天津滨海场地土动力学参数研究

天津滨海地区是典型的软土区,属晚第四系以来的浅海相沉积软土。本文收集了该地区地震安全性评价报告中的土动力学参数的实验资料,并补充了15个钻孔的测试实验,统计分析了淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉土、粉质粘土、粘土、粉砂、细砂等7种土类的实测土动力学参数,给出了它们在不同深度下的动剪切模量比和阻尼比的统计值。然后,选取了2个典型钻孔并建立了土层地震反应分析模型,分别运用本文统计值、94规范值和袁晓铭等(2000)的推荐值进行土层地震反应计算,从反应谱形状、地表峰值加速度和反应谱特征周期等方面说明了本文统计值的适用性和针对性。本文的研究成果对天津滨海地区各类工程建设的场地地震安全性评价工作具有一定的借鉴和参考价值,且有利于该地区工程场地地震安全性评价工作的开展。     

天津滨海场地土类别特征及对地震动的影响

天津滨海地区基岩埋深大,上覆土层厚,土质疏松,而且在地表下较浅处存在淤泥质粘土,为典型的抗震不利地段.本文根据中国规范(GB50011-2001)、美国FEMA-NEHRP(2000)场地分类标准和欧洲规范(EUROCKE 8 1998)对天津市滨海场地作了场地类别划分.结果表明:该滨海场地按中国规范应划为Ⅲ类、按美国标准为E类、欧洲规范为C类.对于滨海场地来说,相当多的场地在填土下方有较厚的海泥沉积,没有充分固结,形成软弱夹层,软夹层的存在使得场地地震反应具有较长的振动周期,这对建筑物结构有重要影响.简单地根据浅层结构分类方法无法考虑这个因素.美国标准考虑30 m深,情况有所改善.这是因为30 m深已经将软夹层考虑进去了一大部分.但由于软夹层的厚度随地点有很大变化,所以,规定一个固定的波速计算深度不太合适.由此看来,对滨海软土场地,过分简单的场地分类划分方法可能难以反映软土场地的实际情况.     

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,地震动输入强度越大,峰值加速度放大系数越小,特征周期越大。根据研究结果给出不同地震动输入下不同海域场地峰值加速度放大系数、特征周期变化范围,为海域场地工程抗震设防和编制海域地震动参数区划图提供参考。     

烟台海岸软土场地特征及对地震动参数的影响

本文利用剪切波速和钻孔资料，根据中国GB50011-2001规范、美国FEMA-NEHRP规范、欧洲EUROCODE 8规范，对烟台滨海软土场地类别进行评定。并通过场地地震动效应分析，研究滨海场地土特征对地震动的影响。结果表明，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较高，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。     

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．      

设计地震动参数确定中的场地影响考虑

讨论了场地条件对场地设计地震动参数的影响问题,对国际上一些国家的抗震设计规范考虑该问题的相关规定作了介绍和分析,探讨了抗震设计对该问题处理的发展趋势,基于相关的强震纪录统计分析和场地模型计算反应分析已有的结果,研究了场地条件对场地设计地震动参数的影响特点和规律,重点考虑了场地类别和场地土体非线性的影响。结果这些分析与探讨结果,建议了用于不同类别场地设计地震动参数确定的一组经验系统。     

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。     

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。     

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。     

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。     

汶川地震远场地震动场地相关性与分析方法评价

为考查远场地震动的场地相关性并评价一些场地特性分析方法的适用性,采用不同方法对汶川地震山东省12个远场台站的强震记录进行了分析.选取台站分别位于按建筑抗震设计规范(CBC)场地划分中的Ⅰ—Ⅲ类场地上.地震动记录的分析方法包括傅里叶幅值谱法,地震反应谱法,水平与竖向谱比率法,参考点谱比率法,以及尾波分析等.结果表明,按傅里叶幅值谱法,地震反应谱法,水平与竖向谱比法计算得到的卓越周期均远大于台站场地的卓越周期,不同方法得到的结果之间也有较大差别,且主要反映长周期地震动的卓越频率;参考点谱比率法的结果未反映地震动的卓越周期,也与场地的卓越周期差别较大;对完整记录尾波分析所得的结果比较接近场地的卓越周期.希望本文能为考虑远场地震作用时设计谱的建立,以及场地特性估计时地震动分析方法的选取提供参考依据.     

层状场地中透镜体对地震动影响的基本规律

本文采用有限元方法研究层状场地中透镜体对地震动影响的基本规律,分析层状场地与均匀场地的差别、含透镜体场地与不含透镜体场地对地震动影响的差别,以及透镜体埋深、宽度、厚度、刚度和输入波频谱等因素对地震动反应谱的影响.研究表明,层状场地与其等效的均匀场地有着显著的差别;透镜体的存在对地震动有显著的放大作用,该放大作用可达93.5%;由于入射波在透镜体周围的散射,会产生竖向加速度,且竖向加速度的短周期成分相对较多;透镜体埋深、宽度、厚度、刚度以及输入波频谱等因素对地震动反应谱具有重要的影响.     

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。     

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。     

The effect of glaciation on the intensity of seismic ground motion

Seismicity is known to contribute to landscape denudation through its role in earthquake‐triggered slope failure; but little is known about how the intensity of seismic ground motions, and therefore triggering of slope failures, may change through time. Topography influences the intensity of seismic shaking – generally steep slopes amplify shaking more than flatter slopes – and because glacial erosion typically steepens and enlarges slopes, glaciation may increase the intensity of seismic shaking of some landforms. However, the effect of this may be limited until after glaciers retreat because valley ice or ice‐caps may damp seismic ground motions. Two‐dimensional numerical models (FLAC 6.0) were used to explore how edifice shape, rock stiffness and various levels of ice inundation affect edifice shaking intensity. The modelling confirmed that earthquake shaking is enhanced with steeper topography and at ridge crests but it showed for the first time that total inundation by ice may reduce shaking intensity at hill crests to about 20–50% of that experienced when no ice is present. The effect is diminished to about 80–95% if glacier ice level reduces to half of the mountain slope height. In general, ice cover reduced shaking most for the steepest‐sided edifices, for wave frequencies higher than 3 Hz, and when ice was thickest and the rock had shear stiffness well in excess of the stiffness of ice. If rock stiffness is low and shear‐wave velocity is similar to that of ice, the presence of ice may amplify the shaking of rock protruding above the ice surface. The modelling supports the idea that topographic amplification of earthquake shaking increases as a result of glacial erosion and deglaciation. It is possible that the effect of this is sufficient to have influenced the distribution of post‐glacial slope failures in glaciated seismically active areas. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Site effects by generalized inversion technique using strong motion recordings of the 2008 Wenchuan earthquake

The generalized inversion of S-wave amplitude spectra from the free-field strong motion recordings of the China National Strong Motion Observation Network System (NSMONS) are used to evaluate the site effects in the Wenchuan area. In this regard, a total of 602 recordings from 96 aftershocks of the Wenchuan earthquake with magnitudes of M3.7-M6.5 were selected as a dataset. These recordings were obtained from 28 stations at a hypocenter distance ranging from 30 km to 150 km. The inversion results have been verified as reliable by comparing the site response at station 62WUD using the Generalized Inversion Technique (GIT) and the Standard Spectral Ratio method (SSR). For all 28 stations, the site predominant frequency F _p and the average site amplification in different frequency bands of 1.0–5.0 Hz, 5.0–10.0 Hz and 1.0–10.0 Hz have been calculated based on the inversion results. Compared with the results from the horizontal-to-vertical spectral ratio (HVSR) method, it shows that the HVSR method can reasonably estimate the site predominant frequency but underestimates the site amplification. The linear fitting between the average site amplification for each frequency band and the V _s20 (the average uppermost-20 m shear wave velocity) shows good correlation. A distance measurement called the asperity distance D _Aspt is proposed to reasonably characterize the source-to-site distance for large earthquakes. Finally, the inversed site response is used to identify the soil nonlinearity in the main shock and aftershocks of Wenchuan earthquake. In ten of the 28 stations analyzed in the main shock, the soil behaved nonlinearly, where the ground motion level is apparently beyond a threshold of PGA > 300 cm/s² or PGV > 20 cm/s, and only one station coded 51SFB has evidence of soil nonlinear behavior in the aftershocks.     

场地条件对地震动影响研究的若干进展

简要回顾了场地条件对地震动影响的研究历史,重点介绍了近年来这一领域研究的相关情况,内容包括场地的地形地貌、岩土的组成特征和动力特性参数等对地震动的影响。在论述研究进展的同时,对有关的研究内容进行了评述和讨论,并对今后的研究工作提出了一些建议。