利用強震動記錄的譜比分析場地非線性反應(yīng).pdf

1、場地效應(yīng)直接影響地震災(zāi)害的嚴重程度，一直以來都是地震工程領(lǐng)域的研究熱點。場地非線性反應(yīng)作為場地效應(yīng)之一，也備受國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。大量研究結(jié)果表明，土體在強地震動作用下的應(yīng)變幅值增加，剪切模量隨之降低而阻尼比增強，引起場地卓越頻率向低頻段移動，場地放大在長周期段顯著提升。因此，研究場地發(fā)生非線性反應(yīng)現(xiàn)象對于工程結(jié)構(gòu)選址、抗震理論的完善，尤其是規(guī)范設(shè)計反應(yīng)譜的標定是必須考慮的關(guān)鍵問題。同時研究場地非線性反應(yīng)的特征以及產(chǎn)生非線性的地震動閾值至

2、關(guān)重要。我國數(shù)字強震動觀測臺網(wǎng)在2007年至2013年期間捕獲了大量高質(zhì)量的主余震加速度記錄，為研究場地非線性提供了良好的契機。本文以上述理論和數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)，對我國強震動臺站場地非線性反應(yīng)展開研究，完成的主要工作與取得的結(jié)論如下:
　　1、按照一定原則篩選出50個臺站的強震動觀測記錄，并對所有選取記錄進行數(shù)據(jù)處理，基于傅里葉振幅H/V譜比法，將記錄按照PGA值分檔類計算傅氏譜比平均值曲線并識別卓越頻率。結(jié)果表明，通過對比各檔類H

3、VSR曲線對應(yīng)的卓越頻率可以初步判斷出臺站場地是否發(fā)生非線性反應(yīng)，譜比法對于非線性識別具有良好的適用性和可靠性。
　　2、研究50個臺站場地非線性反應(yīng)四種參數(shù)（Rfp、DNL、ADNL、PNL）與地面加速度峰值(PGA)的對應(yīng)關(guān)系及其相關(guān)性，并選用相應(yīng)的值判斷發(fā)生場地非線性反應(yīng)的臺站，確定發(fā)生場地非線性反應(yīng)的參數(shù)閾值。結(jié)果顯示，對于大部分臺站四個參數(shù)規(guī)律均體現(xiàn)了強震動作用下場地非線性反應(yīng)的顯著特征，并識別出24個臺站發(fā)生了場地非線

4、性反應(yīng)。本文建議發(fā)生場地非線性反應(yīng)的PGA閾值為100gal，ADNL閾值為0.2，PNL閾值為0.2，Rfp的閾值為0.75。
　　3、利用臺站捕獲的不同時間段地震記錄和2007年、2009年臺站地脈動數(shù)據(jù)，結(jié)合臺站場地條件等因素，分析記錄不同時間段非線性反應(yīng)參數(shù)變化規(guī)律，以及識別到的弱震記錄卓越頻率變化趨勢，結(jié)果表明，中硬場地土或者弱震作用下的臺站場地對應(yīng)了線性地震響應(yīng)或發(fā)生了短暫的非線性反應(yīng)行為，卓越頻率在短周期內(nèi)即可恢復(fù)。