响应谱地震动预测方程中场地效应参数Vs30与场地周期的比较-论文.pdf

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1、2014年第3期世界地震译丛41响应谱地震动预测方程中场地效应参数s30与场地周期的比较JohnX．ZhaoHuaXU摘要最近的许多地震动预测方程(GMPE)都使用上30m土层的平均剪切波速度V。。表示场地效应。然而，在一些研究发现。是表征场地效应合理参数的同时，另一些研究则给出了相反的证据。本研究使用日本的大地震动数据集对这两个场地效应参数的预测能力进行系统的比较。采用该方法的基础是使用场地周期(T，4倍剪切波从基岩到地表的走时)或Vs。。对经验模拟场地效应的标准偏差和放大比振幅进行比较。模拟的场地效应除了包括地震动预测方程的场地效应项，还特别包括KiK-ne

2、t台网的地表与井下记录之间的场地放大比。就KiK—net台网数据而言，对Ts>0．6s的土层场地，Ts被确定是比s。。好的预测参数；而对T。<0．6s的场地，这两个参数对放大比产生了相似的变异性。在所有场地类别的多数周期上，由地震动预测方程获得的场地效应，岛。和Ts在统计上相等；而在一些谱周期上，V。。产生了比T小的变异性。KiK-net台网地表一井下记录与地震动预测方程结果的矛盾可能由地震动预测方程中包括震源变异性、路径变异性和场地变异性的大变异性所致。相比之下，KiK-net台网地表一井下数据对的变异性小多了。虽然V辩。和Ts对地震动预测方程的数据产生了统计

3、上相似的标准偏差，但仍然获得了比。。更好的中值放大比。andSilva，2008；BooreandAtkinson，引言2008；CampbellandBozorgnia，2008；ChiouandYoungs，2008)。然而，正如近地表场地条件是影响工程设计地震动Castellaro等(2008)所评论的，有大量研究参数的最重要因素之一。在地震动峰值加速论文表明了、，r鼬。的局限性。McVerry(2011)度(PGA)和5％阻尼频谱加速度的地震动预给出了在地震动预测方程中使用作为场测方程中，场地效应通常由一组可说明地震地参数在响应谱预测中的改进，指出对新西

4、动时近地表土层特征的简化参数表述。通常兰强震记录台站，锄作为场地参数是不合的场地参数包括场地周期(T，四倍剪切波适的。在本研究中，我们仅讨论对地震动预从基岩到地表垂直方向的走时)和沉积土层测方程合适的场地参数。上部30m的时均剪切波速度、，。。例如，一些作者认为，从理论和实际的两个方Zhao，Zhang等(2006)和Zhao，Irikura等面Ts都是较好的场地参数(Zhao，Irikura，(2006)使用了基于T的场地类别，而etal，2006；Zhao，Zhang，etal，2006；MeVerry等(2006)使用了基于岩土层地质Castellaroe

5、tal，2008；Luzietal，2011；与土工描述和Ts的场地类别。相反，在包McVerry，2011)。Luzi等(2011)也提出在括下一代衰减模型的现代地震动预测方程使用意大利记录时需结合使用。和场地基中，、，r啪是最常用的场地参数(Abrahamson频。用于计算T的深度取决于工程基岩的42世界地震译丛／／，一Il(D=u．266～一0"Infn：o2l3一i三-，二

6、-醴溅蘑翳．l‘。。■■_-_E雌--#}=!IIll工／。，-／。／l．／’．●‘，，’／所5卣台站／KiK．ncl台站，／，／场地周期／s场地周期／s图1日本强震记录台站的丁s和

7、。之间的相关关系：(a)本研究使用的所有台站；(b)仅KiK—net台站。KiK—net台站场地的场地周期被计算到基岩深度，为剪切波到达基岩深度传播时间的四倍对于Ts<0·04s场地，Ts被设定为0．04s，KiK—net台站的Ts与s。。之间具有较好的相关性剪切波速，对此这里使用由Zhao，Zhang我们使用了日本的两大强震记录集，大等(2006)确定的不小于700m／s的剪切波量的记录使我们能够非常详细地评估和速，而Walling等(2008)使用的是1100m／。。作为场地参数的适宜性。因为地表和井S。当工程基岩出露地表时，我们设定T下记录之间的放大比与地

8、震动预测方程相为零。对于较高的基岩剪切波速，通常基岩比，受震源和路径不确定性的影响较轻，我的深度也更大。因此，因为很高的剪切波速们还使用了KiK—net台网场地的地表一井下度一般不可用于工程应用或测量较大深度的强震记录对。对于用。。。表征场地效应的纷剪切波速度成本很高，所以通常在地震动预争，本研究可能给出某些合理的见解以及尽管很多人承认V。。。不能解释场地效应的很多测方程中不使用这种高剪切波速度值。像Boore与Atkinson(2008)和Camp—方面，但很多地震动预测方程研发者为何又使用V我们对地震动预测方程也提出了bell与Bozorgnia(2008)

9、那样，在地震动预测方程中