強震動臺站的場地VS30估計及場地放大系數(shù)模型研究.pdf

1、場地條件對地震動具有顯著影響，是確定抗震設計地震動參數(shù)時需要考慮的重要因素，因此探究場地條件對地震動的影響規(guī)律具有重要意義。地震作用下產生的地面運動（地震動）是震源特征、路徑特性和場地特征三方面因素的體現(xiàn)，其直接、客觀地反映了場地條件對地震動的影響，因此是研究場地條件影響機制的重要數(shù)據基礎。雖然目前全球強震記錄較為豐富，但是受限于強震臺站場地資料的完整性，大量已獲取的強震記錄無法應用，進而嚴重制約了對場地條件影響的研究。
　　為了

2、改變這一現(xiàn)狀，本文提出了通過強震記錄及部分臺站的剪切波速數(shù)據估計缺乏勘測試驗數(shù)據、或鉆孔深度小于30m的強震臺站的場地條件參數(shù)VS30，利用日本、美國加州等地區(qū)強震資料對方法的效果進行檢驗。將方法應用于中國西部地區(qū)，估計了部分強震臺站的場地參數(shù)VS30。在確定中國西部地區(qū)臺站場地Vs30的前提下，以其為變量建立定量估計場地放大系數(shù)的經驗模型。完成的主要工作包括以下幾方面:
　　(1)通過廣義反演技術獲取了強震臺站的場地放大，再利用

3、均方根阻抗比方法，建立了不同強震臺站的場地1/4波長深度內等效剪切波速間的關系，根據剪切波速已知的臺站，確定了缺乏剪切波速數(shù)據的臺站的場地VS30。利用日本、美國加州和中國西部地區(qū)的強震資料驗證了估計方法的效果。將方法應用于中國西部地區(qū)，確定了部分強震臺站的場地VS30。
　　(2)基于臺站場地的淺層（深度小于30m）土體剪切波速以及單臺場地放大曲線，提出了確定鉆孔深度小于30m的臺站的場地VS30的方法。利用日本、美國加州等地區(qū)

4、的強震資料驗證了估計方法的效果。該方法避免了估計VS30時對速度梯度延拓模型的依賴。將方法應用于中國西部地區(qū)，確定了部分鉆孔深度小于30m的臺站的場地VS30。
　　(3)以中國西部地區(qū)強震臺站的場地資料和數(shù)據為基礎，通過分析場地卓越周期T0與場地VS30的關系，建立兩者的經驗模型。利用經驗模型確定了中國西部地區(qū)缺乏剪切波速、且不滿足廣義反演前提的臺站的場地VS30。將經驗模型與其他方法估計結果相比較表明:經驗模型估計值在表征場地

5、放大方面具有優(yōu)勢，其與場地放大系數(shù)之間表現(xiàn)出更強的相關性，利用其估計場地放大系數(shù)的離散性更小。
　　(4)以中國西部地區(qū)實際鉆孔資料為基礎，利用數(shù)值方法研究了土體非線性特性對場地放大系數(shù)的影響規(guī)律，結合強震記錄建立了考慮土體非線性效應的場地放大系數(shù)模型。對模型結果的分析表明該模型符合中國西部地區(qū)場地條件對地震動的影響規(guī)律。利用包含這一場地放大系數(shù)模型的衰減關系計算了加速度反應譜，結果表明衰減關系能夠反映土體非線性反應對加速度反應譜