场地周期的确定方法综述

场地周期作为场地固有特性是评价场地条件的重要参数。本文在详细阐述场地周期基本概念的基础上将其区分为场地卓越周期和场地基本周期,并详细分析总结了这两种周期的不同确定方法。场地卓越周期是地震波在场地中传播幅值被明显放大频带对应的周期,主要是是利用地脉动或强震动记录通过频谱分析得出的,给出的是场地周期的范围,有时根据频谱曲线会无法识别场地卓越周期。场地基本周期是将场地假定为覆盖在均匀、各向同性线弹性基岩半空间上的水平成层均匀、各项同性的线弹性土层场地,无阻尼的情况下第一振型对应的周期。通过场地的物理参数(剪切波速或剪切模量,土层厚度和质量密度等)计算得出,计算方法包括解析法、数值法和简化法,实际应用中经常采用的方法是简化法。一般地,两种方法的确定结果不尽相同,在场地不太厚,场地土不太软的情况下,二者的确定结果相近。     

响应谱地震动预测方程中场地效应参数Vs30与场地周期的比较

最近的许多地震动预测方程（GMPE）都使用上30m土层的平均剪切波速度Vs30表示场地效应。然而,在一些研究发现V鹦。是表征场地效应合理参数的同时,另一些研究则给出了相反的证据。本研究使用日本的大地震动数据集对这两个场地效应参数的预测能力进行系统的比较。采用该方法的基础是使用场地周期（Ts,4倍剪切波从基岩到地表的走时）或Vs30对经验模拟场地效应的标准偏差和放大比振幅进行比较。模拟的场地效应除了包括地震动预测方程的场地效应项,还特别包括KiK-net台网的地表与井下记录之间的场地放大比。就KiK—net台网数据而言,对Ts〉0．6s的土层场地,Ts被确定是比Vs。。好的预测参数;而对T。〈0．6s的场地,这两个参数对放大比产生了相似的变异性。在所有场地类别的多数周期上,由地震动预测方程获得的场地效应,Vs30和Ts在统计上相等;而在一些谱周期上,Vs30产生了比Ts小的变异性。KiK-net台网地表一井下记录与地震动预测方程结果的矛盾可能由地震动预测方程中包括震源变异性、路径变异性和场地变异性的大变异性所致。相比之下,KiK-net台网地表一井下数据对的变异性小多了。虽然VS30。和Ts对地震动预测方程的数据产生了统计上相似的标准偏差,但瓦仍然获得了比Vs30更好的中值放大比。     

基于灰色理论的场地卓越周期的计算

本文以灰色理论为基础，提出了考虑砂土液化影响，对场地类别进行灰色评判的方法，得出了计算场地与标准场地的关联度向量，由此最终导出了卓越周期的计算公式。     

天津滨海场地土类别特征及其对地震动的影响

本文按照三种规范(中国建筑抗震设计规范(GBS0011-2001)、美国FEMA-NEHRP规范(2000)、欧洲结构抗震规范(EUROCODE 8,1998)),利用钻孔和剪切波速资料,对天津滨海地区的场地土类别进行研究。通过场地地震动效应分析,研究该场地土对地震动的影响。结果表明,对于滨海场地,简单的场地类别划分难以反映软土场地的实际情况;滨海软土场地对地震动加速度的幅值和频谱的影响非常明显,其对峰值加速度的放大倍数高达1．9,但受土的非线性变形影响,随地震动输入的增大其放大倍数呈非线性降低;软土场地使得加速度反应谱谱形变宽,特征周期变大,变化幅度在0．1s—0．4s。     

尾波的场地放大作用及其在S波场地响应中的有效应用

本文的主题是，研究是否可由尾波测得特定场地的Ｓ波响应。我们使用了南加州４个ＴＥＲＲＡ地学透镜台观测到的１９９２年半德期和大熊地震的余震的记录。由于ＴＥＲＲＡ地学透仪的大动态范围，所记录的Ｓ波具有宽频带响应，而尾波的持续时间也长。     

基于强震动记录确定的场地卓越周期

本文介绍了3种根据场地强震动记录获取场地卓越周期的方法: ① 地表记录的傅里叶谱分析法; ② 地表水平/垂直傅里叶谱比法; ③ 地表/地下傅里叶谱比法. 基于日本强震动观测台网KiK-net中两个基岩台站和两个Ⅲ类场地台站获取的数百条强震动记录, 分别使用上述3种方法确定场地的卓越周期, 并对比分析各种方法的优缺点及其适用情况. 结果表明: 对于基岩场地, 由于记录信息复杂, 局部场地条件对地震动影响较小, 地震动自身特性突出, 导致3种方法所得到的结果均比较分散; 对于土层场地, 场地条件影响比较显著, 3种方法基本都可以得到一个较为准确的数值; 但对于某些场地, 地表水平/垂直傅里叶谱比法所得结果存在不确定性, 相比之下, 地表/地下傅里叶谱比法则能给出一个更为准确的场地卓越周期值.      

场地相关设计反应谱特征周期的统计分析

利用近年来的工程场地地震安全性评价和地震小区划工作的成果，对上述工作中得到的场地相关反应谱的特征周期取值进行统计分析，并收集现有的强震记录计算其反应谱，将上述两个结果同两个版本的抗震设计规范(GBJ11-89和GB50011-2001)中的规定进行比较。发现上述两本规范中的特征周期取值在不同程度上小于实际场地情况的统计平均值。其中，虽然GB50011-2001规范相对于GBJ11-89规范更加接近实际场地的情况，但仍然在一些情况下取值偏小。     

场地脉动卓越周期在工程抗震中的应用

根据工程项目场地地震安全性评价工作中所进行的场进脉动卓越周期试和剪切波速测试结果,以及地震反应分析计算结果的研究分析,根据现行工程抗震设计规范,将场地脉动卓越周期作为工程抗震中场地土类型,场地类别划分的参考标准,以及与工程场地震反应分析计算结果回归分析,结合场地地震危险性概率分析,估算场地地震动峰值加速度,应用于工程抗震设计中。     

云南丽江峡谷的场地放大

分析S波土层/基岩和脉动水平/垂直的频谱比,分别得出了位于丽江峡谷南段、中段和北段的丽宾、白沙和玉龙3个台站的场地放大．使用的资料是1996年2月3日云南丽江MS＝7.0地震余震的数字记录．在1～4 Hz频率范围内,丽宾台S波东西分量土层/基岩频谱比最大,达4.5;丽宾台脉动土层北南/垂直频谱比接近1,东西/垂直频谱比约为4.5,且与上述土层/基岩频谱比相同．表明脉动的垂直和北南分量未被土层放大,单台Nakamura法可用．用此法进而求出了白沙和玉龙的脉动频谱比,它们具有同丽宾脉动频谱比类似的特征．在上述频率范围内,两台的北南/垂直频谱比接近1,而东西/垂直频谱比白沙台约为6,玉龙台约为4.5．在丽江峡谷有横越峡谷的方向性场地响应特征．      

基于我国实际工程场地的不同基本周期计算方法差异性研究

场地基本周期是表征场地动力特性最基本的指标,也是评价场地条件的重要依据。本文介绍了计算场地基本周期的四种方法——子层周期求和法（规范法）、子层周期贡献系数法、简化Rayleigh法以及逐层单自由度法。收集并筛选了国内605组钻孔深度达到工程基岩的剪切波速剖面资料,其中:Ⅰ类场地10个;Ⅱ类场地300个;Ⅲ类场地249个;Ⅳ类场地46个。以传递函数法结果为标准,对上述四种方法的计算结果进行对比检验,就不同方法的偏差进行了深入分析,给出了其统计结果,并剖析了各方法应用于实际工程场地的适宜性。主要结论:（1）我国规范所采用的子层周期求和法虽然在工程中方便使用,但计算结果普遍存在显著偏差,其偏差的平均值大于20%,最大偏差甚至接近50%。（2）简化Rayleigh法和逐层单自由度法相较于规范法计算精度均有大幅提高,二者偏差在5%以内的工况数占比分别达到80%和70%以上。（3）子层周期贡献系数法采用了加权累加的计算方式,继承了规范法便于操作的优点,并且计算精度为本文所选四种方法中最高,其最大偏差不超过10%,偏差在5%以内的工况数占比达到85%,建议在实际工程中推广应用。     

上海市地脉动观测及其在场地卓越周期测试中的应用

主要介绍了利用地脉动观测点地表处水平和竖向分量频谱幅值比(H／V)来估算场地卓越周期的方法,以及地脉动观测在场地地震安全性评价中的应用,并给出了上海市浦东及浦西多个测点的实测计算结果。     

场地土对地震波的放大效应

基于几次大地震现象的启迪，分析在盆地效应的作用下，墨西哥城具特殊工程地质性质的软土，放大地震波，增强地震烈度，加重地震灾害。指出强震区场地土条件对地震动特性的影响可导致地基土的卓越周期与建筑物的自振周期产生共振，这一效应使自振周期较长的工程结构在地震力的作用下破损并导致建筑物彻底毁坏。研究震区盆地效应是服务于工程抗震工作的重要方面。     

中外场地分类研究现状及其应用讨论

场地类别的不同会影响建筑物的抗震设计,世界各国根据各自的经济水平和抗震理念,有着不同的场地分类标准。本文抓住我国抗震设计规范演变主线回顾了场地类别相关研究进展,重点介绍和对比我国与美国、欧洲和日本等发达国家建筑设计规范中的场地分类的异同,并用工程实例进行分类给出了不同国家场地类别的对应关系,提出了我国场地分类方法可增加计算深度及采用场地周期作为分类指标的建议。     

用深井观测的地震研究东川地区随深度变化的场地放大因子.

采用中日合作，分别布设于东川垂直竖井中地下200ｍ、100ｍ 和地面３个位置的高精度数字化地震仪记录的地方震资料（震中距8.5～95ｋｍ，震级ML1.3～5.1），用频谱比的分析方法计算了东川地区不同深度（－100ｍ 和地面）的场地放大因子．在８个频率（f ＝0.75，1.0，1.5，2，3，4，5和12Ｈｚ）上所对应的在-100ｍ 处的3个分向（N-S，E-W，U-D）的场地放大因子（与-200ｍ 处相比），当0.75Ｈｚ f 2Ｈｚ时，为1.0～1.49；当2Ｈｚ＜ f ＜12Ｈｚ时，为0.47～0.99；在地面，3个分向在8个频率上所对应的场地放大因子（与-200ｍ 处相比）均大于1，其值为1.6～7.63．-100ｍ 处的Ｓ波和尾波场地放大因子与地面的Ｓ波和尾波的场地放大因子的相关系数，当0.75Ｈｚ f 2Ｈｚ频段时，分别为0.82和0.81；当2Ｈｚ＜ f＜12Ｈｚ频段时，分别为0.47和0.45．      

海域不同类别场地地震动参数变化规律研究

基于海域场地分类标准,选取南海海域实测钻孔作为计算模型,同时人工构造部分钻孔计算模型,对126条不同特性地震动输入下5种类别场地计算模型开展土层反应分析计算,分析不同地震动输入下不同海域场地峰值加速度和特征周期变化规律.结果表明,场地类别和地震动输入强度显著影响峰值加速度放大系数和特征周期,场地土越软,地震动输入强度越...     

场地分类新方法的研究

本文分析了现行“建筑抗震设计规范”（GBJ11－89）中的场地分类方法并指出其中的不足。根据对大量的实际场地的理论计算,发现场地传递函数的幅值谱有一定的规律性,以此为根据提出了一种新的场地分类方法,为场地分类方法的研究提供一个新的思路。     

天津滨海软土场地的大震远场作用

利用天津滨海地区丰富的地震地质钻孔资料及测试数据,建立了相应的地震反应模型.选取美国加州1992年Landers地震的远场记录P0841作为基底输入,采用工程上常用的等效线性化方法进行了土层地震反应分析,以期对天津滨海软土场地的大震远场作用得到一些定性的认识．结果显示,天津滨海软土场地对远场大震地震动峰值加速度的放大作用比较显著,但不同场地条件放大作用有明显差异,Ⅳ类场地的放大效应明显减弱.对基岩与地表反应谱比的分析显示, 滨海场地对基岩地震动的不同频率分量的放大作用具有明显的不同,对短周期分量甚至出现了缩减,但当滨海软土场地受到与场地卓越周期相吻合的地震动影响时,可能会产生很可观的放大作用,这对建在其上的高层、超高层建筑可能会构成较大的威胁．      

喀什乌恰地区场地卓越周期T0瓦和VS20相关性研究

以喀什乌恰地区为研究区,利用统计回归的方法,采用线性对数模型,拟合得到该地区VS10和VS20关系式,lgVS20=0.3944+0.86161gVS10;T0和VS20关系式,ln(VS20)=5.1497-0.40261n(T0),2个关系式决定系数均大于0.8,相关性较好.T0和VS20分析中,发现当场地覆盖层厚...