常州市城区土层剪切波速与土层深度关系分析

结合海侵地质成因,收集了2009年以来常州市城区358个钻孔2 691条土层剪切波速测试资料进行统计分析。采用线性v_S=a+bH、多项式式v_S=a+bH+cH~2及幂函数v_S=cH~d对各类土剪切波速随深度变化进行回归分析,给出各类土剪切波速随深度变化的三种关系式及相应的回归参数,并利用实际工程钻孔进行剪切波速预测与检验。检验结果表明,给出的各类岩土体的剪切波速与埋深经验关系是可靠的,可用文中得出的公式对土层剪切波速进行推测,为今后常州市区的工程抗震工作提供可靠的剪切波速值。     

福州市区土层剪切波速与土层深度的经验关系研究

土层剪切波速是岩土工程勘察和工程地震中重要的土动力学参数。以福州市区常规土类为研究对象,利用大量地震安全性评价工作获得的346个钻孔7 562条实测剪切波速样本数据资料,分别运用一元二次多项式、指数和线性函数拟合方法,对福州市区8种不同典型土体进行土层剪切波速vS与土层深度H间的相关性统计回归,并以拟合优度为评价指标来考虑适用模型参数。结果表明,除卵石外,福州市区土层剪切波速与土层深度间的相关性较为明显,一元二次多项式函数的适用性更强。研究结果可供福州市区无场地剪切波速数据时参考使用。     

铜川新区土层剪切波速与土层深度的统计关系研究

基于铜川市地震小区划项目中46个钻孔1 960个实测剪切波速样本数据,采用幂函数、指数函数、线性函数和一元三次多项式函数4种模型,对该地区典型土层剪切波速随深度的变化关系进行统计回归,并以拟合优度为评价标准,得到最优回归公式为一元三次多项式函数模型。与实测波速对比结果表明,本地区按区分岩性的最优回归公式分层得到的预测结果精度更高,所推荐的经验公式可供无波速资料的同类场地参考使用。     

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。     

库尔勒市城区土层剪切波速与埋深经验关系

土层剪切波速在工程地质勘察和地震安全性评价中是一个较为重要的物理参数。通过收集库尔勒市城区已有的土层钻孔资料及相关报告,对收集的剪切波速资料进行整理,挑选出较为合理的土层剪切波速值,并在前人研究和数据整理、分析的基础上,分别采用线性模型、幂函数模型和一元二次多项式模型,对库尔勒市城区的土层剪切波速与埋藏深度关系进行了拟合,以拟合优度为评价指标,计算出了粉土、粗砂、角砾、砾砂、圆砾和卵石的推荐模型参数。最后对结果的合理性、适用性进行了评价。     

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。     

基于灰色关联分析回归天津市区土体剪切波速

利用天津市78个钻孔2 212组不同岩土体的剪切波速数据,分析天津地区土层剪切波速随土层深度、岩土类型等影响因素的变化规律,利用灰色关联分析方法研究上述影响因素与天津地区土层剪切波速之间的相关性,获得该区土层剪切波速各影响因素的灰色关联排序,继而得到区分岩土类型的剪切波速回归公式,利用所得公式对实际钻孔不同深度剪切波速进行预测,并基于实测结果对预测结果进行分析。在天津地区,应综合利用岩土类型和土层深度对剪切波速进行评价。不同岩土类型、剪切波速与深度的相关性大小存在较为明显的差异,其中粘土的剪切波速和深度之间的相关性最强。同等深度条件下,由粘土到细砂粒径逐渐增大,其相应的剪切波速也逐渐增大。各类主要岩土体剪切波速与埋深之间的相关关系中多项式模型拟合精度最高,可用于天津市区主要土体剪切波速计算工作。     

西安市岩土体剪切波速与土层深度关系的研究

通过对西安市3个主要地貌单元共309个钻孔剪切波速资料的分析整理,采用指数和线性拟合两种方法对测点较多的细砂、中砂、粗砂、黄土、粉质粘土、古土壤、卵石等土类的剪切波速VS与土层深度H的关系进行统计回归,得到其经验关系式;将实测剪切波速值与利用上述统计结果得到的预测值进行对比检验,两者差别不大。说明区分地貌单元和各类土层的VS与H经验关系可靠且符合当地岩土特征,可用于西安地区一般建筑的工程勘察与地震安全性评价工作。     

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。     

石河子北开发区土层剪切波速与土层深度经验关系

收集了石河子市北开发区已有的土层钻孔资料及有关报告.对所有的剪切波速资料进行了整理.在前人研究和数据整理、分析的基础上,分别采用线性模型、幂函数模型和一元二次多项式模型,对石河子市北开发区的土层剪切波速与土层深度关系进行了拟合.以拟合优度为评价指标给出了粉土、粉质粘土、粉砂、细砂、砾砂和圆砾的推荐模型参数.最后对结果的合理性、适用性进行了评价.     

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。     

新疆乌鲁木齐地区vS30经验估计研究

从新疆乌鲁木齐市2004—2015年得到的841个钻孔中选择深度达30 m以下且钻孔资料记录完整的有效钻孔123个,通过计算5~30 m范围内不同深度的等效剪切波速,分别利用线性拟合、二次拟合和三次拟合对各深度v_S（d）及其v_S30进行拟合。通过对比发现,三个方程的拟合误差都随深度的增加而减少,且三次拟合方程的误差始终小于同深度的线性拟合和二次拟合方程,因此推荐使用三次拟合方程来估计新疆乌鲁木齐市钻孔的v_S30值。同时将此结果和Boore的结果进行比较后发现,不同深度处的等效剪切波速v_S（d）和v_S30具有地域差异性;Boore得到的结果在钻孔深度小于20 m时明显高估v_S30值,拟合曲线偏离实际数据点较远,所以本文拟合结果更适用于新疆乌鲁木齐市。综合比较可知,三次拟合得到的研究结果可以为新疆乌鲁木齐市钻孔深度不足30 m的地区求解v_S30值提供参考。最后,利用新疆克拉玛依市2004—2015年钻孔资料检验三个拟合公式对克拉玛依市的适用性,发现深度越接近30 m,误差越小;线性模型和二次模型相对来说比较可靠,平均误差接近于0,并且对深度大于10 m的钻孔有高估现象;三次模型相对来说误差比较大,并且几乎在所有深度都有低估现象。     

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。     

西昌市场地剪切波速与土层深度经验关系

收集了西昌市已有的土层钻孔资料及有关报告,在此基础上踏勘布置了具有一定代表性的钻孔,逐个进行了剪切波速度的测定。对所有的剪切波速资料进行了整理,通过回归分析方法给出西昌市场地不同土类剪切波速与土层深度的关系式,为西昌市防震减灾规划土层地震反应分析提供土层的背景资料和分析依据,同时,也为西昌市以后的地震危险性、建筑工程场地分类以及抗震设防小区划提供有意义的参考资料。     

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。     

APPLICATION AND STATISTICAL ANALYSIS OF RELATIONSHIP BETWEEN SHEAR WAVE VELOCITY AND DEPTH OF SOIL-LAYERS

The shear wave velocity is one of the important parameters in seismic engineering.The common mathematical models of relationship between shear wave velocity and depth of soil-layers are linear function model,quadratic function model,power function model,cubic function model,and quartic function model.It is generally believed that the regression formulae based on aforementioned mathematical models are mainly used for preliminary estimation of the local shear wave velocity.In order to increase the value of test data of wave speed in boreholes,the calculation formulae for the thickness of ground cover layer are derived based on the aforementioned mathematical models and their fitting parameters.The calculation formulae for the mean shear wave velocity of soil-layers are derived by integral mean value theorem.Accordingly,the calculation formulae for the equivalent shear wave velocity of soil-layers are derived.The calculation formulae for the depth of reflective waves in time-depth conversion of the reflection seismic exploration are derived.Through the statistical analysis of test data of shear wave velocity of soil layers in Changyuan County,Henan Province,regression formulae and their fitting parameters of aforementioned mathematical models are obtained.The results show that in the determination of the quality of these regression formulae and their fitting parameters,the adjusted R-square,root mean square error and residual error,the matching on the statistical range between the geometry of function of mathematical models used and the scattergram of the measured data,the application purpose and the simplicity of the regression formulae should be considered.With the aforementioned new formulae,the results show that the calculated values of equivalent shear wave velocity of soil-layers and thickness of ground cover layer meet the engineering needs.The steps for statistics and applications of the relationship between shear wave velocity and depth of soil-layers for a new area are as follows:(1) Analyze the relevant data about the site such as the drilling and wave speed test data,etc.and divide the site into seismic engineering geological units;(2) In a single seismic engineering geological unit,make statistical analysis of the data of borehole wave speed test,comprehensively identify and select mathematical models and their fitting parameters of the relationship between shear wave velocity and depth of soil-layers;(3) Substitute the selected fitting parameters into the formulae,based on their mathematical models for the thickness of ground cover layer,or the equivalent shear wave velocity of soil-layers,or the depth of reflective wave,then the thickness of ground covering layer,equivalent shear wave velocity,and depth of reflective wave are obtained.     

粘性土剪切波速不确定性的统计分析

土体剪切波速具有显著的不确定性。基于全国地震安全性评价工作实测的粘性土的大量剪切波速数据,采用2χ检验方法研究了粘性土不同埋深的剪切波速的概率分布。依据所获得的概率分布,采用相应的统计方法给出了粘性土不同埋深的剪切波速的平均值、最大值、最小值、标准差和变异系数,并给出了95%参考值下限和上限,所获得的结果可用于检验场地剪切波速测试结果的可靠性和粗略估计无实测资料场地土的剪切波速。     

转换波AVO反演速度比各横波反射系数

Based on the empirical Gardner equation describing the relationship between density and compressional wave velocity, the converted wave reflection coefficient extrema attributes for AVO analysis are proposed and the relations between the extrema position and amplitude, average velocity ratio across the interface, and shear wave reflection coefficient are derived. The extrema position is a monotonically decreasing function of average velocity ratio, and the extrema amplitude is a function of average velocity ratio and shear wave reflection coefficient. For theoretical models, the average velocity ratio and shear wave reflection coefficient are inverted from the extrema position and amplitude obtained from fitting a power function to converted wave AVO curves. Shear wave reflection coefficient sections have clearer physical meaning than conventional converted wave stacked sections and establish the theoretical foundation for geological structural interpretation and event correlation. ＂The method of inverting average velocity ratio and shear wave reflection coefficient from the extrema position and amplitude obtained from fitting a power function is applied to real CCP gathers. The inverted average velocity ratios are consistent with those computed from compressional and shear wave well logs.     

瑞利波相速度和椭圆率与远震P波联合反演蒙古中南部地壳高分辨率S波速度结构

利用蒙古中南部台阵记录的连续背景噪声数据、天然地震面波数据和远震P波波形数据, 开展瑞利波相速度、椭圆率和远震P波叠加波形的联合反演, 建立了蒙古中南部地壳三维S波速度模型.结果显示, 蒙古中南部的瑞利波相速度及椭圆率、沉积基底深度、莫霍面深度、地壳S波速度在蒙古—鄂霍茨克缝合线和蒙古主构造线南北两侧分布均有明显差异, 暗示了这两条缝合线至少为地壳级别的分界.中戈壁火山和Bus-Obo火山在地壳内相互连通, 在下地壳存在大面积低速层.我们推测杭盖穹隆上地幔热物质上涌在中戈壁带地壳底部形成岩浆囊, 为这两座板内火山活动提供了岩浆来源.

     

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。