场地类别划分的方法；了解建筑场地类别划分对抗震设计的影响。9.4 土的液化 了解土的液化机理及其对工程的危害；掌握液化判别方法：指数的计算和液化等级的评价方法；熟悉抗液化措施的选用。9.5 地基基础的抗震验算 熟悉

2、地基基础需要进行抗震验算的条件和方法。9.6 土石坝抗震设计 熟悉土石坝的抗震措施；掌握土石坝抗震稳定性计算的方法。 计算题考试要点：1、液化计算：先看清有几个肯定不液化的点（粘粒含量/地震烈度；地质年代；有基础埋深时，水位埋深/非液化土层厚度/基础埋深；）2003年考题。权函数，5米以内不变；权函数计算公式（专门讲解）。液化点代表土层厚度（上至地下水位或砂土顶面，取最小厚度；向下至可液化土层底面，或最多20米）。液化土层的中点深度。等效剪切波速计算（专门讲解）。抗震地基土承载力计算（可能需要先做深度和宽度修正）。反应谱动力放大系数计算（1、注意结构周期和特征周期的关系；2、不同区段的动力放大

3、系数；3、下降段的衰减指数、下降斜率调整系数、阻尼调整系数；）地震的基本知识按成因分类：构造地震（约占90%）、火山地震、陷落地震、人工触发地震。地震：岩体中积蓄的弹性能释放过程，引起震动。震源：地下岩石破裂的地方。震中：震源正对着的地面位置。体波：地震动在地壳内传播称之为体波。体波包括：纵波和横波。纵波：质点振动方向与波传播方向一致，713km/s。横波：质点振动方向与波传播方向垂直， 47km/s。瑞雷波：地震波传到地表面时，引起地面波动，称为瑞雷波（面波）。三种波的关系：纵波先到，横波随后，最后才是瑞雷波。纵波和横波的振幅与震中距成反比。瑞雷波的特点：（1）地面质点在平行于波传播方向的垂

4、直面内作振动，质点沿椭圆轨道运动。椭圆轨道的长轴垂直于地表面，为水平轴的1.5倍。地面质点即有水平位移，又有垂直位移。（2）向地面以下的深度加大，瑞雷波强度迅速减弱。（3）瑞雷波为横波的0.9倍。（4）瑞雷波的振幅与震中距的平方根成反比。地震震级：M（1）离开震中100km标准地震仪：周期0.8s，衰减常数约等于1，放大倍数2800倍的地震仪。以振幅微米的对数值表示。（2）LgE=11.8+M，能量单位：尔格。（3）地震震级：最大8.59级，岩体无法承担若此高的能量积累。（4）地震烈度：12度。地震烈度与地震能量、震源深度、震中距离、地震波的传播介质及表土性质条件密切相关。（5）地震系数K：地

5、震时，地面最大加速度与重力加速度的比值。震动传播：（1）传到地表的震动波越远，则垂直向的地震力越小，而水平向的地震力越大。（2）瑞雷波象海浪一样向前滚动。（3）瑞雷波周期长，在地面上能引起最大的位移。（4）拟静力法对振动周期短的低层建筑物比较适用，而振动周期长的高层建筑物宜按动力法考虑其动力反应。（5）卓越周期：某一个周期的地震波与地基土层的固有周期相近，产生共振，震动波的振幅被放大，此周期被称为卓越周期。地基土的卓越周期：（1）依据振动周期与频数关系图统计而得。（2）岩土的卓越周期：1）稳定岩层：0.10.2s，平均0.15s；2）一般土层：0.210.4s，平均0.27s；3）松软土层：介

6、于一般土层与异常松软土层之间。4）异常松软土层：0.30.7s，平均0.5s。（3）低层建筑自振周期小于0.5s；高层建筑自振周期大于0.5s。（4）软土场地上的高柔建筑、坚硬场地的刚性建筑，震害较为严重。 9.1 抗震设防的基本知识抗震设防的基本知识（1）了解国家标准中国地震动参数区划图的基本内容 。 1977年的区划图，100年内一般场地条件下该地区可能遭遇 的最大烈度。1990年的区划图，50年内一般场地条件下可能遭遇超越概率为10的烈度值。2001年的区划图， 50年内一般场地条件下可能遭遇超越概率为10的烈度值。含地震动峰值加速度、地震动反应谱特征周期、特征周期调整表。（2）了解建筑

7、抗震设防的三个水准要求了解建筑抗震设防的三个水准要求 岩土人员要确定场地类别。* 6度以上，工程设防。* 三个水准：大震不倒，中震可修，小震不坏。* 小震：50年内，超越概率为63的地震。* 中震：50年内，超越概率为10的地震。* 大震：50年内，超越概率为2-3的地震。* 小震比中震低1.5度；大震比中震高1度。（3）熟悉抗震设计的基本参数熟悉抗震设计的基本参数* 地震加速度（速度、位移）时程曲线* 加速度反应谱* 峰值加速度* 特征周期（地震动加速度反应谱开始下降点对应的周期）* 地震部门查阅，或规范中查阅。（4）了解土动力参数的试验方法了解土动力参数的试验方法* 标准贯入试验* 剪切波

8、速试验（单孔、跨孔、面波）* 室内试验：* 动三轴仪，测量土的动强度、动压缩模量和阻尼比、抗液化强度、震陷参数。* 动剪切仪，动剪切模量、阻尼比和动强度。* 共振柱仪，动剪切模量、阻尼比。（5）了解影响地震地面运动的因素）了解影响地震地面运动的因素* 地震引起的近地表（地面）运动。两个水平运动方向。地面运动的幅值,取一个大值，或取一个平均值。* 影响因素: 1）震源特性。近震、远震；深源、浅源。 2）地震动的传播途径。岩石比土衰减慢，构造破碎带对高频地震有较大的衰减效果。 3）场地土质条件。软土、坚硬土。9.2 地震作用与地震反应谱地震作用与地震反应谱（1）了解设计地震反应谱 * 根据国内外地

9、震实测资料，按照不同场地、远震、近震，分别求出平均标准反应谱。 * 平滑反应谱及确定主要参数。 * 特征周期的确定。 * 反应谱的四个阶段。 * 不同行业的反应谱曲线。（2）掌握地震设计加速度反应谱主要参数的确定）掌握地震设计加速度反应谱主要参数的确定 方法及对勘察的要求方法及对勘察的要求* 场地土类别和土层的剪切波速。* 钻孔的数量和深度。* 确定场地覆盖层厚度。* 20m深度内的等效剪切波速计算。* 根据覆盖层厚度和等效剪切波速，确定场地类别。9.3 建筑场地的地段与类别划分建筑场地的地段与类别划分（1）熟悉各类建筑场地地段的划分标准 * 有利地段、不利地段、危险地段。涉及岩土 种 类、地

10、基土承载力、地形地貌、断层类型和规模、边坡稳定性。 * 等效剪切波速、覆盖层厚度。（2）掌握建筑场地类别划分的方法）掌握建筑场地类别划分的方法* 现场调查和资料查阅* 钻孔及剪切波速测试* 土的承载力测试* 查规范、计算（3）了解建筑场地类别划分的对抗震设计的影响）了解建筑场地类别划分的对抗震设计的影响* 产生的地震作用不一样。2类和3类的水平地震作用相差30。* 结构和场地的抗震措施也不同。工程造价不同。 9.4 土的液化土的液化（1）了解土的液化机理及其对工程的危害* 砂土在地震过程中，土的结构被破坏，失去对上部结构的支撑作用。* 危害：开裂、倒塌、滑坡、冒砂。（2）掌握液化判别方法）掌握

11、液化判别方法* 地质年代* 地下水位埋深* 初步判别、计算判别。* 方法：标准贯入试验、剪切波速测试，涉及土的厚度、深度、地下水位埋深、地震烈度和地震分组、粉土的粘粒含量。（3）掌握液化指数的计算和液化等级的评价方法）掌握液化指数的计算和液化等级的评价方法* 液化指数以1个钻孔，计算所有液化层内的试验点，然后总和在一起。* Di和Wi的计算取值。* 查表判别液化等级。（4）熟悉抗液化措施的选用）熟悉抗液化措施的选用* 全部消除地基液化的措施* 部分消除地基液化的措施* 减轻液化影响的基础和上部结构处理的措施* 什么情况下，不采取处理措施9.5 地基基础的抗震验算地基基础的抗震验算（1）熟悉地基

12、基础需要进行抗震验算的条件和方法 * 确定不进行地基基础需要进行抗震验算的条件。 * 方法：底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析 法、弹塑性分析方法。 * 地震影响系数由：建筑荷载、地震烈度、场地类别、设计地震分组、结构自振周期、阻尼比，等确定。 * 地基土承载力、桩基承载力验算。9.6 土石坝抗震设计土石坝抗震设计（1）熟悉土石坝的抗震措施 * 坝轴线宜为直线或向上游弯曲。 * 宜用堆石坝和柔性心墙。对均质坝，应采取内部排 水措施。 * 坝高应考虑地震涌浪高度。 * 坝坡应采用大块石压重。 * 坝体内设置过渡层和反滤层。 * 用抗震性能和渗透稳定性能且级配良好的土石料。 * 加大土石料的压

13、实功率，提高碾压密实度。 * 土石坝地基有液化土层时，应予处理。（2）掌握土石坝抗震稳定性计算的方法）掌握土石坝抗震稳定性计算的方法 * 拟静力法及计算所需的参数：水库设计标高、坝体材料的容重、孔隙水压力、土石料在地震作用下的黏聚力和内摩擦角、水平和竖向地震力。 * 动力法及计算所需的参数：坝体材料的非线性应力应变关系、坝体材料动力变形特性和动态强度、地震应力和加速度反应、其他。总总 结结 计算题： * 深基础和浅基础的地基液化计算（液化点、液化指数）。 * 场地类别判定，等效剪切波速计算。 * 地基承载力修正计算。 * 反应谱中不同区段的阻尼系数计算。在建筑抗震设计规范（GB50011-20

14、01）中，关于抗震设防烈度的概念，下面那一种说法是正确的：抗震设防烈度是按国家规定的权限批准，作为一个工程建设项目抗震设防依据的地震烈度抗震设防烈度是按国家规定的权限批准，作为一个地区抗震设防依据的地震烈度抗震设防烈度是按国家规定的权限批准，按一个建筑重要性确定的抗震设防依据的地震烈度抗震设防烈度是按国家规定的权限批准，按一个建筑物安全等级确定的抗震设防依据的地震烈度答案：B下列关于地震灾害和抗震设防的哪一项说法是不正确的：地震是一个概率事件地震设防与一定的风险水准相适应抗震设防的目标是使得建筑物在地震时不致损坏抗震设防是以现有的科学水平和经济条件为前提的答案:D按我国抗震设防水准，下列关于众

15、值烈度的哪一种叙述是正确的：众值烈度与基本烈度在数值上实际是相等的众值烈度的地震加速度比基本烈度的地震加速度约低0.15g遭遇众值烈度地震时，设防目标位建筑处于正常使用状态众值烈度是该地区50年内地震烈度的平均值答案：C与地震烈度水准相对应的建筑抗震设防目标中，下列哪一项中的说法是错误的：遭遇第一水准烈度时，建筑结构抗震分析可以视为弹性体系地震烈度取为第二水准烈度遭遇第二和第三水准烈度时，建筑结构的非弹性变形都应控制在规定的相应范围内众值烈度比基本烈度约高一度半答案：D在考虑抗震的设防水准时，下列哪些选项是正确的：同样的设计基准期超越概率越大的地震烈度越高同样的超越概率设计基准期越长的地震烈度

16、越高50年内超越概率为63%的地震烈度称为众值烈度50年内超越概率为10%的地震烈度称为罕遇烈度答案：BC我国建筑抗震设计规范，设计地震分组时为了更好地体现下列哪一个主要因素：设防烈度与基本烈度之间关系发震断层的性质震级和震中距的影响场地类别不同答案：C下列有关地震动参数的说法中，哪一选项是错误的：地震动参数将逐步代替地震基本烈度地震动参数指的是地震影响系数和特征周期超越概率指的是某场地可能遭遇大于或等于给定地震动参数值的概率地震动反应谱特征周期与场地类别（型）有关答案：B建筑场地设计地震分组主要反映了以下哪些因素的影响：地源机制和震级大小地震设防烈度震中距建筑场地类别答案：AC抗震设计时，除

17、了考虑抗震设防烈度外，还需要考虑地震分组，下列哪些因素的影响已经包含在设计地震分组之中：震源机制震级大小震中距远近建筑场地类别答案：ABC下列哪一项说法不符合中国地震动参数区划图（GB18306-2001)D的规定：直接采用地震动参数，不再采用地震基本烈度现行有关技术标准中设计地震基本烈度的概念应逐步修正设防水准为50年超越概率10%各类场地的地震动反应谱特征周期都可以从“中国地震动反应谱特征周期区划图”上直接查得答案：D根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）的规定，下面哪些说法是正确的：中国地震动参数区划图继续采用地震基本烈度概念，现行技术标准中涉及地震动参数的，可根据基本烈度

18、换算中国地震动参数区划图不再采用地震基本烈度概念，现行技术标准中涉及地震基本烈度的，可根据地震动参数确定中国地震动参数区划图同时采用地震基本烈度概念和地震动参数，与现行的有关技术标准保持一致中国地震动参数区划图不再采用地震基本烈度概念，现行技术标准中涉及地震基本烈度的，应逐步修正答案：BD 已知场地地震烈度7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组，对建筑于类场地上，结构自振周期为0.40s，阻尼比为0.05的建筑结构进行截面抗震验算时，相应的水平地震影响系数最接近下列哪个选项的数值：A.0.08 B.0.10 C.0.12 D.0.16答案：B据建筑抗震设计规范第5.1.4条

19、，第5.1.5条计算如下：Tg=0.35 TgT5Tg max=0.12=()2max=()0.910.12=0.106按照建筑抗震设计规范（GB50011-2001）的规定，指出在下列4种关于特征周期的叙述中哪些是正确的：A.是“设计特征周期”的简称B.是结构的基本自振周期C.是地震活动性的重复周期D.可与中国地震动参数区划图（GB18306-2001）相匹配答案：AD按照建筑抗震设计规范（GB50011-2001）的规定，下列关于特征周期的叙述哪些是正确的：A.“特征周期”是“设计特征周期”的简称B.“特征周期”应根据其所在地的设计地震分组和场地类别确定C.“特征周期”是 地震活动性的重复

20、周期D.“特征周期”是地震影响系数曲线上平段的终点所对应的周期值答案：ABD考虑地震影响时，建筑场地特征周期曲值应与下列哪些因素有关：建筑结构尺寸大小个规则性所在建筑场地类别建筑物承重结构类型建筑场地所在地的设计地震分组答案：BD以下关于建筑的设计特征周期的说法中，下列哪些选项是正确的：设计特征周期与所在地的建筑场地类别有关设计特征周期与地震震中距的远近有关不同的设计特征周期会影响地震影响系数曲线的直线上升段和水平段对于结构自振周期大于设计特征周期的建筑物来说，设计特征周期越大，结构总水平地震作用标准值就越大答案：ABD按照建筑抗震设计规范（GB50011-2001)规定的地震影响系数曲线的峰

21、值与下列哪些因素有关：设计地震分组地震烈度结构自振周期结构阻尼比答案：BD有关地震影响系数的下列说法中，哪一选项的说法是错误的：弹性反应谱理论是现阶段抗震设计的最基本理论地震影响系数曲线是设计反应谱的一种给定形式地震影响系数有直线上升段，水平段，曲线下降段和直线下降段四部分组成曲线水平段（0.1T500某建筑场地土层柱状分布及实测剪切波速如表所示，问在计算深度范围内土层的等效剪切波速最接近于下列哪个数值： 剪切波速大于500m/s的孤石，透镜体，应视同周围土层。smtdVst/1 .17930010100520031502200层序地层名称层底深度（m）剪切波速Vst（m/s）1填土5.012

22、02淤泥10.0903粉土16.01804卵石20.04605基岩800某建筑场地抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，场地土层及其剪切波速度如下表，已知结构自振周期为0.40s，阻尼比为0.05，按50年超越概率63%考虑，建筑结构的地震影响系数应取下列哪个选项的数值： A.0.14 B.0.15 C.0.16 D0.17答案：C解：4层Vs=460m/s, 大于其上部各土层剪切波速的2.5倍，且往下Vs400m/s， 可取地面至该层顶面的距离为覆盖层厚，即16.0m。smVsidtdVsti/1211806905120516160查规范GB50011-2001表4.1.6，场地类别为类

23、查表5.1.4-1，特征周期Tg=0.45sT=0.4sTg=0.45s 0.1TTg=2max 阻尼比=0.05 2=1查表5.1.4-1,8度设防，max =0.16=2max =0.161.0=0.16在计算深度范围内计算多层土德等效剪切波速Vst时，下列哪一选项说法不正确：任一土层的剪切波速Vst越大，等效剪切波速就越大某一土层厚度越大，该层对等效剪切波速的影响就越大某一土层深度越大，该层对等效剪切波速的影响就越大计算深度d0的大小对等效剪切波速的影响并不确定答案：C测量土层的剪切波速应满足划分建筑场地类别的要求，下列哪一选项是错误的：计算土层等效剪切波速和确定场地覆盖层厚度都与场地的

24、实测剪切波速有关若场地的坚硬岩石裸露地表可不进行剪切波速的测量已知场地的覆盖层厚度大于20m并小于50m，土层剪切波速的最大测量深度达到20m即可已知场地的覆盖层厚度大于50m且小于80m，土层的剪切波速的最大测量深度达到50m即可答案：D在确定覆盖层厚度，划分建筑场地类别和考虑特征周期时，下列哪些选项的说法是正确的：建筑场地的类别划分仅仅取决于场地岩土的名称和性状等效剪切波速计算深度的概念与覆盖层厚度是不完全一样的在有些情况下，覆盖层厚度范围内的等效剪切波速也可能大于500m/s场地的特征周期总是随着覆盖层厚度的增大而增大答案：B建筑抗震设计规范GB50011-2001第4.1.4条，4.1

25、.5条，4.1.6条及条文说明在抗震设计中划分建筑场地类别时，下列哪些选项是必须考虑的：场地的地质，地形，地貌条件各岩土层的深度和厚度各岩土层的剪切波速法阵断裂错动对地面建筑的影响答案：BC 建筑抗震设计规范GB50011-2001第4.1.6条场地等效剪切波速Vst（m/s）覆盖层厚度（m）甲400100乙30070丙20040丁10010有甲，乙，丙，丁四个场地，地震烈度和设计地震分组都相同，土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度见下表，比较场地的特征周期Tg值，下列哪个选项的说法是正确的：A.四个场地的Tg值都各不相同B.四个场地的Tg值都相同C.有三个场地的Tg值都相同D.有两个场地的Tg值

26、都相同答案：B土层剪切波速在抗震设计中可用于：确定水平地震影响系数最大值计算液化指数确定剪切模量划分场地类别答案：CD建筑场地的地段与类别划分：对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响；抗震设防烈度小于8度；非全新世活动断裂抗震设防烈度为8度和9度时，隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。根据建筑抗震设计规范，当抗震设防烈度为8度时，下列哪一种情况可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响：全新世活动断裂隐伏断裂的土层覆盖厚度为80m设计地震分组为第二组或第三组乙、丙类建筑答案：B 条文4.1.7经液化指数Ile计算，建筑场地液化等级为严重，从下面答案中选择正确的措施：无论建筑抗震设防类别为乙、丙、丁类，均应采取全部消除地基液化的措施对乙类抗震设防建筑，除全部消除地基液化沉陷外，尚需对地基和上部结构处理对乙类抗震设防建筑只需全部消除地基液化沉陷，不需要进行基