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地震是一种自然现象,它的运动特性及各种表现都具有很大的随机性。而我国又是一个多地震国家,地震区分布范围广,发震频繁。设防烈度在7度以上的地区就占我国国土面积的三分之一。六、七十年代的邢台、海城、唐山等大地震给人民的生命财产带来了巨大的灾难;最近,地震又进入活动期,严重的威胁着人民的生命财产,预防地震、抗震减灾的任务是很重要的。 传统的抗震设计方法是通过提高结构构件的强度和变形能力来保证结构抗震安全性的,这无疑是不经济的。随着科学研究和科学试验的深入发展,各种减震、隔震的设想和做法应运而生。 本文提出一种砂垫层减震的新方法。砂垫层减震是指在建筑物基础与地基之间铺设一定厚度、密实度和含水量的砂垫层,在地震作用时砂垫层发生的塑性剪切变形,减少地震波高频分量的输入,从而消耗了下层传来的地震能量,并且在波的传播过程中,砂垫层本身刚度较低,其作用相当于在基础下面加了一个刚度较柔的弹簧,对地震能量向上部结构的传递起到了隔断作用,因而对上部结构起到了减震作用。 本文通过理论分析计算和室内砂箱振动台地震模拟试验,对砂垫层的减震性能及可能影响其减震性能的因素作了一些初步的探讨,为今后砂垫层减震作用在工程上的应用提供一些理论依据。理论分析和试验结果表明:砂垫层的刚度、厚度、输入的地震波种类和频谱特性及地震波峰值的大小都对砂垫层的减震性产生一定的影响,其减震性能随各种因素组合的不同而不同。 通过本文的研究,可以从理论上初步确定砂垫层减震对中、低层刚性结构房屋具有较好的减小地震动的作用,且取材广泛、造价低廉、简便易行,是一种适用于我国广大村镇地区的抗震方法。