工程场地分类中等效剪切波速计算深度问题的讨论

根据中国华北、华东、华南、东北和西北等地918个实测钻孔资料的计算统计,探讨了工程场地分类中等效剪切波速计算深度取值20m和30m的实际差别,并对中国、美国、欧洲现有规范利用等效剪切波速进行场地类别划分的方法特点和具体指标进行了对比讨论。结果表明:1)计算深度由20m增加至30m时,钻孔等效剪切波速值的增大范围约为15～50m/s,平均增加值为25m/s;2)与欧美规范相比,中国现行规范(GB50011-2001)在划分场地类别时要求同时考虑20m计算深度的等效剪切波速值和覆盖层厚度,而在许多实际工程中,因较准确的覆盖层厚度不易获取而难以具体进行场地分类。因此,有必要借鉴欧美规范,通过增大等效剪切波速的计算深度至30m来强化该指标在场地类别判定中的作用     

苏州城区深软场地土剪切波速与土层深度的经验关系

苏州地处长江下游冲湖积平原,第4系沉积土层发育,土层深厚、松软,远震、大震的长周期地震动对苏州城区的重大工程有可能造成严重震害.结合海侵地质成因,分析了苏州城区深软场地52个钻孔剖面的剪切波速资料,发现剪切波速与土层深度的关系:40m以上浅土层基本符合线性函数分布,40m以下深土层基本符合幂函数分布;依据考虑和不考虑土体分类2种情况,给出了采用线性函数、幂函数分段形式拟合的苏州城区深软场地剪切波速随土层深度变化的经验关系,为苏州城区深软场地重大工程建设的场地地震效应评价提供了有益的基础性资料.     

剪切波速在判定石河子市某建设场地类别中的应用

场地类别是结构抗震设计中确定地震动参数的重要依据.相关规范允许在土类原位测试的基础上结合经验判定场地类别.但在工程地质条件复杂的场地中,这种方法存在很大的偏差.通过对比分析石河子某建筑场地根据地基土的工程地质特性、地基承载力等条件确定的场地类别与使用剪切波速判定的场地类别,说明经验方法存在的局限性,实测剪切波速依然是判定场地类别的可靠方法.     

昆明场地脉动优势频率、等效剪切波速度和场地类别判定

以云南省昆明地区为例,对28个钻孔分别以20 m、25 m、30 m厚度计算等效剪切波速和卓越频率,同时测定场地脉动优势频率.结果显示:以20 m、25 m、30 m厚度计算的等效剪切波速,其后者一般都大于前者.对多数钻孔,用25 m厚等效剪切波速和卓越频率判定的场地土类别一致;少数钻孔在靠近30 m时二者判定结果一致.经测定,场地脉动优势频率与20 m厚波速卓越频率相近,但却明显高于25 m厚波速卓越频率.脉动优势频率与不同计算厚度的等效剪切波速度相关性基本相同,对同一厚度(深度)脉动优势频率随等效剪切波速度增加而增加.若等效剪切波速度相等,则深度小的脉动优势频率高.由此推出,脉动优势频率主要由地表层20 m厚岩土力学性质决定,而且越靠近表层的岩土力学性质对脉动优势频率的影响越大.本文从弹性力学理论证明了脉动优势频率和剪切波速度的关系式.通过进一步分析证明,用25 m厚等效剪切波速判定场地土类别更可靠,用脉动优势频率判定场地土类别可作为有效的辅助方法.它们将影响对场地类别的判定.     

喀什场地土剪切波速与土层深度经验关系

在喀什市城区地震小区划工作的基础上,通过对喀什城区地貌单元划分,描述了不同地貌单元内的地层岩性,将实测剪切波速钻孔资料统计分析,运用较为常用的三种统计回归分析方法给出喀什市城区不同地貌单元不同土类剪切波速与土层深度的经验关系。结果可为喀什市城区防震减灾规划土层地震反应分析提供依据。     

土层剪切波速在泉州市区场地评价中的应用研究

简述了剪切波速的测试技术,并分析了剪切波速在泉州市区各类土层和各种典型地层结构中的统计规律与基本特征,研究了剪切波速在场地分类中的应用,及其与脉动卓越周期在场地评价中的关系.     

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。     

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。     

大连地区工程场地各类岩土剪切波速的变化特征分析

通过对大连地区工程场地各类岩土剪切波速资料的统计分析,探讨了大连地区工程场地各类岩土剪切波速的变化规律及在一定土层深度内的分布范围,可在大连地区工程实践中参考使用。     

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。     

土层等效剪切波速空间模拟方法研究

用地统计学的理论和分析方法研究了土层等效剪切波速这一区域化变量的空间分布规律,从而得到其数值空间模拟结果.以潍坊市区121个钻孔的资料为研究对象,首先通过定制的dll文件提取数据并求得这121个坐标点的土层等效剪切波速值,以此构建地统计学分析的样本.在研究了样本的统计分布规律、空间趋势面拟合模型、变异函数拟合模型的基础上,设定泛克里格插值算法的各个参数,计算未知点的土层等效剪切波速.通过计算机程序化实现这些建模和计算的过程,求得空间模拟图.该结果以栅格数据模型表示.最后通过对比测试样本对该结果进行了验证.     

土壤剪切波速与埋深关系的统计分析

为解决工程中剪切波速测试不能达到工作要求深度的问题,文中根据大量黑龙江地区的地震安全性评价资料,运用主要的经验公式:线性拟合Y=a+bX;多项式拟合Y=a+bX+cX2;指数拟合Y=aXb,分别统计了土壤剪切波速与埋深之间的关系,给出回归参数及适用深度。结果表明:(1)剪切波速与杂填土土层深度无论采用何种方式回归,都得不到令人满意的结果;(2)除粗砂多项式拟合方式略好于线性拟合方式外,各土类剪切波速与土层深度的关系采用线性拟合方式要优于多项式和指数拟合方式;(3)采用多项式和指数拟合方式也可以得到比较令人满意的结果;(4)除粘土(可塑、软塑)外,采用多项式拟合方式要略优于指数拟合方式。结果可为今后黑龙江地区工程场地分类,抗震设防小区化提供参考依据。     

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。     

Inversion of shear wave interval velocity on prestack converted wave data

Seismic velocity is important to migration of seismic data,interpretation of lithology and lithofacies as well asprediction of reservoir.The information of shear wave velocity is required to reduce the uncertainty for discrimi-nating lithology,identifying fluid type in porous material and calculating gas saturation in reservoir prediction.Based on Zoeppritz equations,a numeral and scanning method was proposed in this paper.Shear wave velocitycan be calculated with prestack converted wave data.The effects were demonstrated by inversion of theoreticaland real seismic data.     

广西柳州地区常见土类剪切波速与埋深之间的相关性

基于广西柳州地区地震安全性评价中实测所获的钻孔资料,利用线性模型、幂函数模型和二次函数模型分别对该地区土层剪切波速与埋深之间的相关性进行了拟合分析,通过对比发现幂函数模型为二者间相关性拟合的最优选择,同时探讨了土体状态对二者相关性的影响。结果表明:除人工填土外,柳州地区内常见土层剪切波速与埋深之间具有较强的相关性,区域性对其相关性也具有影响。最后以实测钻孔为例,验证了本文模型的预测精度和可靠性,而且模型的预测精度可以通过区分土体状态得到明显提高。      

华北地区深部地幔剪切波速度结构研究

本文分析了华北地区近50个台站下方800 km深度内的剪切波速度结构.结果发现华北地区不同构造单元之间速度结构差异很大,稳定地块速度随深度稳定增加,构造带内速度结构复杂,而且即使在同一构造单元内,不同区段之间速度结构也明显不同,如太行山构造带,反映了不同构造单元或各区段经历了各自不同的地质演化历史.环渤海地区及相关区域多个台站的速度结构显示,华北东部地区地幔软流层埋深浅、厚度大、速度低,反映了地幔上涌的特点;而在软流层或更深层次的地幔中没有发现埋深或厚度比较统一的高速或低速体,因此可能没有岩石圈或下地壳介质曾经拆沉进入地幔,这为东部岩石圈减薄的动力学机制提供了一定的深部地球物理约束.     

合肥市地壳浅部三维速度结构及城市沉积环境初探

合肥市位于合肥盆地东南缘,东侧紧邻郯庐断裂带,多条大型隐伏断裂穿过市区.为进一步认识合肥城市下方隐伏断裂的空间展布、性质,以及城市复杂的沉积环境,本文利用布设在合肥市区的58套三分量短周期地震仪组成的台阵,获得了37天的三分量连续波形数据,通过基于射线追踪的面波走时直接成像方法反演得到了合肥市地壳浅部0.6~3.6 km的三维剪切波速度结构,速度结构图像展现了地壳浅部的横向不均匀性和纵向成层性,揭示出NNE、NWW和近EW三组不同走向的隐伏断裂在城市地下浅部的构造特征.取得以下认识：（1）合肥市南、北方向在浅地表（2 km以内）存在显著速度差异,速度分界线位置与已知的近EW向的蜀山断裂一致,断裂南侧呈现低速凹陷,北侧则为高速隆起.低速中心深度达2~3 km,速度异常与该断裂在合肥盆地东部演化过程中的构造反转沉积了不同地层有关;（2）合肥市区存在明显的高速异常带,其走向、位置与穿过该区域的郯庐断裂带西支主干断裂相符,其中五河—合肥断裂在市区北部以东呈现低速凹陷特征,低速区范围与肥东凹陷晚白垩纪以来的沉积构造边界一致,认为肥东凹陷的最大沉积厚度可达2 km以上;（3）合肥市中心跨郯庐断裂带西支主干断裂之间呈现明显的凹、隆相间的复杂构造,推测其是在多组断裂的共同拉伸作用下形成的小型沉积盆地,沉积中心位于郯庐断裂带内部,最大厚度可达3~4 km.由于其展布方向在不同深度与该区域断裂的走向具有明显的相关性,推测不同深度的沉积形态与郯庐断裂带在不同时期的构造演化过程有关.     

合肥市地壳浅部三维速度结构及城市沉积环境初探

合肥市位于合肥盆地东南缘,东侧紧邻郯庐断裂带,多条大型隐伏断裂穿过市区.为进一步认识合肥城市下方隐伏断裂的空间展布、性质,以及城市复杂的沉积环境,本文利用布设在合肥市区的58套三分量短周期地震仪组成的台阵,获得了37天的三分量连续波形数据,通过基于射线追踪的面波走时直接成像方法反演得到了合肥市地壳浅部0.6~3.6 km的三维剪切波速度结构,速度结构图像展现了地壳浅部的横向不均匀性和纵向成层性,揭示出NNE、NWW和近EW三组不同走向的隐伏断裂在城市地下浅部的构造特征.取得以下认识：（1）合肥市南、北方向在浅地表（2 km以内）存在显著速度差异,速度分界线位置与已知的近EW向的蜀山断裂一致,断裂南侧呈现低速凹陷,北侧则为高速隆起.低速中心深度达2~3 km,速度异常与该断裂在合肥盆地东部演化过程中的构造反转沉积了不同地层有关;（2）合肥市区存在明显的高速异常带,其走向、位置与穿过该区域的郯庐断裂带西支主干断裂相符,其中五河—合肥断裂在市区北部以东呈现低速凹陷特征,低速区范围与肥东凹陷晚白垩纪以来的沉积构造边界一致,认为肥东凹陷的最大沉积厚度可达2 km以上;（3）合肥市中心跨郯庐断裂带西支主干断裂之间呈现明显的凹、隆相间的复杂构造,推测其是在多组断裂的共同拉伸作用下形成的小型沉积盆地,沉积中心位于郯庐断裂带内部,最大厚度可达3~4 km.由于其展布方向在不同深度与该区域断裂的走向具有明显的相关性,推测不同深度的沉积形态与郯庐断裂带在不同时期的构造演化过程有关.