強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站的場(chǎng)地VS30估計(jì)及場(chǎng)地放大系數(shù)模型研究.pdf

1、場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)具有顯著影響，是確定抗震設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)時(shí)需要考慮的重要因素，因此探究場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的影響規(guī)律具有重要意義。地震作用下產(chǎn)生的地面運(yùn)動(dòng)（地震動(dòng)）是震源特征、路徑特性和場(chǎng)地特征三方面因素的體現(xiàn)，其直接、客觀地反映了場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的影響，因此是研究場(chǎng)地條件影響機(jī)制的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。雖然目前全球強(qiáng)震記錄較為豐富，但是受限于強(qiáng)震臺(tái)站場(chǎng)地資料的完整性，大量已獲取的強(qiáng)震記錄無(wú)法應(yīng)用，進(jìn)而嚴(yán)重制約了對(duì)場(chǎng)地條件影響的研究。
　　為了

2、改變這一現(xiàn)狀，本文提出了通過(guò)強(qiáng)震記錄及部分臺(tái)站的剪切波速數(shù)據(jù)估計(jì)缺乏勘測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)、或鉆孔深度小于30m的強(qiáng)震臺(tái)站的場(chǎng)地條件參數(shù)VS30，利用日本、美國(guó)加州等地區(qū)強(qiáng)震資料對(duì)方法的效果進(jìn)行檢驗(yàn)。將方法應(yīng)用于中國(guó)西部地區(qū)，估計(jì)了部分強(qiáng)震臺(tái)站的場(chǎng)地參數(shù)VS30。在確定中國(guó)西部地區(qū)臺(tái)站場(chǎng)地Vs30的前提下，以其為變量建立定量估計(jì)場(chǎng)地放大系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。完成的主要工作包括以下幾方?
　　(1)通過(guò)廣義反演技術(shù)獲取了強(qiáng)震臺(tái)站的場(chǎng)地放大，再利用

3、均方根阻抗比方法，建立了不同強(qiáng)震臺(tái)站的場(chǎng)地1/4波長(zhǎng)深度內(nèi)等效剪切波速間的關(guān)系，根據(jù)剪切波速已知的臺(tái)站，確定了缺乏剪切波速數(shù)據(jù)的臺(tái)站的場(chǎng)地VS30。利用日本、美國(guó)加州和中國(guó)西部地區(qū)的強(qiáng)震資料驗(yàn)證了估計(jì)方法的效果。將方法應(yīng)用于中國(guó)西部地區(qū)，確定了部分強(qiáng)震臺(tái)站的場(chǎng)地VS30。
　　(2)基于臺(tái)站場(chǎng)地的淺層（深度小于30m）土體剪切波速以及單臺(tái)場(chǎng)地放大曲線，提出了確定鉆孔深度小于30m的臺(tái)站的場(chǎng)地VS30的方法。利用日本、美國(guó)加州等地區(qū)

4、的強(qiáng)震資料驗(yàn)證了估計(jì)方法的效果。該方法避免了估計(jì)VS30時(shí)對(duì)速度梯度延拓模型的依賴。將方法應(yīng)用于中國(guó)西部地區(qū)，確定了部分鉆孔深度小于30m的臺(tái)站的場(chǎng)地VS30。
　　(3)以中國(guó)西部地區(qū)強(qiáng)震臺(tái)站的場(chǎng)地資料和數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)分析場(chǎng)地卓越周期T0與場(chǎng)地VS30的關(guān)系，建立兩者的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。利用?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ痛_定了中國(guó)西部地區(qū)缺乏剪切波速、且不滿足廣義反演前提的臺(tái)站的場(chǎng)地VS30。將經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c其他方法估計(jì)結(jié)果相比較表明:經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ凸烙?jì)值在表征場(chǎng)地

5、放大方面具有優(yōu)勢(shì)，其與場(chǎng)地放大系數(shù)之間表現(xiàn)出更強(qiáng)的相關(guān)性，利用其估計(jì)場(chǎng)地放大系數(shù)的離散性更小。
　　(4)以中國(guó)西部地區(qū)實(shí)際鉆孔資料為基礎(chǔ)，利用數(shù)值方法研究了土體非線性特性對(duì)場(chǎng)地放大系數(shù)的影響規(guī)律，結(jié)合強(qiáng)震記錄建立了考慮土體非線性效應(yīng)的場(chǎng)地放大系數(shù)模型。對(duì)模型結(jié)果的分析表明該模型符合中國(guó)西部地區(qū)場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的影響規(guī)律。利用包含這一場(chǎng)地放大系數(shù)模型的衰減關(guān)系計(jì)算了加速度反應(yīng)譜，結(jié)果表明衰減關(guān)系能夠反映土體非線性反應(yīng)對(duì)加速度反應(yīng)譜