竖向与水平向地震动加速度峰值比统计特征分析

以强地面运动加速度记录为基础,研究了竖向与水平向加速度峰值比值(V/H)的统计分布特征。结果表明,V/H服从对数正态分布。对记录按震级、震中距、场地条件和震源机制进行分类统计,研究了这些因素对V/H的影响。统计分析结果显示,V/H与震级的关系不明显;V/H随距离的增大而减小,在软土场地上尤为明显;V/H与场地条件有很大关系,在近场(R≤60km)土层场地要高于基岩场地,而在远场则相反;震源机制对V/H有较大影响,特别是在近场。     

Attenuation of Peak Horizontal and Vertical Acceleration in the Dinarides Area

Peak acceleration attenuation relations for horizontal and vertical components are presented for the Dinarides region, based on 145 3-component accelerograms related to 46 earthquakes with local magnitudes of 4.5 or greater and with epicentral distances of less than 200 km as recorded on 39 recording sites in the greater Dinarides region. The attenuation functions were obtained by two-stage stratified regression on the local magnitude and epicentral distance as independent variables. The predicted peak acceleration values within the distance range covered by the data are comparable to the ones obtained for stiff-soil or rock sites when selected reference relations are used. The rather large average residuals are caused mostly by the lack of information on local site conditions and by the use of epicentral distance instead of fault distance.     

土体参数对地表加速度峰值和反应谱的影响

运用一维土层地震反应的等效线性化波动方法,研究了单层均质土密度、动剪切模量比和阻尼比、土层厚度和土层剪切波速等参数变化对土层地表加速度峰值和反应谱的影响,所得到的结论对于指导地震安全性评价中的勘察试验工作、提高土层地震反应的计算精度具有一定的参考价值。     

土层结构对油气管线工程地震动峰值加速度区划图的影响研究

油气管线工程是生命线工程的重要组成部分,工程跨度通常超越几十甚至几千公里,从而导致横穿地区覆盖层中土层结构存在明显差异,对地震动峰值加速度(PGA)产生较大影响,进而影响区划结果。本文采用分区拟合放大系数的方法,对华北平原地区某大型管线进行研究,给出研究区不同土层结构条件下场地放大系数KS-基岩PGA拟合函数结果,得到沿线附近10km范围内的PGA区划图结果,并与第四代和第五代中国地震动参数区划图提出的场地系数公式的计算结果进行比较。三种计算方法的结果表明,研究区内50年超越概率10%条件下实际场地放大系数为1.30~1.45,50年超越概率5%条件下实际场地放大系数为1.15~1.30,均高于我国第四代和第五代区划图对场地系数的建议值。50年超越概率10%下的PGA区划图结果显示,局部区域在第四代和第五代地震动参数区划图场地系数的结果中位于0.15g或0.20g区,由于KS的提高,其实际计算结果会提升为0.20g或0.25g分区,这说明场地系数对峰值加速度区划图结果具有较大影响。     

地下水对地震动参数的影响

为分析地下水的存在对地震动参数的影响,以3个实际场地作为计算土层,2条真实的地震波记录作为输入地震动,分别计算不含地下水工况和饱含地下水工况的土层地震反应。其中,不含地下水工况使用单相介质模型,饱含地下水工况使用双相介质模型,算法均使用有限差分方法,人工边界使用透射边界。根据得到的加速度时程,提取它们的峰值加速度和反应谱数据,经过对比分析,得出以下结论:(1)含地下水场地的地表峰值加速度要明显小于不含地下水场地的地表峰值加速度;(2)含地下水场地的地表加速度反应谱要大于不含地下水场地的反应谱值;(3)由于地下水的存在,场地放大系数反应谱特征周期向长周期改变,反应谱平台值变大。     

山东省场地类别分布及地震动峰值加速度区划调整

首先,本文搜集了山东省5220个建设工程场地的资料,引入"分布区"的概念,统计分析了山东省场地类别的区域分布并进行了分区。然后,根据《中国地震动参数区划图（GB18306-2015）》中的山东省地震动峰值加速度区划以及Ⅲ类场地调整系数,对山东省Ⅲ类场地分布区的地震动峰值加速度区划进行了调整,得到了考虑场地类别分区的山东省地震动峰值加速度区划图,增进了对山东省地震灾害风险空间分布的认识。结果表明,山东省场地类别分布与地貌分区有很强的相关性,Ⅰ-Ⅱ类场地分布区包括鲁中南山地丘陵区（西南部的山间平原地带除外）以及鲁东丘陵区,Ⅲ类场地分布区包括鲁西北-鲁西南平原区和鲁中南山地丘陵区西南部山间平原地带。Ⅰ-Ⅱ类场地分布区约占全省陆地面积的59.5%,Ⅰ-Ⅱ类场地分布区与Ⅲ类场地分布区的面积比例约为1.47。地震动峰值加速度区划图经过调整后,Ⅶ度及以上设防区域占全省陆地面积的比例由79%提高到90%,10个地级市的峰值加速度有提高。     

广东省中硬场地地面与基岩地震动峰值加速度对应关系研究

选用广东省980个满足中硬场地土条件的地震钻孔资料,对每一个工程场地合成9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Ⅵ度区的工程场地地面与基岩地震动峰值加速度的比值为1.376,VII度区为1.368,VIII度区为1.341,平均均方根误差为0.067。     

甘肃地区三水准超越概率水平地震动峰值加速度关系与场地放大效应研究

通过对甘肃省158个场地安全性评价结果的分析,讨论了不同的超越概率下水平地震动峰值加速度之间的关系以及不同的场地条件对基岩峰值加速度的放大效应。结果对甘肃地区地震安全性评价中水平地震动峰值加速度的取值提供必要的参考。     

Strong Ground Motion Estimation During the Kutch, India Earthquake

In the absence of strong motion records, ground motion during the 26^th January, 2001 Kutch, India earthquake, has been estimated by analytical methods. A contour map of peak ground acceleration (PGA) values in the near source region is provided. These results are validated by comparing them with spectral response recorder data and field observations. It is found that very near the epicenter, PGA would have exceeded 0.6 g. A set of three aftershock records have been used as empirical Green's functions to simulate ground acceleration time history and 5% damped response spectrum at Bhuj City. It is found that at Bhuj, PGA would have been 0.31 g–0.37 g. It is demonstrated that source mechanism models can be effectively used to understand spatial variability of large-scale ground movements near urban areas due to the rupture of active faults.     

震源深度对基岩地震动参数的影响

基于安徽地区震源深度分布特征,选取典型场点构造不同震源深度分析模型,重点分析了震源深度的变异性对于基岩地震动参数的影响。研究结果表明:随着震源深度增加,基岩峰值加速度及加速度反应谱逐渐减小,且基岩峰值加速度减小幅度呈逐渐减弱的趋势;但水平向加速度反应谱特征周期随着震源深度增大而增大,同时震源深度对不同风险水平下基岩峰值加速度比值也产生一定的影响。     

弱震区土层对基岩峰值加速度放大效应的试验研究

以人工爆炸波作为震源,通过现场试验获得基岩和土层场地爆炸波地震动时程,分析场地覆盖层厚度对基岩地震动峰值加速度和地震动持时的放大效应。试验结果表明:土层对基岩地震动有放大作用,基岩峰值加速度放大系数受覆盖层厚度和土层结构的共同作用影响;地震动持续时间随覆盖层厚度的增加而显著增加,受覆盖层土层结构影响不显著。     

映射法在估计强地震动参数中的应用

以我国中南地区为例,参考美国西部地震烈度、基岩峰值加速度、反应谱平均周期和谱光滑卓越周期的衰减规律,采用地震对映射的烈度震级法和烈度距离法,评估了研究区基岩峰值加速度和反应谱频率参数的不同衰减影响因素。     

H/V谱比方法在强震记录应用中几个影响因素的初步研究

随着我国强震记录的积累,利用强震记录进行工程场地抗震设防研究成为必然。使用滇西南地区2007—2011年间强震台网记录到的强震动记录数据,研究使用水平/垂直谱比法(H/V)处理强震数据时的几个影响因素。通过研究发现:在使用H/V谱比法进行场地地震效应研究时,强震记录和地脉动记录存在较大的不同;使用强震记录可以获得更多的震源和台站场地参数信息,但这同时也相应增加了强震数据使用时的难度。比较国内外学者使用强震数据进行场地地震效应的研究成果,分析在使用强震数据时存在的问题,最终给出使用强震记录研究场地效应的建议。     

厚层淤泥质粉质黏土的动力特性参数对地表地震动参数的影响

以天津滨海某软弱场地为例,在不同强度不同相位的地震动时程输入下,用等效线性化技术考虑土的动力非线性特性,计算水平成层场地的地震反应,研究天津地区厚层淤泥质粉质黏土的动剪模量比和阻尼比与剪应变幅值的关系曲线的变异性对深软场地地表峰值加速度及其反应谱的影响。结果表明:(1)在阻尼比较均值加减一倍标准差对地表地震动参数变化影响不大;(2)在动剪模量比均值增加或减1倍标准差,对2%超越概率水平下地表峰值加速度影响显著,对应地表峰值加速度可能增加或减小20%~30%,其地表反应谱谱型也有变高变瘦或变矮变胖的趋势;(3)在动剪切模量均值减1倍标准差时,对10%超越概率水平下的地表峰值加速度的影响比较显著,减小幅度在15%左右,反应谱也存在变矮变胖的趋势;在动剪切模量均值加1倍标准差时,对10%超越概率水平下的地表地震动参数影响不明显;(4)在动剪切模量或阻尼比均值加减1倍标准差时,对63%的地表地震动参数影响均不明显。     

震源机制和场地条件对近场强震地面运动特性的影响

将欧洲数百条地震动记录按震级、震中距、场地类别及震源机制等条件分类,通过对地震动记录加速度峰值比、加速度峰值衰减规律及反应谱比等内容的统计分析,研究了震源机制、场地类别等因素对竖向地震动的影响。结果表明,震源机制和场地类别这两种因素在近场区对竖向地震动特性有显著的影响。     

芦山地震强地面运动频谱特征及致灾相关性分析

以芦山地震震中距100km内20个台站的60条原始强震记录为依据,采用零交法计算台站处三方向卓越周期,采用线性加速法计算台站处阻尼比为0.05的三方向反应谱,考察反应谱峰值周期、卓越周期和放大系数在各台站位置处的分布以及在断裂上、下盘的均值。通过研究发现:芦山地震动卓越周期、反应谱峰值周期和放大系数在各台站不同方向上的分量不同;各台站处反应谱的计算表明地震动具有上盘效应以及上盘衰减迅速的特征;地震动卓越周期在芦山地震震中100km的上、下盘上差别不大,其中上盘EW和UD向卓越周期均值略小于下盘,而上盘NS向均值略大于下盘,断裂两盘UD向卓越周期总体小于水平向,断裂两盘三方向卓越周期变化范围为0.013~0.275s;计算得到的放大系数表明80%台站NS向放大系数大于EW向,因此NS向放大系数较大可能是芦山地震诱发崩滑地质灾害的主要因素。     

场地条件对地表地震动特征的影响

以安徽省滁州市地震小区划场地为研究对象,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,研究了局部地质条件差异对场地地震效应的影响。结果表明：该场地地震动放大效应明显,河漫滩地表PGA放大效应尤为显著;相比一级阶地,河漫滩地表加速度反应谱谱形加宽,谱峰向长周期方向移动,移动幅度约为0．05～0．25S,相应的特征周期增大。地表加速度反应谱呈双峰甚至多峰特征,大尺度场地非线性有限元分析能定性反映出局部地质条件对场地地震效应特性的影响,可为城市地震小区划提供更为合理的科学依据。     

地震反应分析中输入界面的选取对地表地震动参数的影响

地震反应分析中输入界面选取合理与否对设计地震动参数有重要影响。基于唐山地区钻孔剖面,分别选取剪切波速为500m/s的硬黏土和800m/s的岩石顶面作为基岩输入界面,采用一维等效线性化方法讨论中硬场地输入界面的选取对地表地震动参数的影响,结果表明:(1)地表峰值加速度放大倍数及地表加速度反应谱特征周期都随输入界面深度的增加而递增,且这种递增与输入地震动的强度及频谱特性都有密切联系;(2)随着输入界面深度的增加,地表加速度反应谱几乎全频段内增大,仅在短周期内出现减小的情况,但幅度十分有限;(3)中硬场地地震反应分析中基岩输入界面宜取剪切波速为800m/s的土层顶面。     

场地条件对地面加速度峰值离散性的影响研究

本文在研究了数百个工程场地钻孔资料的基础上,选取和构造了209个有代表性的典型场地剖面,利用目前工程上广泛应用的一维等效线性化波动方法,进行了6种输入强度下(30gal、50gal、100gal、150gal、200gal、300gal)的场地土层地震反应分析.在计算时对每种工况均采用9条互不相关的基岩加速度时程作为输入地震波,同时用均方差来定量评估所得到的地面加速度峰值的离散性,发现计算结果离散性很大,其最大均方差为0.206,最小均方差为0.138,且离散性随基岩地震动输入强度的增大而变大,随场地类别的变差也变大.     

A simple procedure to approximate slip displacement of freestanding rigid body subjected to earthquake motions

A simple calculation procedure for estimating absolute maximum slip displacement of a freestanding rigid body placed on the ground or floor of linear/nonlinear multi‐storey building during an earthquake is developed. The proposed procedure uses the displacement induced by the horizontal sinusoidal acceleration to approximate the absolute maximum slip displacement, i.e. the basic slip displacement. The amplitude of this horizontal sinusoidal acceleration is identical to either the peak horizontal ground acceleration or peak horizontal floor response acceleration. Its period meets the predominant period of the horizontal acceleration employed. The effects of vertical acceleration are considered to reduce the friction force monotonously. The root mean square value of the vertical acceleration at the peak horizontal acceleration is used. A mathematical solution of the basic slip displacement is presented. Employing over one hundred accelerograms, the absolute maximum slip displacements are computed and compared with the corresponding basic slip displacements. Their discrepancies are modelled by the logarithmic normal distribution regardless of the analytical conditions. The modification factor to the basic slip displacement is quantified based on the probability of the non‐exceedence of a certain threshold. Therefore, the product of the modification factor and the basic slip displacement gives the design slip displacement of the body as the maximum expected value. Since the place of the body and linear/nonlinear state of building make the modification factor slightly vary, ensuring it to suit the problem is essential to secure prediction accuracy. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.