場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)峰值加速度的影響

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1、場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)峰值加速度的影響　　(包頭市工程地震研究所，內(nèi)蒙古包頭014010) 　　摘要：文章通過(guò)43個(gè)工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)案例的統(tǒng)計(jì)分析，討論了不同場(chǎng)地條件對(duì)峰值加速度的影響，其結(jié)論可以為地震區(qū)劃、工程結(jié)構(gòu)抗震中不同場(chǎng)地條件下峰值加速度的取值提供依據(jù)。 　　關(guān)鍵詞：工程；場(chǎng)地條件；地震動(dòng)峰值加速度；影響?yīng)?　　中圖分類號(hào)：TU311.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007—6921(XX)03—0209—02 　　在中國(guó)現(xiàn)行的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》及《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》中，雖然考慮了場(chǎng)地條件的影響，給出了Ⅱ類場(chǎng)地條件下50年超越概率10%

2、峰值加速度和加速度反應(yīng)譜特征周期，以及不同場(chǎng)地條件下反應(yīng)譜特征周期的調(diào)整表，但對(duì)不同場(chǎng)地條件下地震動(dòng)峰值加速度卻未作調(diào)整。隨著對(duì)強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)記錄以及重大工程地震安全性評(píng)價(jià)的深入研究，發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地條件不僅對(duì)地震反應(yīng)譜特征周期有影響，而且對(duì)地震動(dòng)峰值加速度的影響同樣很大。為了更加詳細(xì)、深入的研究場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)峰值加速度的影響，本文基于43個(gè)工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告的結(jié)果，對(duì)不同場(chǎng)地條件下地震峰值加速度的變化規(guī)律進(jìn)行分析，給出本地區(qū)的場(chǎng)地條件與地震動(dòng)峰值加速度之間的關(guān)系，以便在未來(lái)的地震區(qū)劃、工程結(jié)構(gòu)抗震中，可根據(jù)場(chǎng)地條件同時(shí)對(duì)地震反應(yīng)譜特征周期和峰值加速度進(jìn)行

3、調(diào)整。 1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)方法 　　本文選用了近些年來(lái)完成的43個(gè)重要工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)案例，根據(jù)每個(gè)案例的結(jié)果，分別取50年超越概率63%、10%、2%水平下基巖和地面的地震動(dòng)峰值加速度值，構(gòu)成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集。在不同場(chǎng)地類別、不同超越概率(不同地震動(dòng))條件下，用地面峰值加速度比基巖峰值加速度。這個(gè)比值反映了場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)峰值加速度的影響。受樣本的限制，本文只對(duì)為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)峰值加速度的影響作分析。 2場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)峰值加速度的影響分析 　　在不同場(chǎng)地條件、不同地震動(dòng)概率水平下，地面峰值加速度與各自對(duì)應(yīng)的基巖峰值加速度之

4、比值(放大倍數(shù))列于表1。 　　根據(jù)表1可知，50年超越概率63%、10%、2%放大倍數(shù)均值分別為1.597、1.473、1.449。放大倍數(shù)變化與地震動(dòng)概率水平關(guān)系較為明顯，隨概率水平的減小而降低，也就是說(shuō)隨地震動(dòng)強(qiáng)度的增大而降低。因?yàn)殡S著峰值加速度的增大，受土的非線性變形特性影響，導(dǎo)致大量地震波能量的耗散，使得地表地震動(dòng)幅值降低，所以對(duì)于發(fā)生概率較小的地震動(dòng)，場(chǎng)地放大作用減小。 　　在不同場(chǎng)地類別條件下，放大倍數(shù)也不盡相同。Ⅰ類場(chǎng)地即基巖場(chǎng)地，所以50年超越概率63%、10%、2%放大倍數(shù)均為1Ⅱ類場(chǎng)地50年超越概率63%、10%、2%放大倍

5、數(shù)均值分別為1.516、1.429、1.403；Ⅲ類場(chǎng)地50年超越概率63%、10%、2%放大倍數(shù)均值分別為1.689、1.523、1.501。在同一場(chǎng)地類別條件下，放大倍數(shù)也隨地震動(dòng)強(qiáng)度增大而降低；Ⅱ、Ⅲ類場(chǎng)地對(duì)基巖峰值加速度有明顯的放大作用。由此可見(jiàn)，地震動(dòng)峰值加速度應(yīng)隨場(chǎng)地類別的不同進(jìn)行調(diào)整。 　　740)this.width=740"border=undefined> 3抗震設(shè)計(jì)規(guī)范及相關(guān)研究成果 　　3.1抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)峰值加速度影響的考慮 　　很多國(guó)家的抗震規(guī)范不同程度的考慮了場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)峰值加速度的影響。一些主要國(guó)

6、家和地區(qū)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的Ka取值列于表2。表中Ka表示不同場(chǎng)地設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值加速度與Ⅰ類(基巖)場(chǎng)地值之比。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　從上表可知，中國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)家不考慮場(chǎng)地條件對(duì)峰值加速度的影響；美國(guó)、德國(guó)、加拿大等國(guó)家則考慮較軟弱場(chǎng)地對(duì)峰值加速度具有較大的放大作用；只有法國(guó)和歐洲規(guī)范8考慮較軟弱場(chǎng)地對(duì)峰值加速度具有減小作用。中國(guó)現(xiàn)行的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2001)雖然考慮了場(chǎng)地條件的影響，給出了Ⅱ類場(chǎng)地條件下峰值加速度,但對(duì)于其他場(chǎng)地類別條件下的峰值加速度的取值則未作調(diào)整。 3.2

7、相關(guān)的研究成果 　　馮希杰等(2001)研究表明：巖石類地基、碎石類地基的放大倍數(shù)較黃土地基、粘性土地基的放大倍數(shù)要稍大一些，同一類地基2%超越概率水平的放大倍數(shù)比10%和63%超越概率水平的放大倍數(shù)要小一些。放大倍數(shù)一般在1.0～2.0之間變化。 　　呂悅軍等(XX)、彭艷菊等(XX)研究結(jié)果表明：50年超越概率63%、10%、2%水平下地面峰值加速度相對(duì)基巖峰值加速度的放大倍數(shù)，分別在1.50～2.00、1.16～1.37、1.03～1.14平均為1.73、1.27、1.09，放大倍數(shù)隨地震動(dòng)強(qiáng)度的增加而降低。 　　李小軍等(2001)基

8、于188個(gè)工程場(chǎng)地計(jì)算剖面模型及場(chǎng)地地震反應(yīng)分析的等效線性化方法，研究了4類場(chǎng)地