岩土工程中的设计地震动参数确定方式

2018-01-18张林

建材与装饰 2018年1期

张林

（重庆市市政设计研究院重庆 400000）

引言

随着科学技术的快速发展，各行各业工程建设对岩土工程的应用协调性需求越来越大。然而，在实际设计应用过程中，不同行业规范对地震动参数的确定均存在一定差异。为此，相关建设人员应从差异现状入手，即过明确不同地震动参数确定方式的差异，来找出协调应用的措施策略，从而降低不同岩土工程规范标准对设计地震动参数确定合理性的局限。

1 研究岩土工程中设计地震动参数确定方式的重要性

研究表明，由于岩土工程具有一定边缘性，因此，不同行业均有自身的抗震设计规范，这就意味着不同工程行业岩土工程设计使用的地震动参数存在一定差异。为此，岩土工程的设计建设过程中，相关建设人员应在明确各行业技术规范的前提下，找出不同规范之间的差异，进而实现地震动参数在不同规范之间使用的协调目标。这种情况下，岩土工程设计的地震动参数指标就能有效穿插于工程勘察、施工以及稳定性检测等过程中，进而降低岩土工程本身具备的交叉渗透特性所带来的影响。然而，在实际分析研究过程中，各行业应用的不同地震动参数标准众多，要想实现参数选择的科学合理性，需加大岩土工程设计地震动参数确定方式的研究。这是提高工程建设使用安全稳定性的关键，研究人员应将其重视起来[1]。

2 岩土工程设计地震动参数确定差异

虽然不同行业岩土工程设计的地震动参数确定存在一定差异，但其大多是从《建筑抗震设计规范》以及《中国地震动参数区划图》标准规范中进行设计应用的。其中基于《建筑抗震设计规范》的岩土工程地震动参数确定方式，是地震加速度设计结合作用的。在此标准规范作用下，县级以上的行政区按照设防地震距离被划分为3组，并根据地区地震的烈度情况进行分类。岩土工程地震动参数设计确定人员可直接通过查询抗震设防的地震烈度以及对应的地震加速度值，来得出地震加速度反应谱的特征周期[2]。此参数是以地震影响系数形式进行显示的，具体内容，如下公式所示：

而基于《中国地震动参数区划图》的岩土工程地震动参数确定方式，其作为强制性的标准，被应用于各类国土资源规划、工程建设以及防震减灾规范过程。具体来说，这一标准规范是通过《中国地震动反应谱特征周期区划图》、《中国地震动峰值加速度区划图》以及地震动反应谱特征周期土层调整表，来确定岩土工程地震动参数的[3]。如表1所示，为地震加速度分档表。

这种岩土工程设计地震动参数的确定是根据施工建设场地的经纬度坐标，来进行查询的。其与《建筑抗震设计规范》下的地震动参数确定方式不同，其还能根据场地类型，对反应谱特征周期进行相应的调整。还可利用工程地表设计的地震动峰值加速度和调整反应谱特征周期，来构造工程场地的反应谱。此外，据相关数据统计，第一种确定方式主要作用于建筑类工程，而第二种能够作用于不同类型的建筑物或构筑物，这就意味着第二种地震动参数确定的适用范围具有一定通用性。在《中国地震动参数区划图》上，地震加速度峰值与反应谱特征周期的分区是根据地震环境确定的，等值线的划分不考虑行政区域，这从抗震设计角度讲较精确，可靠性更好。《建筑抗震设计规范》提供的是按县级行政区取值，并将此值应用于整个行政区范围。这样做的结果在实际应用中较为方便，但在同一行政区跨越几个地震加速度峰值时，在有些地区会造成抗震设防水平过高或过低的情况[4]。

表1 地震加速度分档表

3 两种岩土工程设计地震动参数确定方式协调应用

上述研究证实，《中国地震动参数区划图》标准规划虽然能作用于不同工程类型的地震动的参数确定，但其与实际情况的衔接仍存在一定问题。这种情况，就是建筑物岩土工程与各种构筑物岩土工程的抗震验算设计仍采用以往的地震烈度概念，这就在一定程度上降低了参数确定应用的可靠性。为此，抗震设计规范确定方法应用人员应根据该区划图确定不同场地相关参数的方法，并充分利用现有的计算机技术和数字技术，来降低公式计算的偏差问题。具体来说，可由《中国地震动参数区划图》直接给出工程建设的弹性变形验算与塑性变形验算用的地震参数。这样一来，地震区划图地震动参数确定方式的应用结果就可以直接引入到抗震设计规范设计应用过程中，从而大幅度增加了不同标准规范的协调性[5]。

在应用地震区划图编图地震动参数确定方式时，抗震设计规范设计中的编制是根据硬场来确定的。但部分区划图并没有明确给出中硬场地和其他类型场地的定义，这就影响了与《中国地震动参数区划图》的协调作用效果。为此，研究人员应改进地震动参数确定方式的应用理念，即不仅要考虑地震中场地对地震动的放大影响，还要考虑地基承载力和基础型式选择的需求。例如，岩土工程设计人员应根据土层反应计算的工作经验，来考虑场地可能基于等效基岩更合理的合理性，进而使其应用更能高效准确地反映建筑岩土工程抗震设防的实质。此外，由于地震动参数的确定方式在实际设计作用过程中，是一种具备50年长期地震概率的预报，因而，当岩土工程设计人员进行等效基岩上的地震动编图时，地震部门就应将编图的工作精力集中在基岩上指定概率的地震动参数的长期预报上。值得注意的是，虽然在基岩上，地震动传播与衰减规律的离散性较小，但其土层的地震反应就相对复杂。针对这一问题，设计人员在研究具体场地地震反应对工程建设影响时，建议由相关的设计工程师和行业管理部门去考虑。这样一来，就能最大限度的实现两种岩土工程设计地震动参数确定的有效性[6]。