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。     

场地条件对地震动参数影响的关键问题

场地条件对地震动的影响很大,在地震动幅值（如峰值加速度）和频谱特性（如反应谱特征周期）的变化上均有体现,而我国现行抗震设计规范没有考虑不同场地条件下地震动峰值加速度和加速度反应谱平台值的变化。本文介绍了我国现行抗震设计规范中场地类别的划分方法、场地对地震动参数值的规定和存在的问题。详细分析了土层结构、覆盖层厚度等场地条件对地震动峰值加速度和反应谱的影响,以及已经取得的研究成果。最后,就场地分类、影响地震动参数的场地条件、地震动参数随场地条件调整的方法等,提出了有待进一步研究的问题。     

西宁地区黄土土层厚度对场地地震动参数的影响

对西宁地区具有不同厚度黄土场地内的黄土土层进行地震动反应分析,得到场地有效峰值加速度随黄土层厚度的增加而产生变化;峰值速度和峰值位移随着黄土层厚度的增加而缓慢减小;随着黄土层厚度的增大,加速度反应谱峰值点向长周期移动,厚层黄土场地具备软弱土场地的某些特性。以上结论可为该地区今后开展地震危险性分析及建筑抗震设防工作提供参考意见。     

场地条件对地震动相干函数的影响

本通过弹性半空间内位错源的数值解法研究了曲岩地震动相干函数，采用有限元方法分析了一些典型场地的地表地震动相干函数，两的对比结果表明：复杂场地对地震动相干函数的影响强烈。     

根据场地条件确定地震动时程的方法

分析了现行的一些确定地震动时程的方法，利用文献的研究成果，提出了一种可较为充分考虑场地条件影响的确定输入地震动时程的方法。     

覆盖层厚度对反应谱峰值的影响

在研究多个工程场地钻孔资料的基础上,选取和构造了若干典型场地剖面,利用目前工程上广泛应用的场地地震反应分析的一维等效线性化波动方法,计算了各剖面在不同基底地震动输入的反应谱值及地表加速度峰值,分析了覆盖层厚度对反应谱峰值及峰值周期、地表加速度峰值和放大倍数的影响,得出了一些有意义的结论。     

一种深厚覆盖层场地地震动参数的确定方法

基于欧美规范确定了坐落在深厚覆盖层上KH抽水蓄能电站上、下库场地基本运行和最大设计地震动峰值加速度、反应谱和时程等动参数。首先依据场地区域地震烈度区划图、特征周期区划图和依据场地地质地震条件选取的5条种子实测地震动确定场地基岩输入加速度时程、峰值加速度和设计反应谱,进而基于各土层地质参数和一维弹性波传播模拟程序确定覆盖层表面的平均峰值加速度、平均反应谱和5条地震动时程,对所得到的平均反应谱和峰值加速度进行光滑处理后确定可用于各建筑物结构抗震设计的地震动参数,包括覆盖层表面水平向动力响应加速度时程、峰值加速度和设计反应谱。该方法可较好地保留输入地震动的真实动力特性,如持时、相位和频率等,为我国规范中建议的确定场地地震动参数的方法提供有益的补充。     

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。     

黄土丘陵河谷场地地震动特征研究

研究黄土丘陵河谷场地在地震作用下强地面运动特征的变化情况,可以揭示强震对该类场地上震害的触发机理。结合黄土高原的地貌特征,建立具有代表性的动力数值分析模型,通过输入不同幅值、频谱特性和持续时间的地震波,对起伏地形和覆盖黄土层共同影响下的黄土河谷场地进行地震反应分析。结果表明:黄土层和地形耦合作用控制了地表的PGA变化,使其趋于复杂,在同一输入波不同振幅作用下,与基岩河谷各测点相比,黄土覆盖河谷场地的地震动频谱幅值均有所增加,并且频谱主峰均向高频移动。在不同地震波输入下,场地不同部位的固有频率受地形高程和土层影响;而地震动大小和频谱幅值不仅与场地的基本频谱和地形起伏有关,也与输入地震波的频谱成分相关。输入波PGA与地震频谱特征都不变时,同一场地输出的地震频谱形状具有相似的特征,随着地震持时增长,能量向场地基本频率附近集中,从而可能导致场地上相应频率建筑物震动幅值增加,造成累积破坏。     

黄土地区场地的地震地面运动参数特征

结合近年来中国西部黄土地区城市或厂矿企业地震小区划和岩土地震工程的最新研究成果,归纳分析了黄土的波速特征和非线性特征．结合实例阐述了影响黄土地区地震地面运动参数的主要因素．     

不同岩土条件的不规则地形对地震地面运动的影响

对我国近年来几次大地震的震害考察中发现弧突山梁及弧立山包的顶部震害都比较重,国外也有不少类似的实例。虽然这种弧突地形条件对震害的不利影响,人们早已有了定性的认识,但对这个问题的定量研究,则远远不够深入。因此各国规范都还没有列入关于弧突地形条件的定量评价方法。在我国地形条件对地面运动及震害的影响问题是一个重要的有意义的课题。世界上近年来已发表了不少关于这个问题的论著,其中大部分都是采用解折法,並假定山体为某种简单的几何形体。对于复杂的不规则地形,解折法很难得出符合实际的结果。有限元法是研究复杂地形的有效工具。但三维有限元常常要求大型快速电子计算机,工作量大,费用昂贵。本文提出双向剪切变形有限元模型,它可以把三维问题简化为二维问题,使计算工作大为简化。震害经验表明:由不同岩土条件构成的地形,对地面运动的影响也有显著差异。一般来说,坚硬基岩地形要比软土条件的地形对震害影响要轻。黄土地区,由于黄土松软,地形条件又比较复杂、因此地形条件对震害的影响要比一般非黄土地区更为显著。本文重点是讨论不同岩土条件的不规则地形对震害影响的差异。主要结论如下: 1)地形条件对地面运动及震害的影响表现在两个方面,地震加速度的放大和地面运动频谱特征的改变。这两种影响都是对建筑物的抗震不利的。不同岩土条件的地形对地震地面运动的影响也不同。土质越软地形对震害的不利影响越明显。对坚硬基岩,当高度低于30m,这种影响就不甚显著。2)由于黄土特别松软、所以黄土山梁,对雾害的影响也就特别显著对黄土山梁当山梁高度较低土质较梁时,山梁上部加速度的峰值要比其基底处的输入加速度大,但当山梁较高而土质较软时,山梁加速度反应,将随山梁高度的增加而降低。在这种情况下,山梁的位移反应,总是随着山梁高度的增加而明显增大。3)山梁地面运动加速度反应谱特征,与其介质性质和几何形态有密切关系。对于坚硬基岩的山梁,其对震害的不利影响主要表现在加速度的放大方面。对于软土山梁其不利影响主要表现在地面运动频谱的改变方面。这种加速度的放大和频谱特征的改变都是对建筑物的抗震不利的。     

陕西省地震动衰减及台站场地响应研究

利用陕西省测震台网的25个台站和2008—2010年所记录到的19个地震进行了陕西省Q值及台站场地响应值的计算,得出非弹性衰减Q值随频率f的关系为Q（f）=826.57f 0.3538。这说明陕西省处于高Q值区域,地壳相对较稳定,地震活动性相对较弱。计算得到的陕西省数字测震台网25个台站的场地响应值,其中,只有铜川台（...     

探索基于地震动峰值加速度的地震灾害评估方法

将福建省面积按0.05°（约5 km）网格离散化后得到4 361个网格点,在地震发生后根据全省台站的监测数据进行计算,每个网格点都能快速得到地震动峰值加速度。利用这些已经赋有地理信息和加速度的网格点对全省乡镇级单位的行政区进行烈度计算和赋值提出一种基于地震动峰值加速度的地震灾害评估方法。     

地震地面运动的卓越方向

地震是活动断裂构造在区域构造应力场作用下，应变能释放的结果。地表建筑，构筑物的地震破坏与地震形变带均匀为同一构造应力场作用的产物，所以它们必然具有相同的力学性状特征。本文通过国内外一些强烈地震震害实例，充分论主下了地震地面运动卓越方向的存在，并指出了它在抗震防灾及工程抗震和震害预测预防方面的重要性。     

地震地面运动模型的研究

地震地面运动被模拟成均值为零的两次过滤Ｇａｕｓｓ白噪声随机过程。第一次过滤削减白噪声的高频含量;第二次过滤削减白噪声的低频含量。根据地震记录的功率谱,使用非线性函数的最小二乘法,确定了两次过滤Ｇａｕｓｓ白噪声随机过程的功率谱密度函数的参数。     

北京市区埋藏基岩凹陷地形对地震动的影响

北京市区沿三里河——西四——德胜门有一条地震高烈度异常带,其产生异常的原因众说不一。目前北京地区仍存在中等强度地震的波及与威胁,同时该区高层建筑正在日新月异的发展,因而探明这条高烈度异常的成因看来是很必要的。本文回顾了有关场地工程地质条件对地震动的影响的研究进展,详细分析了该区的工程地质和基岩构造情况,利用经作者扩展的SAP 5程序计算了典型剖面的地震反应。结果表明深度在1000——1500米的基岩凹陷对这一高烈度异常似有着控制性的影响。由于地面振动的卓越周期在1.0秒左右,将对该区的长周期结构(如高层建筑和烟囱等)带来不利影响。     

二维不均匀场地地震地面运动的估算

通过对某工程场地采用不同的介质参数和不同的人工边界处理方法求得的地面运动的比较，指出，只有应用合理的计算模型才得到正确的计算结果，文章还对在均匀粘弹性半空间内任意划定刚性和滚轴人工边界造成的计算误差作了探讨。     

土层分层厚度对设计地震动参数的影响

对同一场地改变土层分层厚度分别建立四种土层反应分析计算模型,输入人工合成的基岩地震波,分别进行土层地震反应分析计算,得到相应的地表加速度峰值和反应谱。对计算得到的结果进行分析比较,最终得出分层厚度对地震动参数的影响。