土层剪切波速测试中的不确定性对场地地震动参数的影响分析——以Ⅲ类场地为例-论文.pdf

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1、第9卷第2期震灾防御技术v01．9，No．22014年6月TechnologyforEarthquakeDisasterPreventionJun．，2014沈得秀，王庆民，许洪泰，杨传成2014．土层剪切波速测试中的不确定性对场地地震动参数的影响分析——以III类场地为例．震灾防御技术，9(2)：244—251．土层剪切波速测试中的不确定性对场地地震动参数的影响分析——以III类场地为例’沈得秀，王庆民许洪泰)杨传成)1)山东省地震局，济南2500142)山东省地震工程研究院，济南250021摘要本文选

2、取山东地区2个III类场地的工程地质勘探及土层剪切波速等资料，将土层厚度按5个深度段，每个分段给出了4个土层剪切波速的改变量，通过改变不同深度段土层剪切波速，建立了19种土层地震反应分析模型，分析了不同深度段，不同概率水平下土层剪切波速的变化对场地地震动参数的影响。研究表明，不同深度段土层剪切波速的变化对场地地震动参数的影响有差异。具体表现为，土层剪切波速的改变在1—10m、l1—40m和地震输入界面处三个深度段对地震动加速度峰值影响较大；其中，41—70m和71—1o0m两个深度段剪切波速的改变对地震动

3、加速度峰值影响小；在土层深度1—10m时，剪切波速降低，峰值变大，剪切波速的改变与峰值的改变呈负相关；在其它深度段，剪切波速降低，峰值变小，剪切波速的改变与峰值的改变呈正相关。剪切波速的改变在1—10m和11—40m两个深度段对地震加速度反应谱影响较大；在41—70m、7l一100m和地震输入界面三个深度段对地震加速度反应谱影响很小。关键词：场地地震动参数剪切波速不确定性III类场地引言场地地震动参数的确定，其结果作为建设工程抗震设防的依据，是工程场地地震安全性评价的目标之一(中华人民共和国国家标准，20

4、05)。局部场地条件作为影响地震动的三类因素之一(胡聿贤，1988)，其对场地地震动参数的影响是不容忽视的。如何估计场地条件对地震动特性的影响，并在工程结构抗震设防中考虑这一因素，一直是工程地震学的重要研究课题。对此，不同学者从不同角度进行了多方面研究，普遍认为场地条件对地震动的影响很大，在地震动幅值(如峰值加速度)和频谱特性(如反应谱特征周期)的变化上均有体现(李小军等，2001a；2001b；薄景山等，2003a．2003b；2003c；吕悦军等，2008；李建亮等，2011)。反映场地条件的重要因素

5、之一是场地土层的剪切波速，它是由场地现场原位测试得到1基金项目山东省地震局重点科研基金项目(JJ1313Y)和山东省地震局合同制科研项目(09Y17)共同资助[收稿日期]2013．08．24[作者简介]沈得秀，女，生于1975年。2007年获得硕士学位，工程师。主要从事地震活动性和工程地震的研究工作。E-mail：shendexiu@163．tom2期沈得秀等：土层剪切波速测试中的不确定性对场地地震动参数的影响分析一以ⅡI类场地为例245的，是反映土体动力特性的重要参数，也是进行场地类别划分和建立土层地震

6、反应分析模型的基础数据。随着场地条件对地震动影响的深入研究，土层剪切波速对场地地震动参数的影响及剪切波速测试中存在的问题，也越来越受到学者们的重视(薄景山等，2003a；兰景岩等，2007；董林等，2013)。土层剪切波速的测试，由于受测试仪器、场地条件、测试条件及观测人员等因素的影响，总会不可避免地产生误差。那么，在地震动参数确定过程中，土层剪切波速测试中的误差作为一种不确定性因素，它对场地地震动参数的确定结果有着怎样的影响?分析这种影响对于进一步分析场地地震动参数的合理性有着重要意义。本文研究了山东地

7、区两个III类场地条件下的实测土层原位剪切波速资料，通过改变不同深度段的剪切波速，建立多种土层地震反应分析模型，分析了不同深度段剪切波速的变化对场地地震动参数的影响，以期为分析土层剪切波速测试中的不确定性对场地地震动参数的影响提供参考。1场地资料的选取本文选取山东地区ⅡI类场地条件下2个场地的工程地质钻孔资料、剪切波速及动三轴土样资料，用以研究不同深度段剪切波速变化对地表场地地震加速度峰值及地震反应谱形态的影响。所选的2个场地的基本资料如表1所示。表1本文所选场地基本情况表Table1Thebasicpa

8、rametersofsiteschoseninthisstudy场地在中国地震动参数图上的基岩地震输入基本地层描述序号峰值分区深度(m)1O场地地处黄河中下游冲积平原，地层以有粉质粘土、细．05g89砂、粘土、粉土为主20场地地处黄河下游冲积平原，地层以粉质粘土、粉土、．10gl01粉细砂为主，局部夹薄层粘土2基岩地震动输入的确定及土层地震反应计算2．1基岩地震动输入的确定基岩地震动输入的确定是进行场地地震动参数确定的基础。首