用数字地震资料确定软基岩场地放大和衰减的联合效应

从强地面运动随机模拟方法应用出发，针对我国很多地区浅地壳S波速度结构研究程度较低，场地放大和衰减联合效应（简称场地联合效应）估计困难的现状，提出一种用中小地震的数字观测资料确定软基岩场地联合效应的方法. 并采用该方法，结合研究区实际算例，确定出研究区软基岩场地的联合效应.      

用随机模拟方法研究设定地震的地面运动参数

本文从强地面运动随机模拟方法应用出发,提出了一种用中小地震的数字观测资料确定研究区路径、场地参数的方法。采用该方法,分离软基岩场地联合效应和非弹性衰减的影响,并把二者分别确定出来。这些参数可以直接用于研究区软基岩场地的地面运动随机模拟。     

北天山地区S波非弹性衰减和场地效应研究/

采用中小地震的数字观测资料，依据地震观测谱和震源谱、传播路径衰减因子及场地效应的关系式，在对场地效应约束的条件下，反演S波非弹性衰减和软基岩场地效应，确定研究区路径、 场地参数. 该方法确定的参数， 避免了台站地形效应的影响，真实地反映了研究区自由软基岩场地的地震效应和传播路径非弹性衰减的影响. 研究区的平均软基岩场地效应， 在2~4 Hz频率范围为1.5倍左右; S波品质因子为QS=278 f 0.346.这些参数可以直接用于研究区的地面运动随机模拟.      

用随机模拟方法研究设定地震地面运动

用随机模拟方法研究设定地震地面运动可分两步进行：（1）采用中小地震的数字观测资料确定研究区路径、场地参数；（2）把确定的参数应用到研究区的强地面运动随机模拟中. 为此，本文首先采用了一种可行的方法，分离软基岩场地效应和非弹性衰减的影响，并把二者分别确定出来. 研究区北部中软基岩场地的平均效应在2～4Hz频率范围为15倍左右；研究区的S波品质因子为QS＝278f[KG*2]0.346. 把这些参数用于研究区的场地和路径模型中，并选择单拐角频率震源谱模型，随机模拟了研究区未来中强地震可能在北天山中段可能造成的地面运动，模拟加速度时程和反应谱可以服务于本地区的地震灾害预测和建筑物可靠性验算.     

软土地基深开挖对场地设计地震动的影响

本文根据南京河西地区所处的地震地质环境、地震活动环境及基岩地震动衰减规律,在场址区地震危险性分析基础上确定该地区的基岩地震动参数,并选取河西地区某个典型工程场地,根据场地上的静、动力性能参数的测试结果,进行场地上层地震反应分析,研究软土地基条件下地基深开挖场地的地震动效应及其对场地设计地震动参数的影响．文中给出了设计基准期为５０年及１００年时对应不同抗震设防水准的设计地震动参数,该结果对河西地区其它高层建筑的抗震设计也有一定的参考价值．     

场地钻井台阵观测中斜入射P波和SV波的近似剥离方法

通常认为,成层介质中P波和SV波互相转化、耦合交织而不可以解耦得到单独的P和SV波入射场.针对钻井台阵的两处三分量加速度记录,根据反向方位角将两水平分量分解为径向水平分量和横向水平分量,假设横向水平分量由SH波系组成,竖向分量和径向分水平量由P-SV波系组成.本文提出在频域内解联立方程组的方法,并结合遗传算法-单纯形法混合优化策略,对P-SV耦合场包括SH波系进行了联合剥离反演,最终得到了基岩斜入射P、SV和SH波.最后,通过场地条件差别较大的另一附近钻井台站的联合反演结果,初步验证了其合理性.该项研究对于断层特征和震相特性研究、近地表“软”基岩或土层介质参数研究、场地效应的细致评价具有一定意义.     

场地放大效应的估计

本利用唐山地区9个台站得到的13次近场地震记录分析了场地放大效应，其中一些站位于废弃的地下煤矿坑道内，最深的一个台站在地下822m处，首先检验确定了地面反射波对地下场地的入射波没有很大影响，在后利用地下基岩场地台站（－822m)作参考场地，用线性反演法来同时分离震源，传播途径和局部场地效应，结果发现：在1至10Hz的频段上S波品质因子Qs基本上与频率成正比；与以地面基岩场地作参考场地所得的结果相比较，地面基岩场地的反应并不是一常数，它在大于6Hz的高频段上有明显的放大作用，在本的研究事件中，在6至10Hz的频段上这个放大纱数约为2至4。这表明由于地面基岩场地本身的放大作用，将导致在作场地震动预测时会低估地震作用，最后采用一种新的非参考场地法，即遗传算法，用w^2震源模型来估计绝对场地效应。在本的研究结果中，对大多数台站场地来说，所得的绝对场地应应与以地下基岩台站作参考场地所得的相对场地效应十分一致。这表明这作场地震动分析时，当仔细考虑了反射波对入射波的影响后，地下或井下基岩场地是比地面基岩场地更合适的参考场地。     

唐山区域概率地震危险性研究

依据历史地震重演和构造类比原则对唐山地区进行潜在震源区划分,共确定出5个对研究区影响较大的潜在震源区。在确定地震活动性参数和地震动衰减关系后,将研究区网格化成60个均匀的独立场地单元,计算每个场地单元未来可能遭受相应超越概率的地震动峰值加速度;通过插值分析,将研究区原有地震区划中的基岩峰值加速度等值线间隔由0.05 g进一步细化为0.01 g;得到研究区50年超越概率为10%的基岩水平地震动峰值加速度分布图,表明唐山8.0级潜在震源区对研究区未来影响最大。     

用广义反演方法估算首都圈地区台站场地效应

本文利用2001—2006年首都圈地区的SH波数字化地震资料, 用广义逆矩阵联合反演的方法得到了63个台站的场地效应值。 基岩场地的场地效应比较稳定, 在1～10 Hz范围内为1左右; 沉积场地在低频场地效应较高, 在1～8 Hz范围内在3～7之间, 5 Hz左右场地效应有明显的突起, 以后随频率增加降低。 结果表明, 台站岩性是影响场地效应形态和大小的主要因素, 此外其场地效应还可能与所处的局部地质构造等因素有关。     

汶川地震汉源县城高烈度异常区基岩地震动输入

合理的地震动输入是定量解释震害和烈度异常的基础.以汉源老县城震害为评价基准,确定了汉源老县城高烈度异常区的汶川地震基岩地震动输入.基于汉源老县城周边的九襄、清溪、宜东和乌斯河4个强震台站记录,采用LSSRLI-1程序反演给出了各自台站的水平向基岩地震动;选取汉源县城典型场地,利用LSSRLI-1程序计算给出了不同强震台站基岩地震动作用下的场地地表加速度时程和反应谱,以最可能引起汉源老县城震害的强震台站基岩地震动作为汉源县城的基岩地震动输入.研究结果表明:九襄台站反演的基岩地震动最可能反映汶川地震时汉源老县城的基岩地震动特性,因而用九襄台站的基岩地震动作为汉源老县城的地震动输入解释汉源县城高烈度异常现象是合理的.本文的研究思路为定量解释震害的地震动输入确定提供了重要参考.     

基于钻井台阵记录的场地放大效应初步研究

钻井台阵记录是场地地表及地下质点震动的真实刻画,是研究场地放大效应的最直接手段。我国钻井台阵记录比较匮乏,利用国外钻井台阵资料研究我国场地的放大效应,具有十分重要的意义。通过日本K ik-net钻井台站的200309260450强震记录的计算分析,结果表明:"工程基岩"相对于硬基岩的场地放大因子为1.30;相对于"工程基岩"场地,Ⅱ类场地的放大因子为1.265,Ⅲ类场地的放大因子为1.371。我国以往的地震动参数区划图工作,可能低估了Ⅱ类场地的放大效应。     

河北地区地震动衰减和场地响应的研究

利用河北测震数字台网2009年1月-2015年5月记录到的169个ML≥2.5地震(含山区和平原)4 180条波形资料,将河北(含北京、天津)及邻近地区作为研究区域,根据地形及地质构造将研究区域分为山区和平原两个区,采用三段几何衰减模型,用Atkinson(1992)方法计算各自的Q值,得到山区和平原的非弹性衰减Q随频率变化的关系式分别为:Q(f)=474.8f0.3589,Q(f)=294.5f0.5193,并与已有的结果进行对比。在此基础上,利用Moya(2000)方法进行震源谱和场地响应的联合反演,得到了93个基岩台、58个井下台的场地响应,基岩台的场地响应随频率的变化较为复杂。不同类型的基岩台场地响应绝大多数无明显的一致性特征;井下台站的场地响应随频率变化的形态基本一致,在低频段(1~7 Hz)表现为放大作用,在高频段(7~20 Hz)表现为衰减效应。     

泉州盆地地震效应的二维非线性分析

基于ABAQUS显式有限元并行计算平台,采用大尺度二维精细化有限元非线性分析方法,研究泉州盆地地震效应特征.结果表明:(1)与基岩输入地震动相比,地表峰值加速度总体呈放大效应,且盆地不同位置的放大效应存在明显差异;(2)地表或基岩剧烈起伏及土层横向分布极不均匀处,地震动易产生局部聚集效应,相应地表地震动呈显著放大或缩小效应;地表加速度反应谱产生双峰甚至多峰现象.(3)在土层竖向、横向分布不均匀处,峰值加速度沿深度方向呈非单调递减,加速度反应谱沿深度存在较大差异.场地地震效应的二维非线性分析法能在一定程度上反映特殊场地条件对地震动效应的影响,该结果可为泉州盆地及类似盆地的场地设计地震动参数的确定提供参考依据.     

厚盖层场地的联合效应和强地面运动随机模拟

对于既缺少深钻孔资料,又缺少数字地震记录资料的厚盖层场地,其场地放大和衰减联合效应(简称“场地联合效应”)用常规方法估计困难。本文依据强地面运动随机模拟方法的预测方程,用近场中小地震的加速度记录,估计新疆伽师厚盖层场地的放大因子和高频滤波因子之积——场地联合效应,非线性矫正结果显示,场地的联合效应因子在O．5—10Hz大于2,在1—4Hz达到4。依此联合效应因子对研究区的强地面运动进行了随机模拟,预测结果与实际记录吻合较好。     

兰州市区场地地面与基岩地震动峰值加速度对应关系研究

根据兰州市区黄河阶地特征及黄土层覆盖厚度,对兰州市场地划分了3个分区,选用兰州市区156个满足场地地震反应条件的地震钻孔资料,对每个工程场地合成3组相互独立的基岩加速度输入时程,进行土层地震反应分析,对各个工程场地地面与基岩地震动峰值加速度的对应关系进行研究,结果表明I区内的工程场地地面与基岩地震动峰值加速度比值为1.120,Ⅱ区为1.320,Ⅲ区为1.531,平均均方根误差为0.083。     

软土地基深开挖对场的设计地震动的影响

本文根据南京河西地区所处的地震地质环境,地震活动环境及其岩地震动衰 减规律,在场址区地震危险性分析基础上确定该地区的基岩地震动参数,并选取河西地区某个典型工程场地,根据场地土的静、动力性能参数的测试结果,进行场地土层地震反应分析,研究软土地基条件下地基深开挖场地的地震动效应及其对场地设计地震动参数的影响。文中给出了设计基准为５０年及１００年时对应不同抗震高防水准的设计地震动参数,该结果对河西地区其     

基于微动HVSR法的基岩面探测研究——以深圳16号线共建管廊项目为例

盾构掘进穿越上软下硬地层属于高风险工程,在盾构施工前需根据基岩面特征优化掘进参数的设置,管控施工风险,保障经济效益.灰岩地区易受溶蚀作用影响,部分区域形成溶洞,部分区域发育溶沟溶槽,导致基岩面的深度变化大,对盾构施工造成重大影响,我们亟待寻找一种能快速准确识别岩溶区基岩面的解决方案.微动HVSR法是一种简单有效的被动源地震勘探方法,已被广泛应用于场地类型评价、地震放大效应评估等方面.本文以深圳16号线共建管廊项目为依托,将HVSR法用于快速地层分界面识别,通过对比分析不同的HVSR法界面深度估计经验公式,总结出一套快速准确识别基岩面的方法,经实际钻孔验证,达到了95％的识别准确率.微动HVSR法可以快速准确地识别基岩面,满足城市地下空间精细探测的需求,具有绿色环保、经济、施工便捷等优点,值得推广应用.     

山东地区地震动峰值加速度场地效应的定量分析

地震动峰值加速度场地效应研究在地震区划、地震预警及震害快速评估等方面有着广泛的应用前景。收集整理了2004—2012年山东地区2630个地震安全性评价工程的相关资料,包括场地类型、覆盖层厚度、钻孔剪切波速、自由基岩和土层表面地震动峰值加速度计算结果。利用上述资料计算得到了每个工程场地的场地效应放大因子和场地指数;采用回归分析方法,对场地效应放大因子与基岩峰值加速度、场地指数之间的关系进行了研究并得出了三者之间的定量统计表达式,实现了场地效应放大因子的连续取值。结果表明,场地效应放大因子与基岩峰值加速度之间为线性负相关,与场地指数之间为非线性相关。     

使用地面单台三分向地震记录资料评估场地效应方法的研究

利用唐山强震观测台阵提供的井下和地面数字测震资料，研究了用单台地震记录评估场地效应的方法。利用井下基岩地震记录作参考台，用地面和井下的记录求取经验传递函数。同时应用Nakamura单台评估方法求解Nakamura谱比率。通过对比，证实了对场地效应的评估可以使用地面单台测震资料进行，不必参考基岩台的资料。因此，该方法是评估重要工程场地效应的一种简便可行的方法。使用该方法可以降低地震小区划的成本。     

山东某场地概率地震危险性分析

利用概率地震危险性分析(CPSHA)方法,对山东某场地进行地震危险性分析,通过对该场地划分潜在震源区,确定地震活动性参数及地震动衰减关系,计算分析地震危险性概率,基本确定对该场地地震动峰值加速度起主要贡献的几个潜在震源区及贡献值,并确定该场地50年超越概率10%的水平向基岩地震动加速度峰值。结果发现,CPSHA方法以具体的构造尺度和更加细致的构造标志来划分潜在震源区,使潜在震源区规模缩减,从而更能反映地震活动在空间分布上的不均匀性。