中硬场地对华北地区不同地震环境地震动反应谱的影响

2015-05-13吕悦军中国地震局地壳应力研究所北京100085

地震科学进展 2015年9期

李爽吕悦军（中国地震局地壳应力研究所，北京 100085）

李爽吕悦军
（中国地震局地壳应力研究所，北京 100085）

以华北地区典型中硬工程场地为研究对象，运用一维等效线性方法进行土层地震反应分析计算，研究中硬场地对不同地震环境地震动反应谱的影响。采用地震危险性确定性分析方法得到的基岩反应谱作为输入地震动，收集华北地区中硬场地的钻孔资料、剪切波速及动三轴土样试验资料，并挑选典型的钻孔建立土层模型，进行大量的土层地震反应分析计算，从而得到多种地震环境下不同周期反应谱值的土层反应分析计算结果，并归纳总结相关规律。

全面收集整理了华北地区中硬场地工程地质资料，包括第四系覆盖层厚度、剪切波速、土动力学参数等资料，确定有代表性的场地作为典型场地，最终选取了110个钻孔并构建土层模型。依据地震动参数区划图的研究成果，选择具普适性的中国华北地区的地震动峰值加速度长轴衰减关系，进行确定性地震危险性分析计算，确定不同地震环境的基岩输入地震动。由于我国的分区衰减关系不适用于本底地震，故采用核电工程地震危险性分析中常用的美国西部地区的衰减关系来计算本底地震。计算了6种地震环境和基岩反应谱见表1，图1，并以此为目标谱合成基岩地震动加速度时程，作为输入地震动对110个钻孔模型进行土层地震反应分析计算，将各典型周期场地地震动加速度反应谱值与对应的基岩加速度反应谱值相对比，得出各典型周期反应谱值的放大倍数，在剔除奇异值后，分析得到的统计结果（图略）。得出结论：①中硬场地对0.3 s，0.5 s两个周期对应的地震动放大效应较为明显；②对长周期地震动的放大效应弱于对短周期地震动的放大效应；③远场大震环境下，除1 s，2 s外，其他周期对应的放大倍数值要高于其他地震环境的放大倍数值；④近场大震环境下，中硬场地对0.1 s，0.3 s周期对应的地震动放大效应明显低于其他地震环境；⑤除近场大震环境外，在其他5种地震环境下，中硬场地对0.3 s周期对应地震动的放大效应最高。