场地地质条件对地震震害的影响研究

■刘双（黑龙江省地震局黑龙江哈尔滨150090）

场地地质条件对地震震害的影响研究

■刘双
（黑龙江省地震局黑龙江哈尔滨150090）

受到亚欧板块、太平洋板块和印度洋板块的影响，我国地处欧亚地震带和环太平洋地震带之间。我国的地震活动非常的频繁，而且震源较浅，强度较大，分布较广，深受震害的影响。加强对于地震的研究和预防，对于我国来说有着重要的意义，尤其是在地质条件比较复杂的地区，加大对场地地质条件对地震震害影响的研究，并及时做好地震的预防措施，有利于降低震害区的生命安全威胁，减少震害区的财产损失。

地震 地质灾害 地质条件 影响

1　地震概述

地震，英文名为Earthquake，也叫做地震动或地动，是由于地壳运动造成的地球表层的极速震动，从而产生了地震波。地震是地壳运动的特殊状态，是一种自然的地质现象。对于地震，我们应当科学的认识，地震并不是非常可怕的，全球每年会发生数以万计的地震，只不过是有的地震的震源比较深或震级比较小，人类是几乎感觉不到的。对于这些不能感觉到的地震，只能用非常精准的地震仪才能感觉到。因此，我们应当科学的、理性的对待地震。

对于地震的震害主要包括原生灾害、次生灾害以及诱发灾害等。原生灾害指的是当地震发生的瞬间对于建筑物、桥梁等地表造成的整体或部分的损坏。次生灾害指的是由于地震的发生而引发的水灾、火灾、有毒气体的泄露和扩散以及由地震引起的滑坡、泥石流、海啸等的地质灾害。诱发灾害则指的是因地震而出现的社会性的灾害，如饥荒、瘟疫、人类的心理阴影以及社会的不安定等问题。

2　地质条件对地震震害的影响

工程结构所在地，即支撑并对其地震反应有直接影响的地基称为工程场地。工程场地和地壳介质之间的界线并不明确。在地震危险性分析中，一般都是先确定基岩面的地震动，然后再考虑土层对地震动的影响。工程场地条件包括近地表几十米至上百米内的地基岩土结构和特性、地形地貌、浅表断层、地下水位等工程地质要素。这些因素对地震动和地面破坏有强烈的影响，对结构抗震有至关重要的作用。

2.1场地地形地貌条件震害影响

地形和地貌的影响即为通常人们所称的局部地形的影响。历次破坏性地震的震害调查和获得的强震观测资料显示，局部地形对地震震害有显著的影响。强震记录的统计分析结果显示，地形的影响可使加速度峰值增大30—50%。目前关于地形和地貌对地震动影响的较统一的认识是，不规则地形的顶部较底部的地震动大，形态变化急剧的部位较缓慢渐变的地震动大。宏观震害经验表明：①高突地形距基准面高度越大，高处地震反应越强烈；②离陡坎和边坡顶部距离越大，反应相对减小③从岩土构成方面看在同样地质条件下，土质结构的反应比岩质结构大；④高突地形顶面越开阔，远离边缘中心部位的反应越明显减少；⑤边坡越陡，其顶部的放大效应相应加大。

2.2场地地质构造条件与震害影响

场地地质构造条件主要是指分布于工程场地及其附近地区内有关断裂构造的位置、产状、性质、规模、展布范围、相互关系、活动性以及其对场地稳定性可能产生的影响。建筑施工场地若存在断层，场地和地基的整体性便会遭到破坏。由于断层软弱带常发育软弱的断层物质，从而在局部场地地中形成不良地基，导致建筑物产生不均匀沉陷、倾斜或滑动。另外，由于断层的切割作用，常构成地下水通道，导致施工中突然出现涌水、流砂和地面沉陷等现象，严重影响场地岩土体的稳定性，并危及地面及地下工程的顺利进行。

对于断层问题，，需要按发震断层和非发震断层两种不同情况分别考虑，且不能用提高场地烈度的方式考虑其影响。一般非发震断层无加重震害的趋势，但也不应用提高场地烈度的方式考虑其影响。所以重点考虑发断层的影响。

2.3场地土质条件条件与震害影响

工程地震学研究中所称的土层结构通常是指地面下第四纪覆盖土层的不同排列组合以及下伏基岩的表面形态等。土层结构对地震动的影响的研究主要集中在基岩起伏和软弱夹层对地震动的影响两个方面。关于基岩起伏对地震动的影响，Dezfulian等应用有限元方法，在不同土质、土层厚度和基岩倾斜角等条件下进行分析计算，研究结果表明，覆盖土层下伏基岩面的倾斜程度对地面峰值加速度有影响，基岩面的坡度越小，影响越大，但对地震动频谱特性的影响却很小

2.4场地覆盖层条件与震害影响

土层厚度对地震动的影响早在1923年日本关东大地震时就已被发现，在后来发生的一系列的破坏性地震的震例都体现了土层厚度对地震动的影响。当前，破坏性地震的震害调查、强震资料的分析整理和理论研究所得出的主要结论是:覆盖土层越厚，地表反应谱长周期的频谱成分愈显著，反应谱曲线愈向后移，归一化反应谱的特征周期越大，土体的自振周期也增大。

目前，在我国关于覆盖土层厚度对场地地表峰值加速度影响的研究还不够深入，主要的原因还是缺乏具有详细的场地工程地质资料的强震观测数据。因此，在我国现行的建筑抗震设计规范中没有考虑场地条件对设计反应谱平台值的影响。研究覆盖土层对地震动影响的理论分析方法是土层地震响应的分析方法。这一方法是以一维剪切梁模型为基础，将地震输入视为剪切运动并假设场地为一维水平成层的土层模型来进行场地地震反应的分析方法。

3　结语

场地条件对地震震害影响的研究在地震工程和岩土工程领域具有重要理论意义和工程应用价值，近一百年来，人们通过破坏性地震的震害调查认识到了这一研究领域的重要性并通过强震记录的对比分析证实了场地条件对震害和地震动的影响。通过70年代以来的一系列深入的理论分析以及震害调查和强震资料的对比研究，人们对这一问题有了比较共同的认识，所取得的成果有些已纳入有关的抗震设计规范，在工程中发挥着重要的作用。通过本文分析，场地地质条件对地震的震害有着非常大的影响，不但能够加大地震的危害，还在一定程度上诱发着其他地质灾害的危发生。因此，在地形地貌等特殊场地地质条件下，应当加大建筑的抗震能力，有效的考虑到地震的危害，从而降低地震震害。

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P5[文献码]B

1000～405X（2016）～4～26～1