邊坡地形的地震動放大效應預測模型研究.pdf

1、地震動由震源效應、路徑效應和場地效應三者共同決定。大量現(xiàn)場觀測、理論分析、數(shù)值模擬和物理試驗的研究成果都證實場地效應對地震動有顯著影響。其中，地形效應作為場地效應的重要方面，自然起著不可忽視的作用。但是，大量對邊坡地形效應的研究是頻域內的，這些研究成果無法直接應用于工程抗震設計。本文即是利用數(shù)值模擬和統(tǒng)計回歸的方法，求出一系列反應譜譜放大的預測模型評估邊坡的地震動地形效應。本文的預測模型能夠得到坡頂面任意場地的設計反應譜，便于實際工程的

2、抗震設計。具體步驟如下:
　　(1)首先建立80個單面坡數(shù)值模型，分別具有不同的模型參數(shù)，相應地建立一系列一維自由場模型;
　　(2)通過輸入一條基巖地震記錄，得到每個邊坡模型和對應一維自由場模型上數(shù)個場地的地震反應;
　　(3)通過對時域的地震記錄進行傅里葉變換，求出各場地地震反應和輸入地震動間的頻域內傳遞函數(shù);
　　(4)利用上一步得到的傳遞函數(shù)，計算出每個邊坡模型和對應一維自由場模型上各監(jiān)測點在輸入大量地震

3、記錄時的地震反應。這一方法很大地提高了計算效率;
　　(5)通過對比邊坡模型和對應一維自由場的反應譜，求出反映地震動地形效應的譜放大;
　　(6)利用系統(tǒng)的統(tǒng)計分析和隨機效應方法建立起相對簡單的地形效應預測模型，模型中只包含四個邊坡模型參數(shù):坡高、坡度、場地自坡頂點的距離和坡體材料的剪切波速。
　　利用殘差分析法選擇模型參數(shù)并驗證參數(shù)在統(tǒng)計意義上是否顯著。殘差分解為模型內殘差和模型間兩個部分，模型內殘差由不同基巖記錄的

4、不同頻率成分造成，預測模型對放大效應描述的不精確產生了模型間殘差。預測模型的兩類殘差在線性尺度上相對于模型參數(shù)是無偏的:用來擬合殘差的直線是水平的。兩類殘差的標準差都很小，地震參數(shù)主要在短周期對模型有影響。
　　兩個數(shù)值驗證實例的結果表明，側面吸收邊界產生的反射波會對譜放大計算的準確性造成影響。但是，這種影響的誤差水平在地震動預測模型中是可以接受的。殘差分析和誤差分析表明:在選定的模型參數(shù)范圍內，最終的預測模型可以在一階描述邊坡的