利用地脉动观测反演工程场地剪切波速度结构

《利用地脉动观测反演工程场地剪切波速度结构》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中国地震局工程力学研究所硕士学位论文利用地脉动观测反演工程场地剪切波速度结构姓名：师黎静申请学位级别：硕士专业：土木工程·岩土工程指导教师：陶夏新2002.4.1摘要局部场地条件，尤其是场地土质条件，对震害和地震动有重要的影响。在场撼条件对地震动影响的磷究中，场她土缮麴剪切波速度结掬是必不可少静蘩础资料。研究开发方便、经济、可靠的场地遽度结构探测方法，特别是可以广泛应用于大、中城市的方法，是地震工程和岩土工程领域中的重要磷究课题。墓内、终多年茨逮熬动鼹测磺究，为反演繇蟪速囊绦褥提供了有力的技术基础。地脉动台阵观测可供利用

2、长周期地脉动反演深部地层速度结构。本文系统地归纳、评述了地脉动研究的历程，现状和发展趋势，蘩点强调了遣赫劝台阵蹒灏黥重簧往帮繇究依缝躲动数据反演场魏速度结构技术方法的必要性。文中详细介绍了艨山响堂和厦门瞪个工程场地的岩土工程条件，地脉动观测台阵的设计思路、原则、具体观测方鬃，以及观测仪器、设铸。整理了224条缝皴动记袋，震暴了部分辩程霸功率灌鹣实镄。为了明确、清晰地剖析利用地脉动观测反演场地剪切波速度结构这一复杂葳淘瑟中黥难熹掰在，本文提密了虚藏及演的愚路。借韵虚掇葳演，便于弄滴楚主要是地脉动观测肖缺陷，还是反演技术效力

3、不够。根据选定的±屡速度结构诗算土鼷割嚣豹传递函数、频教蘧线，终为疫浚翁嚣橡麴线。将遗脉动仪器系统、观测与分析技术等若干翮前仍可能还存在问题的环节剥离出去，在一个相对封闭的范围里研究反演技术方法，更容易发现闯题、译德效率，受蠢效遮致逶。传统反演方法存在着反演结果很大程度上受初媲参数豹影响和镳导数诗算丽难等阕趱。逡传算法体为一种智能全粥饶化算法，可以同时搜索多个模型，不需要计算偏导数，在众多研究领域得到应用。本文在反演场地速疫结擒夔遗传冀法设谤中，扶逮黄算子选撵翻逮赞策略戆添擦等方蘑羞手，程～定程度上改善了传统遗传算法存在

4、的局部搜索能力不强、i过早收敛等弱点。根据成层介质中弹性波的类型，本文将康拟反演嗣标选为：1)根据场地土层模型积动力学参数计算的场地±层剪切波传递涵数；2)根援场遮±层模鼙鞠动力学参数计算静麓除瑞耐波频教鞠线。本文选用多重反射理论计算线弹性或粘弹性土层的传递函数，用改进的Haskell传递矩阵法计算弹性土层中基阶瑞利波频散曲线，编制了相应的计算程序，并分析比较了对各土层参数的敏感性。区别实际工程勘察中获得的场地信息的详细程度不同，分三种情况选择了不同的反演策略，对两个假设的场地和一个实际工程场地，分别根据传递函数、频散曲

5、线虚拟反演了剪切波速度结构。结果表明，场地土层结构(各土层的厚度)已知的条件下，反演结果较为准确；场地土层结构未知时，反演结果质量下降，在根据经验给定部分不敏感的参数的数值、减少待反演的参数后，也可以得到比较接近真实的场地剪切波速度结构。在总结地脉动分析方法的基础上，重点学习、推导了利用单点谱比法推算场地传递函数和利用空间自相关法推算场地瑞利波频散曲线的全部公式，编制了计算程序。实际处理了三个工程场地的地脉动台阵观测记录，与按成层介质模型数值计算的结果和日方Yamanaka博士用频率一波数法推算的结果相比较，深入讨论了两

6、种方法的有效性和局限性。结果表明，利用单点谱比无法直接作为场地的传递函数的目标曲线反演剪切波速度结构；用空间自相关法推算的频散曲线可以满足反演的需要。将依地脉动数据推算的频散曲线作为目标曲线，用本文的方法反演了厦门两个实际工程场地的剪切波速度结构。本文提出的虚拟反演是反演方法研究中的一个重要的思路，不仅可以用于地脉动、表面波的反演，也会为其它反演问题提供借鉴。文中，在探索利用短周期地脉动反演浅部土层速度结构的技术方法上取得了初步成果，也提出了值得进一步研究的内容。关键词：剪切波速度结构，虚拟反演，传递函数，频散曲线，遗传

7、算法IIABSTRACTLocalsitecondition，especiallysoilcondition，hasagreateffectontheearthquakedamageandstronggroundmotion．Instudiesofsiteconditioneffectongroundmotion，theshear-wavevelocitystructureofthesiteiSanessentialinformation．Todevelopaconvenient，inexpensiveandstable

8、surveymethod，especiallyonecouldbewidelyusedinurbanarea,iSasignificanttaskinstudyofearthquakeengineeringandgeotechnicalengineering．11leprogressofstudyonmicrotrm