剪切波速的变化对场地地震动参数的影响分析★

薛晓东 赵晋泉 曾金艳 赵向佳 霍 魁

(山西省地震局，山西 太原 030021)



·结构·抗震·

剪切波速的变化对场地地震动参数的影响分析★

薛晓东 赵晋泉 曾金艳 赵向佳 霍 魁

(山西省地震局，山西 太原 030021)

选取太原盆地几个相同场地类别的工程场地地质勘探及土层剪切波速等资料，把剪切波速实测值按5%，10%，20%比例进行放大和缩小，并设立了多种计算模型，分析了剪切波速的变化对场地地表地震动参数的影响，得出了一些有价值的结论。

工程场地，地震动参数，剪切波速，盆地

0 引言

场地地震动参数的确定是工程场地地震安全性评价的主要目标，其结果为建设工程抗震设防提供了重要的依据。局部场地条件作为影响地震动的重要因素是不容忽视的，而场地土层的剪切波速又对场地条件有着很大的影响。目前，剪切波速的测试方法主要有单孔法、跨孔法和面波法。在实际测试工作中，又由于项目成本、施工要求、测试条件等因素的影响，使得测试难免会产生误差，会给确定场地地震动参数带来影响。因此，分析剪切波速的变化对场地地表地震动参数的影响就有着重要的现实意义。

本文选取太原盆地几个相同场地类别的工程场地的工程地质勘探及土层剪切波速等资料，把剪切波速实测值按5%，10%，20%比例进行放大和缩小，侧重分析剪切波速的变化对场地地表峰值加速度、加速度反应谱的影响，为进一步合理确定太原盆地及同类地区地震安全性评价工作中的场地地表地震动参数提供参考依据，为防震减灾服务。

1 研究场地的基本资料

本文以太原盆地两个相同场地类别(Ⅲ类场地)的工程场地为研究对象，获取其工程地质勘探及土层剪切波速等资料。研究场地基本情况见表1，地震钻孔综合柱状表见表2，表3。

表1 研究场地基本情况

2 计算模型的建立及土层反应分析

2.1 计算模型的建立

首先由基岩水平加速度峰值、基岩水平加速度反应谱和由区域地震环境确定的持时参数，利用拟合技术得到满足该反应谱的

基岩水平加速度时程；本文根据工程场地的地震钻孔资料和地层分布情况建立工程场地土动力学模型，选取符合条件的基岩加速度时程，将加速度峰值调整为50gal～300gal，然后将适合的基岩加速度时程减半为输入，进行土层反应分析。

2.2 土层反应分析

经过对工程地质勘探及地震钻孔DZK1，DZK2等资料的综合分析，将同一钻孔各地层的剪切波速实测值分别按5%，10%，20%比例进行增大或减小建立7种土层反应分析模型，选取符合条件的3组地震波作为输入地震动，进行土层反应分析，得到各地表峰值加速度Amax及地表加速度反应谱的特征周期Tg(s)，如表4,表5所示。

3 剪切波速变化的比较分析

表4 不同剪切波速下的地表峰值加速度Amax

表5 不同剪切波速下的反应谱特征周期Tg s

剪切波速的变化对场地地震动参数有哪些影响，本节主要从地表峰值加速度及反应谱特征周期两个方面，将调整后的剪切波速计算结果与实测结果进行了对比分析。表6给出了地表峰值加速度的比较分析，表7给出了反应谱特征周期的比较分析。

表6 地表峰值加速度比较分析 %

表7 反应谱特征周期比较分析 %

4 结语

本文以太原盆地两个相同场地类别(Ⅲ类场地)的工程场地为研究对象，把剪切波速实测值按5%，10%，20%比例进行放大和缩小，建立计算模型，进行土层反应分析，对剪切波速变化带来的影响进行分析，本文的分析结果如下：

1)土层剪切波速的放大和缩小对地表峰值加速度与反应谱特征周期都有影响。

地表峰值加速度随着土层剪切波速的放大和缩小也同时放大和缩小；而反应谱特征周期会随着土层剪切波速的放大和缩小变得缩小和放大。

2)土层剪切波速缩小对地表峰值加速度、反应谱特征周期的影响要比土层剪切波速增大时影响程度稍大。

3)土层剪切波速的变化对场地地表地震动肯定有影响，但影响场地地表地震动参数的因素还有很多，例如计算模型的建立、土动力学参数等，如何合理的确定场地地震动参数仍然是今后工作中需要不断解决的问题。

[1] 薄景山，李秀领，刘德东,等.土层结构对反应谱特征周期的影响[J].地震工程与工程振动，2003，23(5)：42-45.

[2] 李小军，彭 青.不同类别场地地震动参数的计算分析[J].地震工程与工程振动，2001，21(1)：29-36.

[3] 吕悦军，彭艳菊，兰景岩，等.场地条件对地震动参数影响的关键问题[J].震害防御技术，2008,3(2):126-135.

[4] GB 17741—2005，工程场地地震安全性评价[S].

Influence of shear wave velocity on the ground motion parameters★

Xue Xiaodong Zhao Jinquan Zeng Jinyan Zhao Xiangjia Huo Kui

(EarthquakeAdministrationofShanxiProvince,Taiyuan030021,China)

In this paper, the engineering geological exploration and the shear wave velocity of soil layers in the same field of Taiyuan basin are selected, to enlarge and reduce the measured value of shear wave velocity by 5%, 10% and 20%, to set up a variety of calculation models, and to analyze the influence of shear wave velocity on the ground motion parameters, draw some valuable conclusion.

engineering ground, motion parameters, shear wave velocity, basin

1009-6825(2016)27-0029-02

2016-07-16★:山西省地震局科研项目(项目编号：SBK—1613)

薛晓东(1982- )，男，工程师

TU352

A