利用宁洱地震强震记录分析场地响应

采用Nakamura方法,利用2007年6月3日宁洱地震强震动记录S波资料和脉动观测资料,计算了宁洱震区一些强震动台的场地响应.结果表明,当台站场地为基岩或覆盖层较薄时,由脉动数据和S波数据分别计算的谱比曲线一致性很好.当覆盖层大于35 m的时候,两者的谱比值有差异,即用S波计算的场地放大响应要明显大于用脉动计算的场地响应.     

Wave-site软件开发及强震数据分析

利用Matlab平台,设计一款用于强震数据处理的Wave-site软件,与在用软件相比,增加台站场地响应计算等功能,并提供多种基线校准和场地响应计算方法作比较分析。应用该软件研究了三山强震台场地响应与震级的关系,数据表明,地震S波放大因子大于地脉动,且随震级升高而增大。     

新疆乌恰6.8级地震的场地响应分析

利用2008年10月5日新疆乌恰6.8级地震时新疆强震动观测台记录的S波资料和脉动观测资料,采用Nakamura方法计算了这些强震观测台的场地响应.结果表明:(1)地震记录前10 s的脉动场地响应明显大于测试脉动和地震记录S波的场地响应,是测试脉动和记录S波场地响应的3倍,而测试脉动场地响应和S波记录场地响应基本相符....     

用H/V谱比法计算云南区域数字地震台站的场地响应

用H/V谱比法,计算给出了云南区域数字地震台网23个子台S波随频率变化的台站场地响应特征。结果表明:在1～10Hz频段内,23个子台S波的场地响应相对较平坦,在1.41～2.91之间变化,平均2.08;在大于10Hz的高频段,部分台站的场地响应有较明显的放大。     

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。     

云南测震台网台站场地响应与ML震级测定的讨论

利用2016年云南测震台网记录到的地脉动数据,运用H/V谱比法计算分析了47个测震台站在0.1～20.0Hz频段内的场地响应。选取2012～2016年期间云南测震台网记录到的ML≥2.5地震做单台震级偏差统计分析,挑出受场地放大作用而出现单台震级大于台网平均震级的台站做去场地放大校正,然后重新统计单台震级偏差情况。计算结果显示云南测震台网的台站受台基条件和所处位置等地质构造因素影响,均存在一定程度的场地放大作用,大部分台站场地响应的卓越频率为1～6Hz,放大倍数为2～4倍。受场地放大作用的影响,大姚、芒市等19个台站的单台ML震级大于台网平均震级。在去除场地放大作用后,台站单台震级与台网平均震级的偏差有所减小。     

基于强震记录不同波动成份的HVSR谱比结果差异性研究

使用6个强震台站记录的2008年汶川8.0级地震强震记录,通过对比强震记录中各波动成份的HVSR谱比结果,分析了各波动成份对场地地震效应分析结果的影响;根据各波动成份的水平向和垂直向傅里叶谱结果,初步解释了各波动成份HVSR谱比结果不同的原因,并指出了HVSR谱比方法在强震记录和地脉动记录中应用的区别和联系。结果表明:强震记录中由于包含了震源特性和路径信息,故其HVSR谱比结果与地脉动的结果有明显的区别,建议在使用强震记录进行HVSR谱比分析场地地震效应时,尽量使用全波波形进行谱比研究。     

HVSR谱比法应用于强震数据时基本假定合理性讨论

采用日本KiK-net台网中9个台站的实测场地模型及多个地震的强震观测记录等数据,对HVSR方法应用于强震数据时"基岩处水平-竖向谱比为1"的假定进行了讨论,并探讨了利用不同系数计算场地水平传递函数TF_H的差异,最后对表征不同TF_H差异的系数进行了相关性分析。结果表明:强震观测数据揭示的基岩内水平-竖向谱比不一定为1,仅在某一频率范围内可以视为一个常数;表征用不同TF_H差异的系数C取为■时,计算得到的水平向传递函数与实际观测得到的水平向经验传递函数一致性较好;HVSR_B与■在所考虑的频率范围内存在一定的弱相关性。     

HVSR方法用于地震作用下场地效应分析的适用性研究

以美国Garner Valley Downhole Array（GVDA）竖向观测台阵的强震观测记录为基础,利用水平与竖向谱比（Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio, HVSR）方法与传统谱比方法研究了多次地震作用下竖向台阵场地的波动传播规律,探讨了该场地HVSR曲线与传递函数（Transfer Function, TF）曲线的差异,综合利用频域求解一维层状场地P、SV波入射情况下场地响应的土层地震反应分析方法和合成理论地震图的波数积分法解释了二者差异可能的原因,在此基础上研究了HVSR方法应用于地震作用下场地效应分析的适用性.研究结论表明：竖向地震动场地效应是HVSR与传递函数产生差异的主要原因,竖向地震动场地效应主要是由竖向地震动中的P波成分引起的.在场地竖向放大可以忽略的频段范围内,HVSR可以作为传递函数研究地震作用下的场地效应.     

黄土斜坡动力响应特征分析

斜坡动力响应特征与斜坡形态密切相关,若入射地震波主频接近斜坡卓越频率就会放大斜坡动力响应,甚至造成斜坡失稳。汶川地震对远离震中的黄土地区造成了较为严重的破坏,局部场地震害和地震动放大效应显著。选取汶川地震典型黄土斜坡场地,利用地形台阵流动观测和数值模拟计算相结合的方法,系统开展强震动作用下黄土斜坡场地动力响应特征研究。结果表明:坡顶卓越频率最小,其PGA放大系数甚至达到坡底的1.98,这种现象可能与斜坡高差和入射波波长之比密切相关,比值0.2时坡顶放大效应达到最大。随斜坡坡度增加,放大效应增强,坡顶反应谱卓越周期放大系数可达5,说明斜坡地形对强震地面运动有显著影响。数值计算结果与实际强震观测基本吻合,其结果对黄土地区建设工程抗震设防具有重要的科学与实际意义。     

Comparison between different techniques for evaluation of predominant periods using strong ground motion records and microtremors in Pereira Colombia

This paper presents a comparison between different techniques for evaluation of predominant periods in soft soil, for the urban area of Pereira city, Western Colombia. In this study we used microtremor and strong ground motion records obtained by a local array of seven accelerographs stations deployed in the city. Response spectra and spectral ratios have been calculated and compared with strong seismic events recorded in solid rock and soft soil stations. These observations allowed the determination of dominant response spectra for several sectors in the urban area. For the microtremor measurements and earthquake data, dominant periods were determined using interpretation of Fourier amplitude spectra and Nakamura's technique. A comparison between dominant periods obtained from strong ground motion records and those obtained from microtremor measurements show similarities, which is in the range 0.2–0.5 s. A preliminary version of a site response map for Pereira city was obtained from this analysis.     

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.     

基于谱比法的江苏强震动台站场地特征分析

选取江苏省强震动台网近年来获得的强震动记录,基于水平竖向谱比法(HVSR),计算了22个强震动台站的速度反应谱平均谱比曲线,采用谱比形状一致法进行场地分类,并结合典型台站场地的工程地质资料进行对比分析。研究结果表明,平均谱比曲线的卓越周期、场地放大等特征与台站场地地质资料相吻合,与传统场地分类方法相比,基于谱比法的场地特征分类方法能够突出不同场地的地震动反应特征,较好地体现了台站的场地反应特征。     

地表/井下反应谱比值非线性统计特征与影响因素研究

浅地表软弱覆盖层对地震动的影响具有强非线性,但因观测记录样本量过小,难以通过参考谱比法等直接方法予以可靠分析。本文基于日本KiK-net台网136个竖向钻井台阵获取的141881组加速度记录的统计分析,研究了地表/井下反应谱比值随地震动强度变化的非线性变化规律与主要影响因素。利用变窗口尺度的滑动窗口平均法加强数据线性度,并确定了与地震动强度相关的台站最小记录样本量,统计结果表明地表/井下反应谱比值平台值随地震动强度变化的非线性衰减指数为−0.24～−0.08。利用套索（Lasso）算法统计回归发现,本研究12个场地特性表征参数中,30 m平均剪切波速（$ {V}_{\mathrm{s}30} $）、场地卓越频率与地表/井下反应谱比值非线性衰减指数具有较好的正相关性;较弱强度地震动作用下地表/井下傅里叶谱比值峰值、地表/井下反应谱比值峰值与地表/井下反应谱比值非线性衰减指数具有较好的负相关性。     

地脉动水平/竖向谱比表征地震动场地效应的有效性及其修正

近年来,地脉动水平/竖向谱比法广泛应用于获取场地卓越频率工作中,但在指示地震动放大系数方面是偏小的。利用KiK-net台网403个台站共21万余组数据,通过对比分析地脉动水平/竖向谱比MHVR和地震动水平/竖向谱比EHVR,发现二者的谱形和峰值频率基本一致,但幅值存在差异。根据MHVR谱形将场地分为6类,建立将MHVR修正为EHVR的经验方法。当MHVR有可解释的峰值时,实测EHVR和修正后MHVR预测值一致性提高。地震动峰值加速度在40 cm/s2以下时,EHVR受场地非线性的影响较小,利用MHVR及其修正方法可有效估计EHVR。     

Applicability of the H/V spectral ratio of microtremors in assessing site effects on seismic motion

The authors examine the reliability of site response estimations obtained by the horizontal to vertical (H/V) spectral ratios of microtremors by means of cross‐validation with the ratio of the horizontal spectra of earthquake motion with respect to reference sites. The data comprise microtremor and ground motion records recorded at 150 sites of Yokohama strong motion array. The use of non‐supervised pattern recognition techniques aims to group the sites with more objectivity. Attributes defining the overall shape of the amplification spectra serve as input in the computation of Euclidean distance similarity coefficients amongst sites. The implementation of the Ward clustering scheme leads to the attainment of a meaningful tree diagram. Its analysis shows the possibility of summarizing the results into six general patterns. A good coincidence of site effects estimates at 80 per cent of the sites becomes apparent. However, this coincidence appears poor for sites characterized by H/V amplification ratios around 2 or smaller and predominant periods longer than 0.5 s. In such cases, the presence of stiff, sandy sediments in the soil profile proves common. To proscribe H/V estimations, relying solely on the small spectral ratios criterion seems inadequate. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

以反应谱和功率谱密度函数表征的强震运动的统计特性

文中利用我国海城和唐山地震１９０条强震记录和美国西部１３８条强震记录研究了以反应谱和功率谱密度函数表征的强震运动的统计特性。反应谱用最大地面加速度归一化，即表为谱放大系数，功率谱密度函数用金井清谱描述。文中研究了参数的统计值和依赖性，以及谱放大系数和金井清谱参数与场地条件、震源和震中距等之间的相关性，分析比较了中美两国强震运动谱的统计特性，并对我国地震工程应用的强震运动谱的统计参数值的选取提出了建议。     

地震动加速度反应谱场地条件影响调整系数研究

场地条件对地震动特性影响显著,在抗震设计反应谱的确定过程中,需根据场地条件对加速度反应谱予以相应的调整。已有场地条件影响调整方案研究成果,均基于数值模拟或局部地区强震动记录统计,多数仅给出了峰值加速度PGA场地条件影响调整系数,对非线性的考虑缺乏观测数据依据。为此在全球强震动记录统计获得的PGA归一化加速度反应谱和日本钻井台阵记录获得的加速度反应谱平台值非线性衰减指数的基础上,结合钻孔模型数值模拟和近期研究成果,建立了考虑场地条件影响非线性的地震动加速度反应谱场地条件影响调整系数方案。     

HORIZONTAL-TO-VERTICAL SPECTRUM RATIO OF EARTHQUAKE GROUND MOTION FOR SITE CHARACTERIZATION

Nakamura's method, which uses a horizontal-to-vertical Fourier spectrum ratio of microtremor, has become popular to determine the predominant period and amplification of a site. In this study, this method is extended for earthquake ground motion recordings using new strong motion data recorded by JMA-87-type accelerometers. From the analysis of these accelerograms, horizontal-to-vertical Fourier spectrum ratios of a site for different earthquakes are also found to be stable irrespective of magnitude, distance and depth. To establish this fact, attenuation relations of velocity response spectra for horizontal and vertical components are derived for three damping ratios (0, 2 and 5 per cent) using the JMA data. Then the horizontal-to-vertical ratios of the velocity response spectra are obtained. The results show that the horizontal and vertical velocity response spectra are dependent on magnitude, distance and depth, but that their ratios are almost independent of magnitude, distance and depth. However, since the current data set consists of mostly intermediate to far field data, this observation should be limited to records of these distance ranges. Introducing station coefficients, representing site amplification, to this relation yields the value comparable to the horizontal-to-vertical Fourier spectrum ratio at a specific site. The stability of the spectrum ratio is explained by the transfer function between the ground surface and stiff-soil outcrop due to S-wave propagation. These results suggest that site amplification characteristics can be evaluated by one-point two-component surface recordings of earthquake ground motion, in a similar manner as proposed by Nakamura for microtremor. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.