深层基岩标稳定性研究∗

2015-03-29静夏峰天津市地震局天津300201中国地震局第一监测中心天津300180

地震科学进展 2015年9期

纪静夏峰天津市地震局，天津 300201中国地震局第一监测中心，天津 300180

深层基岩标稳定性研究∗

纪静1）夏峰2）
1）天津市地震局，天津 300201
2）中国地震局第一监测中心，天津 300180

∗基金项目：天津城建大学“基岩标场地工程地质灾害研究”资助。

李七庄基岩标是天津市水准测量高程起算基准，位于天津市李七庄津涞公路昌凌路以东的天津市测绘院院内，场址场地地势平坦，大沽标高在2.75～2.59 m之间，标底埋深为1088 m，在国际和国内基岩标建设的记录中没有见到埋深超过1000 m以上的记载，可以说其深度是首屈一指。因此，对如此深的标体稳定性产生质疑是有道理的。

1　场地地质条件

李七庄基岩标钻孔的基岩深度为1 050 m，从李七庄基岩钻探所获得的地层资料与邻井对比，在组段厚度上无明显差异，可见处在天津断裂和白塘口西断裂之间的李七庄基岩标处没有小型断裂，从所取岩心来看，几乎没有岩溶现象，基岩岩性为致密坚硬的碳酸盐岩，是寒武系灰质白云岩地层。场地附近历史上的地震仅有一次，即1815年7月6日葛沽附近的5.0级地震。有仪器记录以来发生的数十次ML≥1.0地震中，最大为4.0级(MS3.4)，其他均为一些微小地震。

虽然覆盖层深度85 m处剪切波速500 m/s，但考虑到数值模拟计算的边界效应，计算深度仍到100 m。土层力学模型参数的剪切模量（G）和体积模量（K）由实测剪切波速和密度通过式：G=VS/ρ，K=E/3(1－2v)，G=E/2(1+v)（其中E为弹性模量，v为泊松比）换算得到，泊松比、粘聚力、摩擦角和剪胀角参照工程地质手册取值，场地土层力学模型取值表略。

2　模拟计算

将标体简化为直径0.5 m的实心混凝土标体，以标体为中心，在水平方向各取5 m范围建模，考虑到标体及周围土体对称性，取1/2范围计算。沿标体竖向网格划分，以各层岩性分层为基础，每0.5 m划分网格，在标体径向上沿放射状划分，FLAC3D软件建模截面网格图略。

在场地地震危险性分析的基础上得到50年超越概率2%、10%和63%的基岩反应谱，参考场地地震地质环境，以地震危险性分析得到的基岩峰值加速度和反应谱作为合成目标函数，使用适应本场址地区地震活动特征的强度包络函数，采用拟合目标函数的三角级数迭加法合成基岩地震加速度时程，分别得到50年超越概率2%、10%和63%加速度时程各一条，图略。

反应谱拟合周期控制点数大于50个，周期控制点基本均匀地分布于周期的对数坐标上，控制点谱的相对误差小于5%。考虑数值计算对网格划分的要求，对合成的时程进行基线矫正和滤波，滤掉7 Hz以上频率部分，作为场地地震动反应分析的输入基岩地震动加速度的时程。50年超越概率2%、10%和63%地震动时程作用时地下各深度水平位移时程计算结果图略。