強震動臺站的場地VS30估計及場地放大系數模型研究.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據估計缺乏勘測試驗數據、或鉆孔深度小于30m的強震臺站的場地條件參數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，其與場地放大系數之間表現(xiàn)出更強的相關性，利用其估計場地放大系數的離散性更小。
　　(4)以中國西部地區(qū)實際鉆孔資料為基礎，利用數值方法研究了土體非線性特性對場地放大系數的影響規(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