一维场地地震反应分析中的不确定性研究

在工程场地地震动的研究中 ,一维场地地震反应计算是一种常用的方法 ,但在计算模型、土层参数和输入地震动等环节上均存在不同程度的不确定性。本文较系统地回顾与总结了有关场地地震反应分析不确定性研究的历史和现状 ,在此基础上重点研究了土参数不确定性对场地地震反应分析的影响。本项研究首先探讨了土层剪切波速、厚度、密度以及非线性特性等的不确定性问题 ,在详细讨论分析以往的统计结果和计算方法的基础上 ,给出了土参数不确定性模型的合理估计 ,建立了土参数随机分布模型。考虑到一次二阶矩方法的精度不高 ,而且一般只适用于小参数…     

成层地基一维土层对地震的随机反应分析

首先基于改进的一维剪切梁模型，对成层土层推导了确定自振频率、振型函数、参与系数及稳态动力响应的封闭型解析表达式，首次证明了成层土层振型函数的正交性，然后在此基础上，利用随机振动理论，研究了成层土层对地震的随机动力反应问题，关于基岩输入地震加速度的功率谱密度函数，考虑了两种形式：白噪声谱和过滤白噪声谱。数值计算结果表明：对这两种谱，土层的最大期望反应是不相同的；平稳输入与输出过高估计了土层的随机反应。     

核设施地震危险性估计中的几个问题

总结了地震安全性估计方法的现状与发展趋势,指出我国在用确定性方法确定设计地震动时,有些不确定性并未考虑,不少主观决定并非总是足够安全的。文中推荐了概率方法。场地影响分析中,特别是座落于软基上的核设施,需要对输入面的选择及土层反应分析中的多种不确定因素进行考虑。最后指出场地地震相关反应谱对座落于软基上的核设施的重要意义,以及大远震与小近震对反应谱的不同影响     

土层对地震的随机反应分析

利用随机振动理论,本文研究了非均匀土层对地震的动力反应问题,假定土层的剪切模量随深度呈指数函数形式分布,关于基岩输入地震动加速度的功率谱密度函数,考虑了两种形式：白噪声谱和有色谱,为了比较起见,文中考虑了均匀土层的情形,数值计算表明;（１）在基岩输入地震动加速度的功率谱密度为白谱的情况下,土层的最大期望反应（相对位移,绝对加速度,剪应变）大于基岩输入地震动的功率谱为有色谱的情形;（２）在土层的上部     

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分析——以Ⅲ类场地为例

本文选取山东地区2个Ⅲ类场地的工程地质勘探及土层剪切波速等资料,将土层厚度按5个深度段,每个分段给出了4个土层剪切波速的改变量,通过改变不同深度段土层剪切波速,建立了19种土层地震反应分析模型,分析了不同深度段,不同概率水平下土层剪切波速的变化对场地地震动参数的影响。研究表明,不同深度段土层剪切波速的变化对场地地震动参数的影响有差异。具体表现为,土层剪切波速的改变在1—10m、11—40m和地震输入界面处三个深度段对地震动加速度峰值影响较大;其中,41—70m和71—100m两个深度段剪切波速的改变对地震动加速度峰值影响小;在土层深度1—10m时,剪切波速降低,峰值变大,剪切波速的改变与峰值的改变呈负相关;在其它深度段,剪切波速降低,峰值变小,剪切波速的改变与峰值的改变呈正相关。剪切波速的改变在1—10m和11—40m两个深度段对地震加速度反应谱影响较大;在41—70m、71—100m和地震输入界面三个深度段对地震加速度反应谱影响很小。     

场地地震反应分析中的不确定性及其处理方法

系统地研究了场地地震反应分析中的不确定性及其产生的根源．利用蒙特卡洛法的有关理论,对影响场地地震反应分析结果的不确定性因素进行了估计与分析．实际应用结果表明,该方法是可行的,而且精度较高     

典型土层场地随机地震反应规律分析

针对硬、中、软3种土层场地,选取历史上实测到的Ⅰ类和Ⅱ类场地的地震动记录各100条,分别调整地震动记录加速度峰值至0.1g、0.2g和0.3g,并采用一维等效线性化方法开展了场地随机地震反应研究,系统分析了地震动峰值加速度、速度和位移反应的变异性规律。主要结论为,位移和速度峰值的变异性随场地土变软而增大;位移和速度峰值变异性较加速度峰值的变异性更为突出;利用50条左右的地震动记录即可获得场地地震反应均值和标准差较为稳定的结果。     

强度包线参数不确定性对土层地震反应影响研究

基于地震动衰减模型获取的强度包线参数是人工合成地震动的必备参数之一,目前已有多种地震动衰减模型成果,各自得到的结果有一定差异性,这势必影响土层地震反应分析结果以及基于此结果确定出的设计地震动参数。为研究这一影响,设定不同的震级、震中距,利用各衰减模型分别计算强度包线参数,获取对应的各强度包线参数的分布范围,并均匀划分取值点,以典型的不同强度加速度反应谱作为目标谱,人工合成一系列地震动并作为输入,计算来源与实际工程中不同场地类别的代表性场地的土层地震反应。研究表明：单独改变三个包线参数的大小对同一场地的地表峰值加速度并没有明显影响;部分场地随着t1、ts、c的增长,在某些区间呈现相反的变化趋势;部分类别场地之间的地表峰值加速度在震中距与震级变化时差值大致固定。强度包线参数的不确定性对土层地震反应分析结果有重要影响,人工合成地震动时要慎重选取。     

概率地震危险性分析中参数不确定性研究

本文宗旨是探讨概率地震危险性分析方法中主要地震活动性参数的不确定性及其影响。为此 ,重点研究了地震统计区划分中的不确定性及其影响、地震统计区参数 b值的不确定性及其影响 ,以及空间分布函数对地震活动性参数导致的不确定性的影响。文中指出 ,地震统计区概念是考虑时空不均匀性的概率地震危险性分析方法中特有的概念 ,是对概率地震危险性分析方法在考虑地震活动空间分布不均匀性方面的发展。虽然它源于我国的地震带划分概念 ,但是 ,却明显区别于地震带。文中强调了地震带划分是地震孕育发生环境研究的重要基础 ,而地震统计区仅只服务…     

内马铁路一期工程局部不规则二维场地地震反应分析

基于内马铁路一期工程地质资料,利用ABAQUS有限元软件建立某局部不规则二维场地有限元计算模型,利用Python语言进行二次开发,编制二维等效线性化计算程序。开展50年超越概率63%、10%和2%水准下的土层地震反应分析计算,对不规则地形不同位置处的地震动峰值加速度和频谱特性进行对比分析。研究结果表明,不规则地形对地震动特性的影响显著。本文研究结果对内马铁路一期工程地震动参数确定具有指导意义,同时可为跨越不规则地形工程结构抗震设计提供参考。     

山东地区地震动衰减和场地响应的研究

采用Atkirlsorl方法,基于遗传算法反演山东地区非弹性衰减Q值,在此基础上利用Moya等方法进行了台站的场地响应的测算。数据分析使用的是山东数字地震台网最早正式运行的8个数字台站记录的所有地震,采用信噪比方法挑选出质量较高的16次地震,对记录谱进行路径校正后参与计算得到每个台站的场地响应值。研究结果表明：在所研究的频率范围内非弹性衰减Q值和频率f有很好的线性关系,Q（f）9=297．4f^0.558;8个数字地震台中的7个基岩台均没显示出明显的放大作用。1个井下摆台站场地响应在高频部分衰减很快。     

Site Response in Las Vegas Valley, Nevada from NTS Explosions and Earthquake Data

We report site response in Las Vegas Valley (LVV) from historical recordings of Nevada Test Site (NTS) nuclear explosions and earthquake recordings from permanent and temporary seismic stations. Our data set significantly improves the spatial coverage of LVV over previous studies, especially in the northern, deeper parts of the basin. Site response at stations in LVV was measured for frequencies in the range 0.2–5.0 Hz using Standard Spectral Ratios (SSR) and Horizontal-Vertical Spectral Ratios (HVR). For the SSR measurements we used a reference site (approximately NEHRP B ``rock' classification) located on Frenchman Mountain outside the basin. Site response at sedimentary sites is variable in LVV with average amplifications approaching a factor of 10 at some frequencies. We observed peaks in the site response curves at frequencies clustered near 0.6, 1.2 and 2.0 Hz, with some sites showing additional lower amplitude peaks at higher frequencies. The spatial pattern of site response is strongly correlated with the reported depth to basement for frequencies between 0.2 and 3.0 Hz, although the frequency of peak amplification does not show a similar correlation. For a few sites where we have geotechnical shear velocities, the amplification shows a correlation with the average upper 30-meter shear velocities, V₃₀. We performed two-dimensional finite difference simulations and reproduced the observed peak site amplifications at 0.6 and 1.2 Hz with a low velocity near-surface layer with shear velocities 600–750 m/s and a thickness of 100–200 m. These modeling results indicate that the amplitude and frequencies of site response peaks in LVV are strongly controlled by shallow velocity structure.     

基于一种新显式时间积分算法的场地非线性地震反应分析

针对线弹性结构动力学方程,作者已提出一种具有良好稳定性的二阶精度单步显式时间积分算法。本文将该方法推广到求解材料非线性结构动力学方程中,采用带误差控制的修正欧拉算法计算单元应力,提高显式时间积分算法的精度。将求解非线性问题的显式算法应用于地震波垂直入射时非线性地震反应分析中,使用黏性边界模拟场地土层底部半空间基岩的辐射阻尼,并考虑地震动输入。与中心差分法计算结果进行对比,以表明新显式算法的有效性。     

Inelastic Attenuation of Seismic Wave and Site Response near the Xiaowan Reservoir

Based on digital seismograms recorded by 11 stations of the Xiaowan Reservoir-induced Earthquake Monitoring Network from May 21, 2005 to September 2006, we calculated the inelastic attenuation near Xiaowan reservoir using Atkinson method. We got the relation of Q value to frequency as Q（f） = 225.8 f^0332. Using the Moya method we got the site response of the 11 stations of Xiaowan Network and source parameters of 43 earthquakes. The source parameters were discussed briefly.     

用Nakamura技术评估天津地区场地效应

用传统的经验转换函数方法评估场地效应需要有一个小孔径台阵,布设若干地震计,其中须有离软土台不远的基岩台。这种方法在天津市这样的大面积平原多震地区无法实现。天津市辖区面积11000km2,只有北部的蓟县是山区,市区是平原,南部的塘沽区、汉沽区、大港区是滨海第四纪巨厚沉积区。天津南部滨海区在1976年唐山MS7·8地震时受灾最重,死亡人员超过20000。天津是1949年以来我国唯一遭遇麦卡利地震烈度达到Ⅷ震灾的直辖市,也是此间我国遭遇地震最大(1976年宁河MS6·9)的城市。十五期间投巨资建立了数字地震观测台网,位于不同场地上的地震观测点清晰、完整地记录了若干有感地震。本文利用近场地面自由场地震三分向记录和Nakamura技术研究了天津地区的场地效应。并与唐山地震时天津地区实际遭受的宏观地震烈度相对比,结合天津地区的地下结构进行了分析。结果表明,Nakamura技术所获得的反映震害的指标(Nakamura技术的放大倍数)与实际震害基本一致。说明Nakamura技术在与天津地区地质构造类似的城市(平原、第四纪沉积层巨厚)如北京、上海、成都具有推广应用价值。我国正在建设大量自由场、数字化、宽频带、大动态地震观测点,该方法具有一定的应用前景。     

不同类别场地地震震动反应分析

基于GB50011-2001建筑抗震设计规范划分的4类场地，设计了115个一维成层场地，计算模型用场地地震反应分析的等效线性化波动分析方法，对场地地震反应进行了计算，找出了4类分类场地条件对场地地震动影响的特点及规律。得出对于Ⅲ类、Ⅳ类场地，当计算基底输入幅值较大时，地震动长周期成分十分丰富，短周期成分少的结论。     

PART I: Theoretical Site Response Estimation for Microzoning Purposes

— We estimate the theoretical site response along seven cross sections located in the city of Thessaloniki (Greece). For this purpose the 2-D structural models used are based on the known geometry and the dynamic soil properties derived from borehole measurements and other geophysical techniques. Several double-couple sources have been employed to generate the seismic wavefield, and a hybrid method that combines the modal summation with finite differences, has been deployed to produce synthetic accelerograms to a maximum frequency of 6 Hz for all components of motion. The ratios between the response spectra of signals derived for the 2-D local model and the corresponding spectra of signals derived for the 1-D bedrock reference model at the same site, allow us to estimate the site response due to lateral heterogeneities. We interpret the results in terms of both geological and geometrical features of the models and of the characteristics of the wave propagation. The cases discussed confirm that the geometry and depth of the rock basement, along with the impedance contrast, are responsible for ground amplification phenomena such as edge effects and generation and entrapment of local surface waves. Our analysis also confirms that the peak ground acceleration is not well correlated with damage and that a substantially better estimator for possible damage is the spectral amplification.     

运用谱比法计算福建地区观测台网台站响应

场地动力特性对地震造成的破坏有着重要的影响。因此对场地进行动力特性分析,对于地震的监测预报、地震预警、工程抗震设防、地震勘探等具有十分重要的意义。本文主要结合福建地区现有地震观测台网,利用地脉动记录,采用较为简便的谱比方法（Nakamura方法）对福建地区观测台网中台站响应情况进行计算和分析。     

甘东南地区非弹性衰减系数、震源参数和场地响应研究

利用甘肃数字地震台网的波形记录,基于遗传算法,首先用Atkinson方法计算非弹性衰减系数,在此基础上用Moya方法同时反演震源参数和场地响应。反演结果表明:甘东南地区非弹性衰减Q值与频率的关系为Q(f)=404.2f0.264;9个台站中除了天水台,其余台站的场地响应均没有显示明显的放大效应,这与其均处于岩石地基的情况相吻合;研究区地震的应力降范围为1～70bar;震源参数拐角频率与地震矩、地震矩与震级之间存在较明显的依赖关系。