北海市土层剪切波速与埋深的关系

收集了2008年以来北海市城区44个工程场地地震安全性评价中的土层剪切波速测试资料,采用幂函数模型分别对粘土、粗砂、砾砂、其它土类的土层剪切波速与埋深进行加权回归分析,得到不同土类的模型参数及拟合优度指标(判定系数R2和误差标准差σ),并对回归方程和回归系数进行了显著性检验;最后将土层剪切波速预测值与实测值进行对比,验证回归关系式的合理性和适用性。结果表明:北海市城区土层剪切波速与埋深呈现出较好的幂函数关系,拟合优度均在0.81以上;给出的土层剪切波速回归关系式能较好地预测出不同埋深土层剪切波速,特别是在土层中部和底部推测结果准确性更高,其推测结果可供北海市城区缺乏剪切波速测试资料的场地参考使用。     

和田市土层剪切波速与土层埋深关系统计分析

收集和田市土层钻孔剪切波速实测数据,按照地貌单元划分,按不同岩性分别采用线性函数模型、一元二次函数模型及幂函数模型等三种模型进行土层剪切波速与土层埋深的统计回归分析,给出拟合参数和拟合优度R2,从而得到和田市各工程地质单元各类土层剪切波速与土层埋深关系公式。并对统计回归分析结果进行了显著性检验,此基础上计算出场地覆盖层厚度计算值,将土层剪切波速预测值与实测值、覆盖层厚度计算值与实测值进行对比,验证统计回归关系式的合理性和适用性。结果表明,统计分析得到的和田市城区各工程地质地貌单元各类土层剪切波速与土层埋深关系公式较为准确可靠。     

下辽河平原区剪切波速与土层埋深关系分析

土体剪切波速是岩土工程勘察和地震安全性评价应用最广的参量之一。依据下辽河平原区大量的钻孔实测剪切波速数据,探讨了不同土类剪切波速与埋深间的关系:通过最小二乘法分别采用线性模型、指数模型和一元二次多项式模型建立了按土性分类的土体剪切波速与埋深间的统计公式,以拟合优度为评价指标进行对比选择,并与《构筑物抗震设计规范》的经验公式及工程场地实测结果进行了对比。结果表明:所推荐的剪切波速与埋深间的统计公式优于规范的经验公式;采用推荐公式与实测结果进行了土层地震反应分析对比,结果表明,两者计算结果差别不大,均可用于下辽河平原区一般建筑的工程勘察与地震安全评价。     

航空工业组团阎良片区土层剪切波速与深度的统计关系

基于航空工业组团阎良片区地震小区划项目中大量的剪切波速实测资料,利用最小二乘法,采用常用的幂函数、指数函数、线性函数和一元二次多项式函数4种模型,统计回归了该地区土层剪切波速随深度的变化关系;并以拟合优度为评价标准,通过比对分析和讨论,给出了场地土及其主要岩性剪切波速与深度变化的经验回归公式。结果表明,场地土剪切波速与埋深有显著的相关性,所推荐的经验公式可供无波速资料的场地参考使用。     

豫东平原浅部土层波速及泊松比初步研究

基于豫东平原实测剪切波速、P波波速资料,分别采用线性函数模型、幂函数模型和一元二次函数模型建立了不同土类的波速与埋深之间的回归公式,以拟合优度为评价指标对不同土类统计模型及其参数进行了对比选择,并指出这些回归公式不适用于有软弱夹层的场地。浅部土层总泊松比随着埋深的增加具有先增大再稳定后减小的变化特征。通过波速和孔隙度测试可以获得饱和土层有效泊松比。     

山西临汾市区土层剪切波速与埋深关系的研究

土层剪切波速是地震小区划和工程场地地震安全性评价中的重要参数。选取临汾市汾河冲积平原一二级阶地和三级阶地共60个典型工程的土层剪切波速资料，分别采用三种经验模型进行统计回归分析，随机选取4个实测钻孔检验拟合程度。结果表明，该地区剪切波速与埋深存在明显的相关关系，将实测结果与拟合结果进行检验，经验关系式与实测的剪切波速值基本吻合，表明可用于该地区剪切波速的推测。     

朔州市区土层剪切波速与埋深的统计关系

基于朔州市地震小区划工作中大量钻孔的剪切波速数据,利用最小二乘法,分别采用线性模型、幂函数模型和多项式函数模型建立了不同地质单元、不同场地类别、不同土体物理状态下常规土层剪切波速随深度变化的统计关系式。结果表明,4个地质单元的剪切波速与埋深间的散点图均呈非线性关系,且其分段性较为明显;以拟合度为评价指标对比了常规土类的分段拟合关系式及拟合参数,结果表明采用二次多项式函数模型的拟合优度要好于线性模型及幂函数模型的拟合优度;为了验证优选出的拟合公式的可靠程度,选定了不同地质单元的钻孔进行剪切波速实测,并将实测结果与拟合公式的预测结果进行对比,结果表明拟合公式预测的剪切波速值与场地实测剪切波速值基本吻合,可作为该地区无剪切波速测试场地的参考依据。     

柳州官塘片区红粘土剪切波速与埋深的相关性分析

根据广西柳州市官塘片区地震小区划45个钻孔的红粘土土层剪切波速实测数据,对其剪切波速与埋深的相关性进行了研究,结果表明:(1)红粘土的剪切波速随埋深增加的变化规律符合幂函数规律,经验公式为VS=200.4H0.143(R2=0.756);(2)与其它地区粘性土的剪切波速分布规律相比,官塘片区红粘土在埋深较浅时具有较高的剪切波速,随埋深增加其剪切波速递增率减小;(3)所建立的经验公式用于该地区实际工程预测红粘土的剪切波速效果好于《构筑物抗震设计规范》推荐的经验公式,可供当地实际工程估算研究红粘土的剪切波速借鉴使用。     

泉州市规划区场地抗震性能与土地适宜性分区研究

在泉州市土地适宜性分区规划的编制过程中，建立了比较详细的钻孔资料数据库，给出了泉州规划区内不同土类的剪切波速按埋置深度进行修正的经验公式，并用这些经验公式计算了无实测波速资料的钻孔的等效剪切波速。文中按等效剪切波速和覆盖层厚度进行了场地类别的划分；采用震后残余应变和软化模量的思想和分层总和方法，综合考虑了软土厚度、埋深、地下水位对软土震陷量的影响，使软土震陷量计算结果更为合理。在充分考虑规划区内地形地貌、工程地质条件、场地类别、砂土液化、软土震陷、砂层及软弱土层的厚度分布、滑坡崩塌等对场地抗震性能影响的基础上，给出了更适合规划区的场地抗震性能评价标准，绘制了泉州场地抗震性能与土地适宜性分区图。     

土层剪切波速与埋深关系统计分析和应用

一般认为土层剪切波速与埋深关系的回归公式主要用于对当地土层剪切波速值的初步估计。为了提高钻孔波速测试数据的应用价值,基于土层剪切波速与埋深关系的主要数学模型及其拟合参数,推导了场地覆盖层厚度计算公式、等效剪切波速计算公式和时深转换中反射波组埋深计算公式。以河南省长垣县场地为例,采用上述新公式计算获得的场地覆盖层厚度值、等效剪切波速值可满足工程需要。并提出应用这些新公式的步骤为:1)依据场地相关资料划分地震工程地质单元;2)对同一个地震工程地质单元内的钻孔波速测试数据进行统计分析,综合判别和选择土层波速与埋深统计关系的数学模型及其拟合参数;3)将选择的数学模型的拟合参数分别代入上述的新公式,即可分别获得场地覆盖层厚度、等效剪切波速或地层反射波组埋深。     

不同深度土层剪切波速的变化对场地地震动参数的影响分析——以Ⅱ类场地为例

以Ⅱ类场地为例,选取了山东地区2个场地的工程地质勘探及剪切波速等资料,通过改变不同深度段波速,分别建立土层模型,计算分析了不同深度段、不同概率水平条件下剪切波速的变化对场地地震动参数的影响。研究结果表明,剪切波速的变化对场地地震动加速度峰值影响在浅层影响最大,基岩输入面处次之,深层最小;对特征周期的影响,在浅层影响最大,深层次之、基岩输入面处最小。研究结果为进一步研究土层剪切波速测试中的不确定性对场地地震动参数的影响及合理确定场地地震动参数提供一定的参考。     

An empirical method to estimate shear wave velocity of soils in the New Madrid seismic zone

In this study, a set of charts are developed to estimate shear wave velocity of soils in the New Madrid seismic zone (NMSZ), using the standard penetration test (SPT) N values and soil depths. Laboratory dynamic test results of soil samples collected from the NMSZ showed that the shear wave velocity of soils is related to the void ratio and the effective confining pressure applied to the soils. The void ratio of soils can be estimated from the SPT N values and the effective confining pressure depends on the depth of soils. Therefore, the shear wave velocity of soils can be estimated from the SPT N value and the soil depth. To make the methodology practical, two corrections should be made. One is that field SPT N values of soils must be adjusted to an unified SPT N′ value to account the effects of overburden pressure and equipment. The second is that the effect of water table to effective overburden pressure of soils must be considered. To verify the methodology, shear wave velocities of five sites in the NMSZ are estimated and compared with those obtained from field measurements. The comparison shows that our approach and the field tests are consistent with an error of less than of 15%. Thus, the method developed in this study is useful for dynamic study and practical designs in the NMSZ region.     

土层剪切波速测试中的不确定性对场地地震动参数的影响分析——以Ⅲ类场地为例

本文选取山东地区2个Ⅲ类场地的工程地质勘探及土层剪切波速等资料,将土层厚度按5个深度段,每个分段给出了4个土层剪切波速的改变量,通过改变不同深度段土层剪切波速,建立了19种土层地震反应分析模型,分析了不同深度段,不同概率水平下土层剪切波速的变化对场地地震动参数的影响。研究表明,不同深度段土层剪切波速的变化对场地地震动参数的影响有差异。具体表现为,土层剪切波速的改变在1—10m、11—40m和地震输入界面处三个深度段对地震动加速度峰值影响较大;其中,41—70m和71—100m两个深度段剪切波速的改变对地震动加速度峰值影响小;在土层深度1—10m时,剪切波速降低,峰值变大,剪切波速的改变与峰值的改变呈负相关;在其它深度段,剪切波速降低,峰值变小,剪切波速的改变与峰值的改变呈正相关。剪切波速的改变在1—10m和11—40m两个深度段对地震加速度反应谱影响较大;在41—70m、71—100m和地震输入界面三个深度段对地震加速度反应谱影响很小。     

杭州市典型土层剪切波速与埋深间的关系分析

基于杭州市丰富的场地钻孔剪切波速资料,采用3种常见的剪切波速与埋深回归分析模型,分析杭州地区5类常规土在场地分类和场地未分类情况下的最优拟合公式和预测范围,并对推荐模型进行可靠性验证,对常规粉质粘土和粉砂进行地区差异性分析。研究结果表明:本文推荐的剪切波速与埋深关系公式具有良好的可靠性;地区、岩土类型和预测深度均对剪切波速与埋深关系模型的可靠性产生显著影响,故应用时应优先选用本地区统计模型,如若未有,则需根据已有资料,对选用模型进行岩土类型和适应预测深度范围验证,以保证所选模型的可靠性;受地区、岩土类型和预测深度的影响,考虑场地分类并不一定提高统计模型的预测精度,在实际工程应用中具有不确定性。     

土中Love波弥散特性

利用有限单元法及解析法建立和求解了土中Love波特征方程以及位移计算公式．计算结果表明,这一计算方法比纯解析法优越,可以用来分析均质和非均质上中Love波弥散性．本文利用这一方法详细讨论了Love波在上软下硬地基及软夹层地基中的传播特性和弥散特性．上软下硬地基Love波具有弥散性,土层的剪切波及厚度对Love波弥散曲线影响较大,而质量密度的相对变化对Love彼弥散曲线影响较小．软夹层地基中低频时Love波以第一模态波为主,现场所测为第一模态波波速;高频时存在多个高模态波,土中传播的波为这几个高模态波的叠加波,现场所测波速随两传感器的位置不同而有波动．     

地基抗液化能力评估方法讨论

为了评估地基抵抗液化的能力及其影响因素,本文介绍了标准贯入试验、静力触探试验以及剪切波速试验三种评估地基抗液化能力方法的研究成果,分析了震级比例系数、覆盖压力与倾斜地面的修正系数、地震震级与峰值加速度的影响,并对地基抗液化能力的概率分析方法进行了讨论,得到的结论可为地基的抗液化能力评估提供参考。     

基于重力异常反演的三维地震波速度结构分析方法研究

利用重力异常反演测试三维地震波速度结构,存在解不唯一、可靠性不高的问题。将面波反演充分融合到重力异常反演方程中,降低传统反演方法的非唯一性,并提升可靠性。以川滇地区为例,采用融合后的重力异常反演方法分析三维地震波速度结构。通过速度和密度的关系转换,得到对应的重力异常数据。由于面波频射数据主要对地震波横波速度敏感,因此将重力异常数据和初始横波速度相连,依据地震波速度和岩石密度之间的关系,获取重力异常反演方程,用于分析速度结构。选取21.6°~34.2°N、97.1°~105.9°E范围内的川滇地区活动块体作为实验数据,经过实验分析发现：使用该方法迭代反演川滇地区地壳上地幔顶部横波速度,重力异常数据和面波频射数据的残差值分别是6.24 mGal和0.027 km/s,实际拟合效果较好;分析该地区不同深度切面横波速度发现,在24 km深度处,上地壳中含有相对低速层,在44 km深度处,中下地壳中存在低速层;且该方法分析川滇地区三维地震波速度结构解的分辨率较高。     

Estimation of shear wave velocity of earth dam materials using artificial blasting test

The objective of this study is to estimate the shear wave velocity of earth dam materials using the vibration generated from artificial blasting events, and to verify its applicability. In this study, near-field artificial blast testing and monitoring were carried out at the Seongdeok dam, Korea, as the first blasting tests to be carried out on an existing dam in Korea. Vibrations were induced by four different types of blasting, using various explosive charge weights and depths of blasting bore-holes. During the tests, acceleration time histories were measured at the rock outcrop adjacent to the point of the explosion, and at the crest of the dam. The fundamental frequency of the target dam was computed from the frequency analysis of measured acceleration histories. Numerical analyses were carried out, varying the shear modulus of the earth fill zone and using the acceleration histories measured at the rock outcrop as input ground motions. From a comparison between the fundamental frequencies calculated by numerical analyses and those of measured records, the shear wave velocities with depth, which are closely related to shear moduli, could be estimated. It is found that the effect of different blasting types on shear wave velocity estimation for the target dam materials is negligible, and that shear wave velocity can be consistently evaluated. Furthermore, by comparing the evaluated shear wave velocity with empirical formulae from previous research, the applicability of the method was verified. Therefore, in cases of mid-to-small earth dams, where the earthquake record is not available, the shear wave velocity of earth fill materials can be reasonably evaluated using blasting vibration records obtained at the site adjacent to the dam.     

Shear wave velocity measurement during a standard penetration test

An experiment was carried out to develop a technique to measure shear wave velocity simultaneously with the standard penetration test popular in soil engineering. In the standard penetration test an impact at the bottom of a borehole is produced by weight dropping and may be expected to generate seismic waves. A three-component geophone was set on the ground surface near the borehole and the waves generated were recorded with a magnetic recorder at successive depths of the penetration test. The predominance of the SV wave obtained with this simple method was assured by measurement of the particle orbit. Signal amplitudes decrease with depth and become less than the noise level at a certain depth. Therefore records from deeper sources must be processed to disclose the shear waves. Since waveforms of SV events generated by blows of the penetration test at a given depth are very similar, the signal to noise ratio would be expected to be improved by a stack of wave trains. A paste-up of the radial component after stacking was compared with that before stacking and a refinement was clearly recognized. A vertical distribution of shear wave velocity was obtained by reading the onset time at each depth. Shear wave velocities thus obtained were compared with N values from the standard penetration test and specific resistivities from electrical logging in the same borehole. The data were mutually consistent. This experiment showed that a convenient, precise shear wave velocity measurement can be conducted during the routine work of a standard penetration test.     

澳门土壤剪切波速的相关性分析

土壤的剪切波速(VS),是抗震设计的一个重要参数,但有关澳门土层的相关资料则十分稀少。研究的主要目的是根据近期野外测试的结果,探讨澳门土层的VS与标准贯入试验的打击锤数(N)的关系,并以简单之幂函数建立VS与N值的关系式。作为澳门轻轨交通系统之勘察计划,研究进行了五组下孔法(DH),地震波圆锥触探试验(S-CPT)以及标准贯入试验(SPT)的测试。根据试验结果所得的关系式估算剪切波速高于较澳门轻轨设计大纲的建议值,而使用另一有关澳门土层的数据库来验证新的关系式,亦可获得合理的决定系数。