2023年Mw 7.8级的Pazarc?k地震是Kahramanmara?地震序列中的主震,引发了土耳其东南部地区的广泛地质技术灾害,特别是在?skenderun和G?lba??,包括液化、滑坡以及堤坝和土坝等土木结构的损坏[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]]。在沿海城市?skenderun,地震导致了严重的液化现象和建筑物破坏。该地区下伏着由海岸和河流作用形成的第四纪冲积层以及为填海工程而铺设的年轻填充物。这些土壤条件使得?skenderun容易发生液化及其相关效应,如地面沉降、侧向扩展和建筑物沉降。许多住宅建筑在填海土地上经历了较大的液化沉降,建筑沉降也影响了周围地面的变形模式。建筑物在硬质垫层上的向下移动通常会导致相邻地面凹陷(形成凸形表面),而宽基建筑物在柔性浅基础上的沉降则表现为凹形(中心沉降大于边缘),[2]。地质极端事件勘察(GEER)团队记录的液化引起的建筑物沉降范围从可忽略不计到740毫米不等[1,2]。
具有充分地面运动数据、建筑性能和地下条件记录的可靠案例历史仅限于少数地震,例如2010-2011年的坎特伯雷地震序列。例如,Luque和Bray [12,13]以及Bray和Luque [14]对新西兰基督城中央商务区的重要建筑物进行了回溯分析,以评估导致浅基础建筑物液化沉降的潜在机制。他们的发现与现场观察结果以及离心试验中观察到的主要机制一致[[15], [16], [17]],并重新确认了这些机制。然而,大多数先前的研究集中在单个建筑物的地震性能上,而非建筑群[[12], [13], [14]]。最近,研究人员主要通过物理实验和数值模拟研究了动态结构-土壤-结构相互作用(SSSI)的影响。Hayden等人[19]、Kirkwood和Dashti [20]以及Hwang等人[21]发现,由于邻近建筑物的存在增加了约束,相邻建筑物的基础沉降较小。相比之下,其他响应指标(如基础旋转/倾斜、谱加速度和上部结构需求)则没有显示出一致的趋势,其变化可能取决于建筑物属性、间距、液化土壤的厚度以及地面运动特性[19,[21], [22], [23]]。迄今为止,仅有有限的研究对记录详尽的案例历史进行了回溯分析,以验证离心试验和数值模拟中观察到的动态SSSI相关机制。Pazarc?k地震的?skenderun案例历史为研究液化土壤下建筑物的响应提供了机会,并推动了非线性动态SSSI分析的发展。
本文评估了?skenderun ?ay区四栋相邻建筑物的地震性能,这四栋建筑物位于坐标36.5906N, 36.1789E,对应于Arnold等人[24]中的区域1。这四栋建筑物为钢筋混凝土(RC)框架结构,采用填充墙(RCF-IW)和RC垫层基础。地震后的勘察记录了这四栋建筑物的液化沉降情况,平均沉降范围为470毫米至710毫米[1,2]。使用来自这四栋建筑物的圆锥贯入试验(CPT)数据简化了液化触发程序,结果表明液化触发安全系数(F_L)和液化后的承载能力系数(F_BC)均远低于1。在这种情况下,基于Bray和Macedo [25]以及Bullock等人[26]的方法估算的液化沉降量可能会偏高且存在不确定性。此外,这些方法可能无法捕捉到系统层面的响应,如SSSI。针对这四栋RCF-IW建筑物的非线性动态有效应力分析有助于更深入地了解系统响应[[12], [13], [14]]。通过对这四栋建筑物的非线性动态有效应力SSSI分析,研究了Pazarc?k地震期间地震荷载与建筑物及地下条件之间的相互作用。
对这四栋建筑物的地震分析主要使用了有限差分软件FLAC 8.1版本[27]以及PM4Sand模型[28](用于沙土材料)和UBCHyst模型[29](用于粘土材料)对Kahramanmara?地震序列中的Pazarc?k主震进行了模拟。现场输入地面运动数据基于附近强震台站(SMS)的记录,以获取?ay区深层土壤剖面中显著阻抗对比区域的运动信息。这些非线性动态分析的结果与实测的建筑物沉降情况进行了比较,并对分析结果进行了关键解读。