剪切波速的變化對場地地震動(dòng)參數(shù)的影響分析★

薛曉東 趙晉泉 曾金艷 趙向佳 霍 魁

(山西省地震局，山西 太原 030021)

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·結(jié)構(gòu)·抗震·

剪切波速的變化對場地地震動(dòng)參數(shù)的影響分析★

薛曉東 趙晉泉 曾金艷 趙向佳 霍 魁

(山西省地震局，山西 太原 030021)

選取太原盆地幾個(gè)相同場地類別的工程場地地質(zhì)勘探及土層剪切波速等資料，把剪切波速實(shí)測值按5%，10%，20%比例進(jìn)行放大和縮小，并設(shè)立了多種計(jì)算模型，分析了剪切波速的變化對場地地表地震動(dòng)參數(shù)的影響，得出了一些有價(jià)值的結(jié)論。

工程場地，地震動(dòng)參數(shù)，剪切波速，盆地

0 引言

場地地震動(dòng)參數(shù)的確定是工程場地地震安全性評價(jià)的主要目標(biāo)，其結(jié)果為建設(shè)工程抗震設(shè)防提供了重要的依據(jù)。局部場地條件作為影響地震動(dòng)的重要因素是不容忽視的，而場地土層的剪切波速又對場地條件有著很大的影響。目前，剪切波速的測試方法主要有單孔法、跨孔法和面波法。在實(shí)際測試工作中，又由于項(xiàng)目成本、施工要求、測試條件等因素的影響，使得測試難免會(huì)產(chǎn)生誤差，會(huì)給確定場地地震動(dòng)參數(shù)帶來影響。因此，分析剪切波速的變化對場地地表地震動(dòng)參數(shù)的影響就有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文選取太原盆地幾個(gè)相同場地類別的工程場地的工程地質(zhì)勘探及土層剪切波速等資料，把剪切波速實(shí)測值按5%，10%，20%比例進(jìn)行放大和縮小，側(cè)重分析剪切波速的變化對場地地表峰值加速度、加速度反應(yīng)譜的影響，為進(jìn)一步合理確定太原盆地及同類地區(qū)地震安全性評價(jià)工作中的場地地表地震動(dòng)參數(shù)提供參考依據(jù)，為防震減災(zāi)服務(wù)。

1 研究場地的基本資料

本文以太原盆地兩個(gè)相同場地類別(Ⅲ類場地)的工程場地為研究對象，獲取其工程地質(zhì)勘探及土層剪切波速等資料。研究場地基本情況見表1，地震鉆孔綜合柱狀表見表2，表3。

表1 研究場地基本情況

2 計(jì)算模型的建立及土層反應(yīng)分析

2.1 計(jì)算模型的建立

首先由基巖水平加速度峰值、基巖水平加速度反應(yīng)譜和由區(qū)域地震環(huán)境確定的持時(shí)參數(shù)，利用擬合技術(shù)得到滿足該反應(yīng)譜的

基巖水平加速度時(shí)程；本文根據(jù)工程場地的地震鉆孔資料和地層分布情況建立工程場地土動(dòng)力學(xué)模型，選取符合條件的基巖加速度時(shí)程，將加速度峰值調(diào)整為50gal～300gal，然后將適合的基巖加速度時(shí)程減半為輸入，進(jìn)行土層反應(yīng)分析。

2.2 土層反應(yīng)分析

經(jīng)過對工程地質(zhì)勘探及地震鉆孔DZK1，DZK2等資料的綜合分析，將同一鉆孔各地層的剪切波速實(shí)測值分別按5%，10%，20%比例進(jìn)行增大或減小建立7種土層反應(yīng)分析模型，選取符合條件的3組地震波作為輸入地震動(dòng)，進(jìn)行土層反應(yīng)分析，得到各地表峰值加速度Amax及地表加速度反應(yīng)譜的特征周期Tg(s)，如表4,表5所示。

3 剪切波速變化的比較分析

表4 不同剪切波速下的地表峰值加速度Amax

表5 不同剪切波速下的反應(yīng)譜特征周期Tg s

剪切波速的變化對場地地震動(dòng)參數(shù)有哪些影響，本節(jié)主要從地表峰值加速度及反應(yīng)譜特征周期兩個(gè)方面，將調(diào)整后的剪切波速計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了對比分析。表6給出了地表峰值加速度的比較分析，表7給出了反應(yīng)譜特征周期的比較分析。

表6 地表峰值加速度比較分析 %

表7 反應(yīng)譜特征周期比較分析 %

4 結(jié)語

本文以太原盆地兩個(gè)相同場地類別(Ⅲ類場地)的工程場地為研究對象，把剪切波速實(shí)測值按5%，10%，20%比例進(jìn)行放大和縮小，建立計(jì)算模型，進(jìn)行土層反應(yīng)分析，對剪切波速變化帶來的影響進(jìn)行分析，本文的分析結(jié)果如下：

1)土層剪切波速的放大和縮小對地表峰值加速度與反應(yīng)譜特征周期都有影響。

地表峰值加速度隨著土層剪切波速的放大和縮小也同時(shí)放大和縮小；而反應(yīng)譜特征周期會(huì)隨著土層剪切波速的放大和縮小變得縮小和放大。

2)土層剪切波速縮小對地表峰值加速度、反應(yīng)譜特征周期的影響要比土層剪切波速增大時(shí)影響程度稍大。

3)土層剪切波速的變化對場地地表地震動(dòng)肯定有影響，但影響場地地表地震動(dòng)參數(shù)的因素還有很多，例如計(jì)算模型的建立、土動(dòng)力學(xué)參數(shù)等，如何合理的確定場地地震動(dòng)參數(shù)仍然是今后工作中需要不斷解決的問題。

[1] 薄景山，李秀領(lǐng)，劉德東,等.土層結(jié)構(gòu)對反應(yīng)譜特征周期的影響[J].地震工程與工程振動(dòng)，2003，23(5)：42-45.

[2] 李小軍，彭 青.不同類別場地地震動(dòng)參數(shù)的計(jì)算分析[J].地震工程與工程振動(dòng)，2001，21(1)：29-36.

[3] 呂悅軍，彭艷菊，蘭景巖，等.場地條件對地震動(dòng)參數(shù)影響的關(guān)鍵問題[J].震害防御技術(shù)，2008,3(2):126-135.

[4] GB 17741—2005，工程場地地震安全性評價(jià)[S].

Influence of shear wave velocity on the ground motion parameters★

Xue Xiaodong Zhao Jinquan Zeng Jinyan Zhao Xiangjia Huo Kui

(EarthquakeAdministrationofShanxiProvince,Taiyuan030021,China)

In this paper, the engineering geological exploration and the shear wave velocity of soil layers in the same field of Taiyuan basin are selected, to enlarge and reduce the measured value of shear wave velocity by 5%, 10% and 20%, to set up a variety of calculation models, and to analyze the influence of shear wave velocity on the ground motion parameters, draw some valuable conclusion.

engineering ground, motion parameters, shear wave velocity, basin

1009-6825(2016)27-0029-02

2016-07-16★:山西省地震局科研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：SBK—1613)

薛曉東(1982- )，男，工程師

TU352

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