基于地脉动H/V谱比卓越周期的场地类别划分
2022-07-14师黎静刘佳轩陈盛扬
师黎静， 刘佳轩， 陈盛扬,2
(1.中国地震局工程力学研究所 地震工程与工程振动重点实验室，哈尔滨 150080;2.同济大学 土木工程学院，上海 200092)
大量震后调查与理论研究表明，不同土质和地形的场地上震害有显著差异。为了考虑局部场地条件影响，国内外抗震设计规范通过合理划分场地类别，并依据场地类别确定设计反应谱进行抗震设防。各国规范中场地类别划分指标多采用等效剪切波速Vs20、Vs30、覆盖土层厚度等。而一些研究表明，相对于等效剪切波速和覆盖层厚度等，场地特征周期是以单一指标进行场地分类的最佳指标[1-2]。
场地周期一般可以通过强震动数据、地脉动数据和理论计算等方法确定。基于强震动数据的计算方法，需要强震动观测记录，仅适用于地震多发区和强震台址场地，且强震数据中会包含复杂的场地非线性效应[3]；理论计算方法需钻孔和波速勘测工作，且仅表达钻孔深度内的场地特性；而地脉动可随时在地表自由场地进行观测。以地脉动卓越周期进行场地类别划分的方法简便经济快捷，同时其体现的是覆盖层厚度范围及测点周围土体的整体动力特性，特别适合于量大面广的工程场地。
我国多部历史规范和手册，包括建筑抗震设计规范[4](1964)、《岩土工程试验监测手册》[5](2005)等，都曾给出基于地脉动水平向傅氏谱卓越周期的场地类别划分方案和标准。第二代建筑抗震设计规范《地震区建筑设计规范》(草案稿)划分场地类别的参考指标中包含了卓越周期；《地震区工程选址手册》[6]规定在缺乏场地剪切波速资料时，可以从分析地面脉动、弱震及微震记录中得到土层周期；《场地微振动测量技术规程》[7]在归纳国内外地脉动观测资料基础上，给出基于地脉动卓越周期的场地类别划分方案；《岩土工程试验监测手册》给出了与《地震区工程选址手册》相近的场地分类方案。具体划分方案和标准见表1。
表1 历史版本规范和手册中基于地脉动卓越周期的场地类别划分方案及相应的规范分类指标Tab.1 Site classification criterion based on microtremors predominant period and the corresponding classifications indexes in the historical edition codes and manuals
然而我国抗震设计规范已经历过多次版本更新，覆盖层厚度、等效剪切波速及其计算深度等指标已有多次修正。现行抗震设计规范[8](2016)已将早期的15 m深度平均剪切波速Vsm(1989规范[9])修改为20 m深度等效剪切波速Vse；Ⅱ类场地与Ⅲ类场地覆盖层厚度界限也进行了修正，分别由9 m(1989规范，当Vsm≤140 m/s)和80 m(1989规范，当140 m/s≤Vsm≤250 m/s)修改为15 m(当Vse≤140 m/s)和50 m(当140 m/s≤Vsm≤250 m/s)；等效剪切波速Vse界限由140 m/s(2001规范[10])提升到150 m/s。对应于历史版本的卓越周期场地类别划分标准已不适于现行规范，迫切需要建立一套对应于现行抗震设计规范的卓越周期场地类别划分标准。
早期地脉动研究和应用主要以水平向傅氏谱为主，上述表1的周期范围也均是地脉动水平向傅氏谱的卓越周期。相比于水平向傅氏谱，地脉动单点H/V谱比克服了易受传播路径与脉动激励源影响等问题，谱形更为稳定。在Nakamura[11]提出并由Finn[12]总结后，迅速成为地脉动研究和应用中的主流方法。最新研究和应用均表明[13-15]，尽管单点谱比的物理意义有瑞利波椭圆率、勒夫波艾力相位或S波共振等有多种不同的解释，其峰值会受场地速度结构和噪声源的位置等影响，但单点谱比法总可以可靠的给出场地基阶周期。
基于上述认识，Mihaylov等[16]、Sánchez等[17]与Khedr等[18]分别在多伦多地区、墨西哥地区及尼罗河三角洲附近等地，利用地脉动单点谱比法获得场地卓越周期参数进行场地类别划分与小区划。国内也有很多研究者[19-20]通过脉动单点谱比法获取代表场地的卓越周期进行场地条件与类别的研究。为了快速测定场地分类指标覆盖层厚度和等效剪切波速，师黎静等[21]也曾分别建立了地脉动H/V谱比卓越周期与二者间的相关关系。而我国的场地类别划分同时使用覆盖层厚度和等效剪切波速两个指标。场地基阶周期由覆盖土层的综合性质决定，一般随等效剪切波速增大而增大，随场地覆盖层厚度增大而减小。然而场地基阶周期与我国规范场地类别划分指标分界值并不完全对应和匹配，不同类别场地周期可能还会出现混叠。本文直接研究地脉动H/V谱比卓越周期与我国场地类别的对应关系，为确定周期划分标准提供依据。
本文首先在不同类别场地上进行地脉动单点三分向数据观测，并以钻孔勘探数据为基础采用两种理论简化计算方法分别获得场地周期Tz和Ts；通过H/V谱比法获得场地地脉动卓越周期T并拟合T与Tz、T与Ts的线性关系，说明地脉动H/V谱比法获得场地卓越周期的准确性，为后续结果检验提供理论依据；对地脉动卓越周期的箱型图统计分析、正态分布统计分析，以及引用师黎静等的场地特征参数快速测定方法的拟合公式分析，给出基于我国场地分类规范的卓越周期的建议范围；以理论计算方法对另搜集的钻孔数据计算获得卓越周期，通过对卓越周期判定场地类别的准确率计算说明本方案的有效性；通过本文方案与基于数值模拟、理论计算及震前背景噪声方法等的对比说明本文方案的合理性。
1 地脉动观测场地
1.1 观测场地类别及其波速结构
本文共在76个场地上进行了地脉动单点三分向观测，其中Ⅱ类场地45个，Ⅲ类场地31个。观测场地的土层主要以细沙、粗砂及粉质黏土为主。图1展示了76个场地的剪切波速结构，其中观测场地的覆盖层厚度最浅为5 m，最深为176 m，等效剪切波速Vs20最小为150 m/s，最大为430 m/s。相比于Ⅲ类场地，大部分Ⅱ类场地剪切波速较大而覆盖层较小，部分Ⅱ类场地剪切波速结构与Ⅲ类场地相近；整体上，场地剪切波速随深度逐层递增，其中也有一些剪切波速局部突变，即包含软夹层和硬夹层的场地。图2分别给出76个场地的等效剪切波速Vs20和覆盖层厚度的统计分布。由图可见，有约90%的场地覆盖层厚度小于80 m，等效剪切波速在各分组区间内均不少于5个场地。
图1 场地剪切波速结构Fig.1 Site shear wave velocity structures
1.2 观测场地的理论计算周期
工程中通常基于钻孔波速测试数据，采用子层周期求和法估算场地基阶周期，《工程地质手册》[22]给出的子层周期求和法如式(1)
(1)
式中:Tz为子层周期求和法计算获得的场地周期；di为计算深度内，第i层土层的厚度(m)；Vsi为计算深度内，第i层土层的剪切波速(m/s)；n为计算场地钻孔土层层数。该方法将土层等效简化后，求解各土层子周期进行代数相加，较为合理的计算了场地周期。
齐文浩等[23]认为子层周期求和法不能正确反映场地土层结构的影响，于是将水平成层场地逐层单自由度化后，利用单自由度体系的周期公式推导出场地基本周期的修正公式(逐层单自由度法)(式(2))。
(2)
通过式(1)、(2)对76个钻孔勘测数据进行基阶周期的理论计算，分别获得代表场地的周期Tz与Ts。图3给出了Tz与Ts的散点分布图，由图可知，上述理论计算值Tz与Ts整体上较为接近，Ts/Tz的值略小于1。Ⅱ类场地的理论计算周期范围大致为0.069～0.76 s；Ⅲ类场地的理论计算周期范围大致为0.55～1.83 s。
图3 Tz与Ts散点图Fig.3 Scatter plot of Tz and Ts
2 观测场地的地脉动H/V谱比分析
2.1 H/V谱比法
Nakamura等[24]在计算竖向地震动与水平地震动PGA比值时，发现场地的软硬程度与放大系数有良好的相关性。后续研究表明，以同一地表测点地脉动水平分量与竖向分量的傅氏谱谱比可以有效的估计场地动力特征，这一方法通常被称作Nakamura法。根据Nakamura等的推导，场地的传递函数可以由式(3)表示
(3)
式中，地表场地与地下基岩对应于同一微动的水平分量与竖直分量的傅氏谱幅值分别为HS(T)、VS(T)、HB(T)、VB(T)。式(1)中的传递函数TF由三项式乘积来表示，分别为地表处水平傅氏谱与垂直傅氏谱比值HVSRS、地表与基岩的垂直分量傅氏谱比值VS(T)/VB(T)、基岩处水平傅氏谱与垂直傅氏谱比值的倒数1/HVSRB。Nakamura提出了两点假设：
(1) 在微动作用下，基岩表面不会在某一频段或某一方向上产生放大作用，基岩的H/V谱比为1，即HVSRB≈1。
(2) 在同一微动作用下，波从基岩传至地层表面时，在水平向会被明显的放大，而垂直分量基本不放大。地表与基岩的垂直分量傅氏谱比值为1，即VS(T)/VB(T)≈1。
因此，场地传递函数近似等于地表地脉动数据水平分量与竖向分量的傅氏谱谱比，即TF≈HVSRS。Nakamura和国内外大量研究者利用地脉动与地震动等数据对该假设及结论进行了验证，结果均表明地脉动谱比值在时间上有很好的稳定性，可以得到代表场地特征的卓越周期。
2.2 地脉动卓越周期T的获取
地脉动单点三分向观测时，采样频率为100 Hz，观测时长10 min左右。通过对76个场地的地脉动三分向数据进行频谱分析，获得HVSR曲线及场地卓越周期。为了减少因仪器倾斜等引起的基线漂移对HVSR曲线及卓越周期的影响，首先对地脉动数据进行基线校正与带通滤波。基线矫正采用了去均值和去趋势方法。带通滤波采用了Butterworth滤波器，通带范围选取0.1～20 Hz。师黎静等的研究表明[25]，对已处理的三分向地脉动数据信号施加窗长为20.48 s的汉宁窗，进行谱分析得到三分向傅氏谱及比谱，采用光滑点为5的光滑函数对HVSR曲线进行平滑处理后，获得的HVSR曲线及场地卓越周期T较为稳定、清晰、便于识别。本文采取了相同的处理方法，其中三分向傅氏谱谱比计算如式(4)
(4)
式中:H1、H2分别为NS、EW方向的傅氏谱;V为UD方向的傅氏谱;i表示时间窗的编号;n为时间窗的个数。以地脉动数据及式(4)获得的场地卓越周期记为T。作为示例，图4给出其中一个典型场地的三分向地脉动时程图和该场地的H/V谱比图。
图4 三分向地脉动及H/V谱比图Fig.4 Three-component microtremors and H/V spectral ratio
图5分别给出了76个场地卓越周期T与覆盖层厚度、等效剪切波速Vs20的散点分布。由图5可见，观测场地的地脉动卓越周期分布范围为0.063～1.724 s，其中Ⅱ类场地的卓越周期大致为0.063～0.77 s，Ⅲ类场地的卓越周期大致为0.47～1.724 s，从整体上看，Ⅱ类场地的卓越周期较小于Ⅲ类场地的卓越周期。图5较为符合等效剪切波速Vs20随场地卓越周期的增大而减小、场地覆盖层厚度随场地卓越周期的增大而增大的趋势。
3 H/V卓越周期与场地类别
3.1 Tz、Ts与T的线性关系
地脉动H/V卓越周期反映了场地整体的动力放大性能，场地简化理论计算周期反映了钻孔波速测试深度范围内的动力性能，理论上二者计算值会存在一些差别。但考虑到基岩的放大效应较弱，如果钻孔波速测试深度达到工程基岩(波速大于500 m/s)，二者则会接近一致。本节通过与场地理论简化计算周期对比，定性检验和说明76个场地地脉动H/V谱比卓越周期的精度，并拟合出二者间的相关关系，为后续场地类别划分标准的检验提供依据。
基于式(1)、(2)计算的两组场地基阶周期Tz与Ts以及地脉动H/V谱比获得的场地卓越周期T，图6给出了Tz与Ts，Ts与T的散点分布图及线性拟合公式。其中，二者截距都接近于0，但斜率Tz/T=1.3>Ts/T=1.1，说明Ts与T的吻合程度高于Tz与T的吻合程度。Tz与Ts均是在假设场地成层情况下简化计算进行的，存在一定的系统误差。整体上看，子层周期求和法(Tz)对于场地周期会高估，而逐层单自由度法(Ts)在考虑了场地结构的影响后，对场地周期的计算更为合理。上述两方法得到的场地周期与H/V谱比法得到的卓越周期均有良好的线性关系，说明本文使用的H/V谱比法计算获得的场地卓越周期T具有一定准确性。
图6 T与Tz、T与Ts拟合关系图Fig.6 Correlation between T and Tz, T and Ts
3.2 卓越周期场地分类的范围界定
场地简化理论计算周期反应钻孔深度内的土层动态特性，这与我国场地分类指标中等效剪切波速Vs20仅反应20 m内的场地信息有所差别，并不能简单的使用场地分类指标界限与理论计算公式获得各类场地的周期界限，而脉动获得的场地卓越周期与我国场地类别也不存在完全一致对应关系，不同类别场地会产生部分卓越周期重叠的情况，因此仅能用统计方法确定周期边界。在数据处理中常用箱型图、正态分布等方法进行统计分析来确定数据分布范围。箱型图以四分位数有一定的数值耐抗性为基础，可以有效的排除因异常值带来的边界范围影响。而正态分布是对数据整体进行均值标准差等参数计算，并通过概率置信区间来确定边界范围。因此本文使用上述两种统计方法对脉动卓越周期T进行统计分析，确定Ⅱ、Ⅲ类场地的周期边界。由于缺少Ⅰ、Ⅳ类场地的脉动卓越周期数据，因此采用师黎静等的场地特征参数快速测定方法的拟合公式与我国场地类别划分标准确定四类场地周期范围，最终综合三类方法给出基于我国场地分类规范的卓越周期经验划分范围。
统计以地脉动H/V谱比法获得的76个场地卓越周期T，对Ⅱ、Ⅲ类场地卓越周期进行箱型图结果计算(图7)。取Ⅱ类场地与Ⅲ类场地的上边缘与下边缘数据作为场地分类的确定性范围，可以有效的排除个别场地的异常值数据对场地卓越周期分布的影响，其中Ⅱ类场地卓越周期异常值有4个，Ⅲ类场地卓越周期异常值有1个。在Ⅱ类场地与Ⅲ类场地的边界范围取平均值作为场地卓越周期分类的边界，对于Ⅰ类场地与Ⅳ类场地合理外推。由此得到的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类场地对应的卓越周期范围分别为：T<0.06 s，0.06 s
统计Ⅱ、Ⅲ类场地卓越周期T的分布直方图(图8)，可以将Ⅱ、Ⅲ类场地卓越周期T近似视为对数正态分布，即
(a)
(b)图8 Ⅱ、Ⅲ类场地卓越周期对数正态分布图Fig.8 Log-normal distribution diagram of the predominant period for II，Ⅲ sites
T～lg-N(μ,σ2)
对卓越周期T取对数后，则有ln(T)～N(μ,σ2)，计算ln(T)正态分布参数见表2，取90%置信区间，则有Ⅱ类场地卓越周期的对数均值ln(T)±1.645倍标准差=-2.671 5，-0.670 9。因此Ⅱ类场地卓越周期T的范围为0.067 s
表2 对数正态分布参数表Tab.2 Parameters table of the lognormal distribution
采用师黎静等对地脉动单点谱比场地特征参数快速测定方法研究中，场地覆盖厚度和场地等效剪切波速与场地卓越频率的拟合公式
H=91.93f-1.066
(5)
Vs20=180f0.3
(6)
其中T=1/f，根据我国抗震设计规范场地类别划分标准，对场地分类界限的标准参数进行取值，当覆盖层厚度大于5 m小于50 m时，卓越周期T大于0.08 s小于0.625 s，覆盖层厚度大于50 m小于80 m时，卓越周期T大于0.625 s小于0.909 s，覆盖层厚度大于80 m时，卓越周期T大于0.909 s。当等效剪切波速Vs20小于150 m/s时，卓越周期大于1.818 s；大于150 m/s小于250 m/s时，卓越周期大于0.333 s小于1.818 s；大于250 m/s时，卓越周期大于0.333 s。相比于等效剪切波速Vs20参数仅表达了20 m厚的场地信息，覆盖层厚度表达的场地信息更深更符合计算周期，该方法取覆盖层厚度的指标参数为标准。由此得到的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类场地对应的卓越周期范围分别为：T<0.08 s，0.08 s
整理上述结果于表3，并给出综合范围。其中，Ⅰ类场地与Ⅱ类场地的卓越周期界限，三种方法较为接近，箱型图法与正态法对Ⅰ类场地采取的是合理外推，因此以公式法为主，取0.08 s；Ⅱ类与Ⅲ类场地的卓越周期界限，三种方法较为接近，以三种方法综合取值，即取0.55 s；Ⅲ类与Ⅳ类场地卓越周期界限，公式法相较于前两类统计方法相差较大，由于前两类方法对于Ⅳ类场地为合理外推，因此以公式法为主，即取略大于公式法的卓越周期0.95 s。对于I0类场地，由于地脉动H/V谱比的原理与假设，很难出现卓越周期峰值，所以对于HVSR曲线平坦的场地，可归为I0类场地。
表3 卓越周期场地分类界限Tab.3 Site classification criteria based on predominant period of microtremor H/V spectra s
4 可靠性验证
检验方案的准确率一般需通过观测大量场地的地脉动数据来进行。受时间等因素影响，获得足够多的实测数据非常困难。本文首先通过搜集全国不同地区大量钻孔波速测试数据，采用理论计算方法获得场地周期Ts，并采用图6中Ts与T的回归关系模型换算至地脉动H/V谱比卓越周期，依据转换得到的地脉动卓越周期，参照本文的综合划分方案(表3)判定场地类别，并与实测场地类别比较计算相对准确率。然后，将本文分类方案与基于傅氏谱、脉动谱比、理论计算、数值模拟等方法获得的场地周期为参数进行场地类别划分的研究结果进行对比，评估综合三类计算方法给出的卓越周期场地界限的可靠性和合理性。
4.1 准确率计算
本文另收集到陕西、吉林及浙江等地共178个钻孔数据进行场地类别的准确率判别。其中，Ⅱ类场地102个，Ⅲ类场地70个，Ⅳ类场地6个。图9给出178个场地等效剪切波速与覆盖层厚度的统计，其中Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类场地等效剪切波速分别在151～389 m/s、124～248 m/s和108～132 m/s覆盖层厚度分别在6～112 m、43～104 m和101～120 m。等效剪切波速和覆盖层厚度分布范围广，基本代表了我国大部分场地。首先通过式(2)对178个场地进行理论周期的计算得到场地周期Ts，然后基于图6中Ts与T的回归关系模型，将场地周期Ts换算至地脉动H/V谱比卓越周期T，结果如图10，通过式(7)计算表3综合给出划分标准判定场地类别的相对准确率。
图10 178个钻孔数据场地分类Fig.10 Classification of 178 drilling data sites
4.2 同类研究者的对比
QX=P(本文分类结果为X类|钻孔分类结果为X类)=
(7)
式中:X表示我国规范场地类别，Q表示准确率。计算结果如图11。其中Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类的准确率Q分别为66.7%，82.26%，66.67%。平均准确率均达到72%以上，较为合理的判断了我国场地类别。Ⅱ类场地被误判为Ⅲ类场地的比例为32.35%，被误判为Ⅰ类场地的比例为0.95%；Ⅲ类场地被误判为Ⅱ类场地的比例为2.86%，被误判为Ⅳ类场地的比例为14.29%；Ⅳ类场地被误判为Ⅲ类场地的比例为33.33%，多数情况将场地类别误判为低一类别，较好的保证了对场地的保守估计。
图11 场地分类准确率Fig.11 The accuracy rate of site classification
本节统计整理了近些年以傅氏谱、地脉动H/V谱比、理论计算、数值模拟等方法获得的场地周期为参数进行场地类别划分的研究结果，并与本文建议的场地卓越周期范围进行对比(图12)。
图12 各研究者场地分类方案Fig.12 Comparison of site classification scheme in different researches
早期以傅氏谱卓越周期为主要研究进行场地分类，其中《地震区工程选址手册》与《场地微振动测量技术规程》给出的场地分类结果如图12。《地震区工程选址手册》的Ⅰ类与Ⅱ类的界限与本文相近，Ⅱ类与Ⅲ类，Ⅲ类与Ⅳ类界限均小于本文。而《场地微振动测量技术规程》的场地分类界限整体与本文差距较大。两者虽然都使用地脉动数据进行分类，但早期卓越周期仅通过地脉动数据的水平向傅氏谱得出。且《地震区工程选址手册》与《场地微振动测量技术规程》分别参照我国1989规范与2001规范的场地类别对场地进行卓越周期界限分类。而现多数研究者认为，谱比法对场地信息的表达更为准确，且本文参照现行抗震设计规范进行场地类别划分，因此本文的场地类别划分方案更有优势。
国内研究者也有计算地脉动H/V谱比获得卓越周期进行场地类别划分的方案，本文与林淋[26]的场地类别划分方案进行对比。图12中看出，林淋的Ⅲ类场地与Ⅳ类场地的卓越周期界限，以及Ⅰ类与Ⅱ类场地的卓越周期界限与本文较为接近。而相比于林淋的分类结果，本文的Ⅱ类与Ⅲ类场地卓越周期界限较大。林淋使用日本KIK-net台网的钻孔及波速资料，参照我国2001版建筑抗震设计规范确定各台站场地类别，并对台网记录的地震事前部分时程进行H/V谱比分析，通过计算场地的卓越频率均值与方差，确定出我国场地类别的卓越频率f(倒数为周期T)的范围。然而其使用数据为日本强震数据事件前的20.48 s作为脉动数据进行计算并且仅用了10.24 s的窗进行分割，其数据时间较短，而本文使用的是30 min左右的脉动实测数据，相比于林淋的计算结果，本文的卓越周期结果更稳定。
在缺少脉动数据的基础上，国内研究者也有以谱比法的数值模拟计算确定我国卓越周期场地类别范围，本文与陈国兴等[27]获得的场地类别方案进行对比。其采用Nakamura提出的HVSR法以及弱震法对场地钻孔土柱模型输入地震动模拟估算得到场地周期T，结合国内外现行抗震规范的场地分类及一些研究成果，给出了一个场地周期T、覆盖层厚度H及等效剪切波速Vs30的三参数场地分类方案，其中卓越周期分类界限如图12。相较于陈国兴的分类结果，本文在Ⅱ类与Ⅲ类场地分类界限、Ⅲ类与Ⅳ类场地分类界限较大，Ⅰ类与Ⅱ类场地分类界限较小，整体上看较为接近。然而陈国兴的两个方法本质上属于弱非线性场地反应分析，因模拟分析以输入地震动的轻微影响会使结果略有影响，相比于模拟计算的场地卓越周期，本文实测值更准确。
除了上述方法外，国内还有理论计算方法获得场地周期进行场地类别划分，本文对比了齐文浩[28]的场地类别方案。由图12可知，Ⅰ类与Ⅱ类、Ⅱ类与Ⅲ类的场地分类与本文确定的界限较为接近，且Ⅱ类与Ⅲ类、Ⅲ类与Ⅳ类的界限略大于本文，基本符合Ts/T=1.1的比例关系，以Ⅳ类界限差距最大。其通过式(3)计算了我国四类场地的基本周期范围，但齐文浩给出的场地分类范围并未对边界界限进行处理整合，而本文对边界进行了整合确定。
5 结 论
由于我国抗震设计规范场地分类标准的更新、对应于历史版本的场地卓越周期划分方案已经不适用于现行规范。相比于傅氏谱法，计算场地卓越周期的地脉动H/V谱比法更能表达场地动力特性。因此，本文对76个场地进行场地理论周期的计算得到Tz与Ts，并进行地脉动单点三分向数据观测及H/V谱比分析，通过对H/V谱比计算得出的场地卓越周期T进行统计分析，结论如下：
(1) 以脉动数据为基础，通过H/V谱比法可以得到代表场地的卓越周期数据，场地的卓越周期随覆盖层厚度增加而增加，随等效剪切波速的增加而减小。
(2) H/V谱比法计算场地卓越周期T与子层周期求和法Tz、逐层单自由度法Ts均存在良好的线性关系，说明地脉动H/V谱比获得场地卓越周期T的具有较高的准确性。其中，Tz/T=1.3>Ts/T=1.1，即相比于子层周期求和法Tz、本文H/V谱比法计算场地卓越周期更接近于逐层单自由度法Ts；子层周期求和法和逐层单自由度法获得的场地周期Tz和Ts整体上大于H/V谱比法计算的场地卓越周期T，这是由于地脉动H/V谱比法反映了场地整体的动力放大性能，场地简化理论计算周期反映了钻孔波速测试深度范围内的动力性能，理论上二者计算值会存在一些差别。
(3) 箱型图法基于四分位数的数值耐抗性可以排除因异常值带来的边界范围影响，而正态分布是对数据整体进行均值标准差等参数计算，并通过采取概率置信区间来确定边界范围，由于缺少Ⅰ、Ⅳ类场地的脉动卓越周期数据，采用师黎静等的场地特征参数快速测定方法的拟合公式与我国场地类别划分标准确定四类场地周期范围。最终综合三类方法给出基于我国抗震设计规范的卓越周期场地类别划分范围。其中，Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类场地对应的卓越周期范围分别为：T≤0.08 s，0.08 s
(4) 受时间等因素影响，大量地脉动数据检验较为困难。本文搜集全国共178个钻孔波速测试数据，通过采用理论计算方法获得场地周期Ts以及本文拟合的Ts与T的回归关系，最终获得H/V谱比卓越周期T。参照本文场地类别建议方案判定场地类别，计算与实测场地类别比较计算的平均相对准确率达到72%以上，具有较好的有效性。
(5) 将本文建议方案与脉动谱比、理论计算和数值模拟等方法获得的场地周期进行场地类别划分的研究结果对比，说明了本文的合理性。且相比于傅氏谱法，本文的建议方案有较大改进。
