苏州城区场地等效剪切波速计算深度取值探讨

鉴于场地等效剪切波速的计算深度是否需要由地表以下20 m增至30 m的争论尚未有定论,依据苏州城区场地143组实测剪切波速资料的统计分析,对GB50011-2010《建筑抗震设计规范》场地类别分类标准与欧美抗震设计规范场地分类标准进行了对比,比较了苏州城区场地等效剪切波速计算深度取为20 m和30 m的差异性,结果表明:苏州城区场地剪切波速在地表以下20 ～ 60m范围的变异性较大,采用分段函数描述剪切波速随土层深度的变化关系是合适的;Ⅲ类场地等效剪切波速大小的分布偏向Ⅲ类场地类别的下界限值,当计算深度由20 m增至30 m时,场地等效剪切波速的均值增大16％,如果直接沿用欧美规范的场地分类界限值,将会整体提高苏州城区场地类别的划分标准,苏州城区Ⅲ类和Ⅳ类场地的等效剪切波速分界值取为170 m/s是适宜的.     

基于KiK-net台站的中美场地类别对比分析

以日本KiK-net台站场地剪切波速资料为基础,分别按照中、美抗震规范的场地类别划分标准,确定了661个台站的场地类别;选择了覆盖层厚度不小于20 m的180个台站的等效剪切波速资料,采用最小二乘法,建立了Ⅱ类和Ⅲ类场地的VS20和VS30统计公式,探讨了中美场地类别的对应关系。所得的结果为我国确定场地设计地震动参数时强震动资料的选取提供了依据,并为吸纳美国场地设计地震动参数成果提供基础。     

工程地震中的场地分类方法及适用性评述

文中对工程地震中常用的场地类别划分方法分两类进行了对比分析。一类为结构抗震设计规范中用于确定场地影响的标准化方法,主要介绍了中国、美国、欧洲及日本抗震规范中的场地类别划分方法、分类指标,对比分析了各指标(如剪切波速、覆盖层厚度等)存在的问题,并对中国新一代抗震规范中场地条件的划分提出了建议。另一类为地震危险性预测中确定场地影响的区域性的场地类别划分方法,主要介绍了目前研究较多的基于地质、地形、地貌等特征,并与抗震规范中的场地分类指标(一般剪切波速居多)建立对应关系进行区域性场地类别划分的宏观方法,同时还介绍了利用强震记录反应谱进行场地分类的方法。最后讨论了各自的优势、局限性以及适用范围     

四类场地基本周期对比分析

场地基本周期是工程场地的重要特征参数。筛选了国内235个剪切波速完备的深达工程基岩工程地质钻孔,其中Ⅰ类场地14个,Ⅱ类场地125个,Ⅲ类场地84个,Ⅳ类场地12个,利用可反映土层结构影响的逐层单自由度法计算不同类别场地基本周期,并统计分析了这四类场地的基本周期的分布范围。计算结果表明:(1)四类场地的基本周期均大致呈正态分布,各类场地的平均值差别明显;(2)对于Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类场地而言,场地类别相邻的场地基本周期有重叠;(3)场地地震反应分析结果表明:场地类别不同,但基本周期相似的场地地震反应亦基本相同。     

场地划分中存在的问题及建议

针对现行建筑抗震设计规范中场地分类方法面临的场地分类物理含义不明确,各类场地的界限容易引起设计地震动参数发散等问题进行了探讨并给出解决建议。针对场地分类物理含义不明确的问题,在现行场地分类方法的基础上,根据场地覆盖层厚度和等效剪切波速,对场地进行分层次分类:第一层次与现行的分类相一致,以场地基本周期为基础,根据覆盖层厚度进行分类;第二层次在第一层次分类基础上进一步考虑场地软硬程度,根据等效剪切波速进行亚分类。根据目前对厚软场地地震灾害及地震动特性的研究,并结合大量长周期建筑结构的经济建设发展现状,对场地分类进行了扩展,由原来的四大类扩展到五大类,同时明确各分类界限,尤其是Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ类场地的界限由原来的开放式进行有限化,有效地避免了由场地分类导致的设计地震动参数发散的问题。      

兰州地区剪切波速实测误差分析与评价

为了给兰州乃至西北地区的地震安全性评价和重大工程抗震设计提供参考,在兰州地区选取4个不同类别场地,完成由10家单位参加、使用不同仪器剪切波速现场测试误差专项实验,研究该地区剪切波速实测误差分布规律,讨论测试误差对地表加速度反应谱影响的统计特征,并给出该地区剪切波速测试误差评价。结果表明:兰州地区各单位剪切波速测试误差具有明显规律性,测试误差绝大部分符合标准正态分布,且误差大小不随深度和场地类别而改变;兰州地区波速测试水平优于全国平均水平,Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类场地的剪切波速测试精度较高,偏差较小,其平均标准差可以定为10%;就兰州地区而言,其1倍波速测试标准差引起PGA最大偏差为25%,2倍标准差为50%;给定波速测试误差下反应谱变化程度与输入波形相关,输入波频率成分与场地频率成分接近的地震输入下,误差影响较大,反之则影响较小。     

天津滨海场地土类别特征及对地震动的影响

天津滨海地区基岩埋深大,上覆土层厚,土质疏松,而且在地表下较浅处存在淤泥质粘土,为典型的抗震不利地段.本文根据中国规范(GB50011-2001)、美国FEMA-NEHRP(2000)场地分类标准和欧洲规范(EUROCKE 8 1998)对天津市滨海场地作了场地类别划分.结果表明:该滨海场地按中国规范应划为Ⅲ类、按美国标准为E类、欧洲规范为C类.对于滨海场地来说,相当多的场地在填土下方有较厚的海泥沉积,没有充分固结,形成软弱夹层,软夹层的存在使得场地地震反应具有较长的振动周期,这对建筑物结构有重要影响.简单地根据浅层结构分类方法无法考虑这个因素.美国标准考虑30 m深,情况有所改善.这是因为30 m深已经将软夹层考虑进去了一大部分.但由于软夹层的厚度随地点有很大变化,所以,规定一个固定的波速计算深度不太合适.由此看来,对滨海软土场地,过分简单的场地分类划分方法可能难以反映软土场地的实际情况.     

工程场地分类中等效剪切波速计算深度问题的讨论

根据中国华北、华东、华南、东北和西北等地918个实测钻孔资料的计算统计,探讨了工程场地分类中等效剪切波速计算深度取值20m和30m的实际差别,并对中国、美国、欧洲现有规范利用等效剪切波速进行场地类别划分的方法特点和具体指标进行了对比讨论。结果表明:1)计算深度由20m增加至30m时,钻孔等效剪切波速值的增大范围约为15～50m/s,平均增加值为25m/s;2)与欧美规范相比,中国现行规范(GB50011-2001)在划分场地类别时要求同时考虑20m计算深度的等效剪切波速值和覆盖层厚度,而在许多实际工程中,因较准确的覆盖层厚度不易获取而难以具体进行场地分类。因此,有必要借鉴欧美规范,通过增大等效剪切波速的计算深度至30m来强化该指标在场地类别判定中的作用     

不同类别黄土场地覆盖层厚度对地表加速度反应谱的影响研究

为研究不同类别黄土场地覆盖层厚度对地表加速度反应谱的影响,对收集的近百余个黄土场地实际钻孔资料进行了详细研究,选取和构建了若干个计算剖面,利用一维等效线性化方法计算出不同类别场地(Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类)的地表加速度反应谱,讨论了各类场地覆盖层厚度对地表加速度反应谱的影响,并对不同场地类别的加速度反应谱进行了对比分析。研究表明,黄土地区各类场地的特征周期均明显大于建筑抗震设计规范所给值,不同区域需要深入研究。     

剪切波速在判定石河子市某建设场地类别中的应用

场地类别是结构抗震设计中确定地震动参数的重要依据.相关规范允许在土类原位测试的基础上结合经验判定场地类别.但在工程地质条件复杂的场地中,这种方法存在很大的偏差.通过对比分析石河子某建筑场地根据地基土的工程地质特性、地基承载力等条件确定的场地类别与使用剪切波速判定的场地类别,说明经验方法存在的局限性,实测剪切波速依然是判定场地类别的可靠方法.     

Site correction of ground motion in Fujian area

On the basis of the interpretation of the high-resolution satellite remote sensing images, in combination with the data of engineering geological exploration and shear-wave velocity testing, the site category-zoning map of FJ area with the scale of 1:200,000 is generated according to the site classification standard of “Code for Seismic design of Buildings” of China (GB50011 2010). By the method of Probabilistic Seismic Hazard Analysis, we obtain bedrock seismic ground motion parameters of five recurrent periods (50, 200, 500, 1000, and 2500 a) of FJ area. By using the 617 typical soil layer structures of the site classifications in FJ area, we build seismic response models of soil layers and make seismic response analysis, then obtain the statistic sample space of site amplification factors, which possess reasonable distribution and sufficient data. Considering the distribution characteristics of The Quaternary Strata in FJ area, according to the statistic zoning (mountains and coastal areas respectively) and site classifications as well as the level of bedrock importing ground motion, the site magnification-factors of ground motion in FJ area are obtained by classification statistics.     

鲁西平原地区土体剪切波速与埋深关系研究

鲁西平原地区属黄河冲积平原,地势平坦,工程地质情况较单一,场地类别以Ⅲ类场地为主。利用鲁西平原地区常见土类的剪切波速与埋深的数据,使用4种回归模型建立了它们之间的经验关系式,并对这些经验式的合理性进行了讨论。结果表明:鲁西平原地区常见土类的剪切波速与埋深之间有明显的相关性,基于幂函数的回归模型（v_si=ah_i^b+c）得到的经验关系式拟合效果最佳,具有较好的应用价值。     

南北地震带北段的地壳速度结构及其构造启示

收集和拾取了“中国地震科学台阵”探测项目在南北地震带北段布设的680个流动地震台站和中国地震台网217个固定台站所记录的地震事件的P波和S波初至到时,通过层析成像研究获得了南北地震带北段水平网格间距为0.33°×0.33°的地壳P波和S波速度分布。结果显示:在30 km深度上青藏高原东北部表现为显著的整体性低速异常,低速异常区向南延伸至龙门山断裂,以106°E为界线将秦岭造山带分为西侧的低速异常和东侧的高速异常,并沿银川—河套地堑向东北展布,向北穿过河西走廊,在阿拉善地块表现为低速异常,这可能暗示了青藏高原向东的扩展被较为坚固的四川盆地和秦岭造山带阻挡,而向北的扩展可能影响到了河西走廊至阿拉善地块,并沿银川—河套地堑影响到鄂尔多斯西北缘;在50 km深度上,阿拉善地块、祁连造山带东段显示高速异常,有可能是阿拉善地块向祁连东段下方俯冲所致。研究区内大部分地震分布在P波和S波高低速异常相间及速度剧烈变化的地区,M≥6.0强震几乎全部投影在30 km深度的低速异常区域内,说明强震发生的背景可能与地震源区下方的低速区有关。      

南北地震带川滇甘陕地区竖向与水平向加速度反应谱比的统计分析

本文收集了从南北地震带川滇甘陕地区263个有详细场地资料的强震台站获得的802组强震动记录,按照场地、震级和震中距等因素统计分析了竖向与水平向加速度反应谱比的形状以及不同场地、震级和震中距下不同周期段内的谱比平均值,并与建筑抗震规范GB50011—2010规定的0.65进行了比较。结果表明:竖向与水平向加速度反应谱比受场地、震级和震中距等因素的影响; Ⅰ类和Ⅱ类场地在全周期段的谱比均值基本上大于0.65;无论何种分组情况谱比均值在0.1—1.0 s周期范围内基本低于定值0.65,周期大于1.0 s的谱比均值基本上远高于0.65。因此对于大部分抗震规范直接把竖向地震作用取为水平向地震作用的0.65倍,有待商榷。本文建议根据水平向反应谱的标定方式来确定现有竖向强震动记录的竖向地震作用。      

考虑场地条件与设计地震分组的输入能量谱研究

建立简单适用的设计输入能量谱是将能量方法应用于实际工程设计及校核的前提.选择了Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类场地共694条水平地震动记录,分析了不同的场地类别和设计地震分组下输入能量谱的特点.通过12个不同地震动参数与能量谱值的相关性分析,得到了表征地震动输入能量的地震动参数.基于我国现行规范规定的设防烈度和设防水准,提出了地震分组...     

Evaluation of site conditions for the Ankara Basin of Turkey based on seismic site characterization of near-surface geologic materials

Regional site conditions relevant for seismic hazard studies can be derived from various geologic, seismologic, and geotechnical sources. In this study, site conditions are derived for the Ankara Basin in Turkey by merging in-situ seismic measurements of dynamic properties, geologic information, and some geotechnical boring information. Field seismic refraction surveys were performed at 259 sites in the project area to classify and characterize Plio–Pleistocene fluvial deposits and Quaternary alluvial and terrace deposits. The shear-wave velocity profiles of the near-surface geologic units are used to characterize site classes according to the International Building Code [International Code Council, ICC. International Building Code. Structural and fire- and life-safety provisions (seismic, wind, accessibility, egress, occupancy and roof codes), 2006. Whittier, CA.] and the Turkish Seismic Code [Ministry of Public Works and Settlement, 1998. Turkish Seismic Code, Specification for Structures to be Built in Disaster Areas, Ankara, Turkey], and to develop a regional model for the average shear-wave velocity in the top 30 m. The resulting maps of site class indicate that the classification system for the Turkish Seismic Code results in a significant portion of the Ankara Basin being classified as Z4, the softest site class. The International Building Code site classification system results in most of the Ankara Basin being classified as D, stiff soil. These differences are caused by the Turkish Seismic Code incorporating information from only the surface layer, while the International Building Code incorporates information from the top 30 m.     

Site coefficients suitable to China site category

Introduction Site effect on strong earthquake ground motion is an important problem for seismologists and earthquake engineers. The direct approach to study site effect is to use data from a vertical array of seismometers, which is called borehole station…     

适用于中国场地分类的地震动反应谱放大系数

对美国抗震设计规范的场地系数的研究基础进行了分析,并对中美两国场地分类指标进行了对比. 通过对场地土层波速测试资料的分析,找出了两种分类方法的联系,从而得到了将美国场地系数转换为适于中国场地分类的方法,同时给出了基于中国场地分类的地震动反应谱放大系数.      

新区划图双参数调整对剪力墙结构土建成本的影响

考虑到《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等,2016）,提出了双参数调整原则,即对场地地震动峰值加速度和反应谱特征周期进行同时调整,以确定设计地震动反应谱,这势必会增加结构的土建成本。因此,基于Ⅱ类场地,对抗震设防烈度7度（0.15 g）的剪力墙结构在不同场地类别下的地震动参数进行推导。采用单一控制变量法,对某12层剪力墙结构按不同抗震设防烈度和不同场地类别进行设计,使其满足规范最低标准,计算相应的钢筋和混凝土材料用量;根据现时市场定额,比较分析单一地震动参数变化时的土建成本,研究结果可为工程实践提供一定参考。     

基于地震作用和场地影响确定广东省设计地震动参数

在对《建筑抗震设计规范(GB50011-2001)》和《建筑工程抗震性态设计通则(试用,CECS 160:2004)》研究的基础上,根据广东地区的场地和地震作用特点,确定出了广东省甲、乙、丙类建筑不同设防水准的地震动峰值加速度,以及广东省91个城镇的特征周期分区值,为广东省建筑物抗震设计提供了更加可靠的地震动参数。