土木工程师-专业案例（岩土）-地震工程-9.2地震作用与地震反应谱

土木工程师-专业案例（岩土）-地震工程-9.2地震作用与地震反应谱[单选题]1.某建筑场地位于建筑设防烈度8度地区，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组。根据勘察资料，（江南博哥）地面下13m范围内为淤泥和淤泥质土，其下为波速大于500m/s的卵石，若拟建建筑的结构自振周期为3s，建筑结构的阻尼比为0.05，则计算罕遇地震作用时，建筑结构的水平地震影响系数最接近下列选项中的哪一个？()[2014年真题]A.0.023B.0.034C.0.147D.0.194正确答案：D参考解析：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第4.1.6条规定，建筑的场地类别，应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表4.1.6划分为四类。由于覆盖层厚度13m，且为淤泥和淤泥质土，查表4.1.3得vs≤150m/s，查表4.1.6，可知该建筑场地类型为Ⅱ类。根据第5.1.4条，由于为Ⅱ类场地，地震分组第一组，罕遇地震，查表5.1.4-2得，特征周期值：Tg＝0.35＋0.05＝0.40s地震动加速度0.2g，罕遇地震，查表5.1.4-1得水平地震影响系数最大值αmax＝0.9。由于5Tg＝2.0s＜T＝3s＜6.0s根据第5.1.5条，地震影响系数为：由此可知，D项数值最为接近。[单选题]2.某公路桥梁采用摩擦桩基础，场地地层如下：①0～3m为可塑状粉质黏土，②3～14m为稍密至中密状粉砂，其实测标贯击数N1＝8。地下水位埋深为2.0m。桩基穿过②层后进入下部持力层。根据《公路工程抗震规范》（JTGB02—2013），计算②层粉砂桩长范围内桩侧摩阻力液化影响平均折减系数最接近下列哪一项？（假设②层土经修正的液化判别标贯击数临界值Ncr＝9.5）()[2014年真题]A.1.00B.0.83C.0.79D.0.67正确答案：C参考解析：根据《公路工程抗震规范》（JTGB02—2013）第4.4.2条式（4.4.2），液化土层的标准贯入锤击数实测值与相应临界值之比为：Ce＝N1/Ncr＝8/9.5＝0.84根据表4.4.2，②层粉砂桩长范围内桩处于两个折减系数不同的土层，所以②层粉砂桩长范围内桩侧摩阻力液化影响平均折减系数采用加权平均计算。3m＜ds＜10m时，折减系数ψl＝2/3；10m＜ds＜14m时，折减系数ψl＝1。则平均折减系数为：ψl＝（7×2/3＋4×1.0）/（7＋4）＝0.79由此可知，C项数值最为接近。[单选题]3.某场地地层结构如图所示。采用单孔法进行剪切波速测试，激振板长2m，宽0.3m，其内侧边缘距孔口2m，触发传感器位于激振板中心；将三分量检波器放入钻孔内地面下2m深度时，实测波形图上显示剪切波初至时间为29.4ms。已知土层②～④和基岩的剪切波速如图所示，试按《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）计算土层的等效剪切波速，其值最接近下列哪项数值？()[2014年真题]题3图A.109m/sB.131m/sC.142m/sD.154m/s正确答案：B参考解析：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第4.1.4条规定，建筑场地覆盖层厚度的确定，应符合下列要求：①一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定；②当地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土层剪切波速2.5倍的土层，且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于400m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定；③剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层；④土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。根据第4.1.5条，土层①剪切波速：vs3/vs2＝410/155＝2.645≥2.5土层③剪切波速大于土层②的2.5倍，且大于400m/s，所以覆盖层厚度为6m，则等效剪切波速为：vse＝dov/（d1/vs1＋d2/vs2）＝6/（2/99.88＋4/155）＝130.92m/s由此可知，B项数值最为接近。[单选题]4.抗震设防烈度为8度地区的某高速公路特大桥，结构阻尼比为0.05，结构自振周期（T）为0.45s；场地类型为Ⅱ类，特征周期（Tg）为0.35s；水平向设计基本地震动峰值加速度为0.30g，进行E2地震作用下的抗震设计时，按《公路工程抗震规范》（JTGB02—2013）确定竖向设计加速度反应谱最接近下列哪项数值？()[2013年真题]A.0.30gB.0.45gC.0.89gD.1.15g正确答案：B参考解析：根据《公路工程抗震规范》（JTGB02—2013）第5.2.2条规定，水平设计加速度反应谱最大值为：Smax＝2.25CiCsCdAh＝2.25×1.7×1×1×0.3g＝1.1475g根据第5.2.1条规定，阻尼比为0.05，特征周期为0.35s，自振周期为0.45s，T＞Tg，故水平向设计加速度反应谱为：S＝SmaxTg/T＝1.1475g×（0.35/0.45）＝0.8925g根据第5.2.5条规定，对于土层场地，T＝0.45s＞0.3s，故R＝0.5。则竖向设计加速度反应谱为：0.8925g×0.5＝0.44625g由此可知，B项数值最为接近。[单选题]5.某Ⅲ类场地上的建筑结构，设计基本地震加速度0.30g，设计地震分组第一组，按《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）规定，当有必要进行罕遇地震作用下的变形验算时，算得的水平地震影响系数与下列哪个选项的数值最为接近？（已知结构自振周期T＝0.75s，阻尼比ζ＝0.075）()[2012年真题]A.0.55B.0.62C.0.74D.0.83正确答案：C参考解析：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第5.1.5条进行计算（参见题29解图）。题5解图地震影响系数曲线图中，α为地震影响系数；αmax为地震影响系数最大值；按规范第3.2.2条规定，设计地震加速度为0.30g地区内的建筑，除本规范另有规定外，应按抗震设防烈度8度的要求进行抗震设计。则此建筑抗震设防烈度为8度。根据表5.1.4-1，确定水平地震影响系数最大值为：αmax＝1.20。η1为直线下降段的下降斜率调整系数；γ为衰减指数，根据式（5.1.5-1），即γ＝0.9＋（0.05－ζ）/（0.3＋6ζ）式中，ζ为阻尼比，其值为：ζ＝0.075，代入上式可得：γ＝0.87。Tg为特征周期；根据规范表5.1.4-2，确定场地特征周期为：Tg＝0.45s，计算罕遇地震作用，按规范第5.1.4条，特征周期增加0.05s，综合确定场地特征周期为：Tg＝0.50s。η2为阻尼调整系数；根据式（5.1.5-3），即η2＝1＋（0.05－ζ）/（0.08＋1.6ζ）确定，其中ζ为阻尼比，其值为：ζ＝0.075，代入可得：η2＝0.875。T为结构自振周期；T＝0.75s。因T＝0.75s，从规范图5.1.5看出，自振周期位于（Tg～5Tg）曲线段，则水平地震影响系数α为：α＝（Tg/T）γη2αmax＝（0.50/0.75）0.87×0.875×1.2＝0.74[单选题]6.某场地设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，地层资料见表，问按照《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）确定的特征周期最接近下列哪个选项？()[2011年真题]题6表地层资料A.0.20sB.0.35sC.0.45sD.0.55s正确答案：C参考解析：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第4.1.4条第1款规定，建筑场地覆盖层厚度的确定，一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定。故确定覆盖层厚度为：84－18＝66m。计算深度，取覆盖层厚度和20m两者的较小值。剪切波从地表传至20m深度的传播时间为：t＝∑（di/vsi）＝9/170＋11/130＝0.1376s等效剪切波速为：vse＝20/0.1376＝145.3m/s查表4.1.6，得出场地类别为Ⅲ类。查表5.1.4-2，得出特征周期为0.45s。[单选题]7.如图，位于地震区的非浸水公路挡土墙，墙高5m，墙后填料的内摩擦角φ＝36°，墙背摩擦角Δ＝φ/2，填料重度γ＝19kN/m3，抗震设防烈度为9度，无地下水。试问作用在该墙上的地震主动土压力Ea与下列哪个选项最接近？()[2011年真题]提示：库仑主动土压力系数基本公式题7图A.180kN/mB.150kN/mC.120kN/mD.70kN/m正确答案：D参考解析：根据《公路工程抗震规范》（JTGB02—2013）第3.3.2条表3.3.2规定，抗震设防烈度为9度时，设计基本地震动峰值加速度大于等于0.4g；根据附录A第A.0.1条表A.0.1，对于非浸水挡土墙，地震角为6°。主动土压力系数为：对于本题：φ＝36°，α＝0°，δ＝18°，β＝0°。因此可得：故作用在该墙上的地震主动土压力为：[单选题]8.某场地的钻孔资料和剪切波速测试结果见下表，按照《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）确定的场地覆盖层厚度和计算得出的土层等效剪切波速vse与下列哪个选项最为接近？()[2011年真题]题8表波速测试结果A.10.5m，200m/sB.13.5m，225m/sC.15.0m，235m/sD.15.0m，250m/s正确答案：C参考解析：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第4.1.4条第1款规定，一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定覆盖层厚度，故取土层①、②、③-1、③-2、③-3为覆盖层，厚度为15.0m。根据第4.1.4条第3款规定，剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。根据第4.1.5条计算土层的剪切波速，将孤石③-2视同残积土③-1计算等效剪切波速为：vse＝15/[（2.5/160）＋（4.5/200）＋（5/260）＋（3/420）]＝232m/s将孤石③-2视同残积土③-3计算等效剪切波速为：vse＝15/[（2.5/160）＋（4.5/200）＋（3.5/260）＋（4.5/420）]＝241m/s故C选项最为接近。[单选题]9.某建筑场地抗震设防烈度7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.10g，场地类别Ⅲ类，拟建10层钢筋混凝土框架结构住宅。结构等效总重力荷载为137062kN，结构基本自振周期为0.9s（已考虑周期折减系数），阻尼比为0.05。试问当采用底部剪力法时，基础顶面处的结构总水平地震作用标准值与下列何项数值最为接近？()[2010年真题]A.5895kNB.6375kNC.6910kND.7500kN正确答案：A参考解析：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第5.1.4条表5.1.4-1（见题9解表）规定，抗震设防烈度7度，多遇地震条件下，得水平地震影响系数最大值为：αmax＝0.08。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第5.1.4条表5.1.4-2规定，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ类，得特征周期值为：Tg＝0.45s。由Tg＝0.45s，ζ＝0.05，可得：η2＝1.0，γ＝0.9。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第5.1.5条规定，地震影响系数为：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第5.2.1条规定，结构总水平地震作用标准值为：FEK＝αGeq＝0.043×137062＝5894kN故选项A最接近。题9解表水平地震影响系数最大值[单选题]10.某场地抗震设防烈度为8度，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，建筑物A和建筑物B的结构基本自振周期分别为：TA＝0.2s和TB＝0.4s，阻尼比均为ζ＝0.05，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版），如果建筑物A和B的相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数分别以αA和αB表示，试问两者的比值（αA/αB）最接近于下列何项数值？()[2010年真题]A.0.83B.1.23C.1.13D.2.13正确答案：C参考解析：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第5.1.4条表5.1.4-2（见题10解表）、5.1.5条规定，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第一组；该场地特征周期值为：Tg＝0.35s。对于建筑物A，结构自振周期为：TA＝0.2，则水平地震影响系数为：αA＝η2·αmax＝1×αmax＝αmax。对于建筑物B，结构自振周期为：TB＝0.4s。由Tg＝0.35s，ζ＝0.05，可得：η2＝1.0，γ＝0.9。所以，水平地震影响系数为：则：αA/αB＝αmax/（0.887αmax）＝1.13。题10解表特征周期值（s）[单选题]11.已知某建筑场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.30g，设计地震分组为第一组。场地覆盖层厚度为20m，等效剪切波速为240m/s，结构自振周期为0.4s，阻尼比为0.40，在计算水平地震作用时，相应于多遇地震的水平地震影响系数值最接近于下列哪个选项？()[2010年真题]A.0.24B.0.22C.0.14D.0.12正确答案：D参考解析：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第4.1.6条表4.1.6，查得场地类别为Ⅱ类。根据第5.1.4条表（5.1.4-1），查得水平地震影响系数最大值为：αmax＝0.24，根据表（5.1.4-2），查得特征周期值为：Tg＝0.35s。根据第5.1.5条，Tg＜T＜5Tg，可知水平地震影响系数值公式为：式中，γ＝0.9＋（0.05－ξ）/（0.3＋6ξ）＋（0.05－0.4）/（0.3＋2.4）＝0.77；η2＝1＋（0.05－ξ）/（0.08＋1.6ξ）＝1＋（0.05－0.4）/（0.08＋1.6×0.4）＝0.514＜0.55取η2＝0.55。则水平地震影响系数值为：[单选题]12.某建筑场地抗震设防烈度8度，设计地震分组第一组，场地土层及其剪切波速如下表所示，建筑物自振周期0.40s，阻尼比0.05，按50年超越概率63%考虑，建筑结构的地震影响系数取值是()。[2009年真题]题12表A.0.14B.0.15C.0.16D.0.17正确答案：C参考解析：①确定覆盖层厚度：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第4.1.4条第2款，由于v4/v3＝460/180＝2.56＞2.5，v4＞400m/s，故覆盖层厚度可取16m。②确定场地等效剪切波速：根据第4.1.5条计算，t＝∑（di/vsi）＝1/120＋9/90＋6/180＝0.1417svse＝d0/t＝16/0.1417＝112.9m/s结合①②，查表4.1.6可知，场地类别为Ⅲ类。③确定水平地震影响系数最大值与特征周期值：根据第5.1.4条表5.1.4-1可知，遇地震为8度时，αmax为0.16。根据表5.1.4-2可知，特征周期Tg为0.45s。④根据第5.1.5条，0.1＜T＝0.4s＜Tg，可知地震影响系数α为：α＝η2αmax＝0.16。[单选题]13.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。对建造于Ⅱ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于下列哪个选项的数值？()[2008年真题]A.0.08B.0.10C.0.12D.0.16正确答案：B参考解析：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第5.1.4条的表5.1.4-2可知，由于地震分组为第一组，Ⅱ类场地，特征周期值为：Tg＝0.35s。Tg＜T＜5Tg，则根据第5.1.5条的图5.1.5可知地震影响系数为：α＝（Tg/T）γη2αmax。地震加速度为0.15g，地震烈度为7度的多遇地震，根据第5.1.4条的表5.1.4-1有地震影响系数最大值为：αmax＝0.12。根据第5.1.5条第2款规定，由于阻尼比为0.05，曲线下降段的衰减指数为：γ＝0.9＋[（0.05－ξ）/（0.08＋1.6ξ）]＝1阻尼调整系数为：η2＝1＋[（0.05－ξ）/（0.08＋1.6ξ）]＝1则影响系数为：α＝（Tg/T）γη2αmax＝（0.35/0.4）0.9×1×0.12＝0.106[单选题]14.某场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.30g，设计地震分组为第一组。土层等效剪切波速为150m/s，覆盖层厚度60m。相应于建筑结构自振周期T＝0.40s，阻尼比ξ＝0.05的水平地震影响系数值α最接近于下列哪个选项的数值？()[2007年真题]A.0.12B.0.16C.0.20D.0.24正确答案：D参考解析：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）第5.1.4条及5.1.5条规定，计算过程如下：①数据准备：αmax＝0.24（8度，多遇地震，设计基本地震加速度0.30g）Tg＝0.45s（设计地震分组第一组）η2＝1.0（阻尼比ζ＝0.05）②地震影响系数曲线（如题14解图所示）：题14解图地震影响系数曲线因为T＜Tg，取水平段。③α＝η2αmax＝1.0×0.24＝0.24[单选题]15.某混凝土水工重力坝场地的设计地震烈度为8度，在初步设计的建基面标高以下深度15m范围内分布的地层和剪切波速如下表所示：下列等效剪切波速vs和标准设计反应谱最大值的代表值βmax的不同组合中，哪个选项的取值是正确的？()[2009年真题]题15表A.vs＝325m/s，βmax＝2.50B.vs＝325m/s，βmax＝2.00C.vs＝296m/s，βmax＝2.50D.vs＝296m/s，βmax＝2.00正确答案：D参考解析：根据《水电工程水工建筑物抗震设计规范》（NB35047—2015）第4.1.2条规定，水工建筑物开挖处理后的场地土类型，宜根据土层剪切波速，按表4.1.2划分。根据题意可知场地覆盖层厚度为12m，计算等效剪切波速：根据第5.3.3条规定，各类水工建筑物的标准设计反应谱最大值的代表值βmax应按表5.3.3的规定取值。混凝土重力坝：βmax＝2.0。[单选题]16.土层分布及实测剪切波速如表所示，则该场地覆盖层厚度及等效剪切波速应分别为()。[2007年真题]题16表A.10m、128m/sB.15m、158m/sC.20m、185m/sD.25m、179m/s