用震級和距離參數(shù)修正等效線性化波動方法的研究.pdf

1、對于一般工業(yè)和民用建筑，工程的設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)反應(yīng)譜由場地土的類別根據(jù)地震動參數(shù)區(qū)劃圖和抗震設(shè)計(jì)規(guī)范確定。對于重大工程，場地土的地震反應(yīng)直接影響場地相關(guān)反應(yīng)譜。覆蓋土層的地震反應(yīng)對于工程場地抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)地震動參數(shù)的確定具有重要意義。然而，本文文獻(xiàn)調(diào)研說明，盡管已經(jīng)有大量的強(qiáng)震記錄和相對成熟的土層反應(yīng)分析軟件，工程地震界對土層地震反應(yīng)的認(rèn)識至今仍有較大的分歧。本文借助美國西部的強(qiáng)震記錄，討論并改進(jìn)目前廣泛使用的等效線性化土層

2、反應(yīng)方法，具體內(nèi)容如下。 ⑴選擇美國西部既有基巖記錄又有厚度大于100米深沖積土層地表記錄的30個地震的強(qiáng)震觀測資料，分別建立基巖和地表加速度衰減規(guī)律，研究了美國西部大于100米深厚沖積土層在不同地震作用下的放大規(guī)律，得到了基巖地震動越強(qiáng)，深厚沖積土層放大倍數(shù)越小的結(jié)論。并發(fā)現(xiàn)，在基巖加速度峰值相同的條件下，產(chǎn)生該地震動的地震越小，放大倍數(shù)越大。 ⑵分別以5種基巖峰值加速度（0．5m/s2、1．00m/s2、1．50m/

3、s2、2．00m/s2和3．0m/s2）、3種震級（5、6、7級）組合成15種工況，用上文建立的衰減規(guī)律得到相應(yīng)的基巖反應(yīng)譜，每工況各合成9條加速度隨機(jī)時程，采用目前我國廣泛使用的（等效剪應(yīng)變固定為最大剪應(yīng)變的0．65倍的）等效線性化土層反應(yīng)方法（本文簡稱EQLM（0．65）），對上海地區(qū)的3個土層厚度不同的工程場地進(jìn)行土層反應(yīng)分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)果與上文基于統(tǒng)計(jì)得到的結(jié)果不完全一致。即對于相同的基巖峰值加速度，震級較大時，放大倍數(shù)相對較大。

4、 ⑶比較從基于土的剪切模量和阻尼比的頻率相關(guān)性確定等效剪應(yīng)變，嘗試改進(jìn)EQLM（0．65）的方法，以及Shake軟件通過改變震級調(diào)整等效剪應(yīng)變的方法，本文指出以上兩種做法的共性：依據(jù)基巖地震動的頻譜特性調(diào)整等效剪應(yīng)變的折減系數(shù)。由于地震動的頻譜并不由震級唯一確定，震中距也可影響地震動的頻譜，本文提出用震級和距離雙參數(shù)調(diào)整等效剪應(yīng)變的等效線性化方法EQLM（M，R），討論確定具體方案。通過計(jì)算比較發(fā)現(xiàn)，對較強(qiáng)的基巖地震動（峰值加速度

5、大于0．1g），EQLM（M，R）可以解決衰減規(guī)律與EQLM（0．65）土層反應(yīng)計(jì)算結(jié)果的矛盾。與基于土的剪切模量和阻尼比的頻率相關(guān)性調(diào)整等效剪應(yīng)變的方法相比，EQLM（M，R）簡單易行。 ⑷給出一個完整的工程安評的應(yīng)用算例。用不同超越概率峰值加速度的假想地震確定震級M和距離R；根據(jù)M和R確定時程包線，合成地震動；根據(jù)M和R用本文改進(jìn)的EQLM（M，R）進(jìn)行土層反應(yīng)計(jì)算得到地表地震動。將上述結(jié)果與傳統(tǒng)的EQLM（0．65）方法作

6、對比，指出EQLM（0．65）方法低估地表高頻地震動，超越概率越小，基巖地震動越強(qiáng)，低估誤差越大。而EQLM（M，R）可以解決EQLM（0．65）在基巖峰值加速度較大時低估高頻地震動放大倍數(shù)的問題。 ⑸用美國西部土層衰減關(guān)系對上海行政區(qū)作危險性分析，直接得到地表地震動參數(shù)，并與先用上海基巖加速度衰減規(guī)律作危險性分析得到基巖峰值加速度，然后與以EQLM（0．65）對上海地區(qū)土層反應(yīng)規(guī)律作調(diào)整得到的結(jié)果作對比，說明EQLM（0．65