基于地表强震记录反演基岩地震动的场地放大系数研究

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很多震害调查都可以表明,场地条件对震害的严重程度有很大的影响。不同场地条件对地震波不同频率成分的放大或者缩小的作用也不同,因而强震区的震害破坏性大得多。因此,研究场地条件对地震动峰值的影响至关重要。场地地震动峰值加速度调整系数Fa是结构抗震设计中用于考虑场地影响的重要参数,在我国的《建筑结构抗震设计规范(GB 50011-2010)》和《中国地震动区划图(GB 18306-2015)》中均有明确的说明。利用台阵实测的加速度记录进行统计分析是研究场地调整系数的主要方法之一,由于井下基岩处加速度记录包含入射地震波和反射地震波,不能直接当作入射地震波,得到的结果有较大误差。本文采用实际地震动记录和建立真实台阵场地模型,以数值计算方法通过一维土层模型进行地震波的反演,也就是根据真实的地表强震记录反演得到基岩加速度输入,最终计算得到地表与反演基岩加速度峰值的放大系数和场地调整系数。主要研究结果和内容如下:一.从Ki K-net强震台阵网中的73个台站选取了262条地表加速度记录。为保证计算结果的合理性,对地震动波的选择条件满足:震源深度不大于50km、地表的加速度峰值不小于0.018g且震级不小于5级、震中距不大于100km等三项要求。按照峰值加速度的分档标准和场地分类原则分成28组,每组都包含3个或以上样本(少数只收集到2条)。二.根据73个台站的钻孔资料,对土介质进行了归纳分量,并选取了相应的土的动力学参数,建立了73个一维土层模型。三.采用SHAKE91软件进行了一维土层等效线性化地震反应分析,反演得到了基岩输入加速度,并计算了基于有效峰值加速度EPA的放大系数,进而得到了各类场地的有效峰值加速度的调整系数Fa(EPA);同时,也计算了各类场地基于加速度峰值PGA的调整系数Fa(PGA),二者结果相似。最终得到:Ⅱ类场地的放大倍数和调整系数Fa最大,其次是Ⅲ类、Ⅰ类,Ⅳ类场地的最小。这一结果与部分已有研究成果很相似,因此,本文提出的基于反演基岩地震波的场地调整系数估计可以作为已有方法的一种补充。最后,论文对以后的研究工作进行了展望。
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