以基巖深度和VS30為場地參數(shù)的非線性場地效應模型及其地震動衰減關系研究.pdf

1、地震動衰減關系是地震災害分布圖繪制及工程抗震設計的重要工具,其包括震源效應項、路徑效應項和場地效應項。場地效應項是地震動衰減關系的重要部分,也是近年來一直是研究的重點,一方面,目前大多數(shù)地震動衰減關系,多以VS30(地表以下30m平均剪切波波速)或者場地周期TS(4倍剪切波從基巖深度到地表的時間)作為場地項參數(shù),然而有一些研究表明:VS30不能很好地反映深厚土層場地動力特性。在描述場地效應方面,場地周期TS相對于VS30有更好的中值發(fā)大

2、比,被認為是比VS30更好的參數(shù),但是場地周期TS的獲取需要不同深度的土層剪切波波速,工程勘探成本高;另一方面,由于含有有效土體非線性的強震記錄匱乏,很難通過地震記錄直接回歸非線性場地效應模型?？紤]到這兩個方面,本文利用與場地周期TS強相關性的新參數(shù)TH=4Hrock/VS30(Hrock為基巖深度,若深度小于30m,Hrock取30m)代替TS和VS30作為場地項的參數(shù)。以日本KiK-net臺站中293個具備詳細土層參數(shù)信息的場地為背

3、景,建立一維場地非線性模型,選用KiK-net、PEER數(shù)據(jù)庫中529條巖石場地水平強震記錄作為基巖輸入,并通過隨機效應模型回歸反應譜放大比,具體步驟如下:
　　(1)以VS≥760m/s,判定為基巖層,并確定KiK-net臺站293個場地的基巖深度Hrock。依據(jù)土層的深度及剪切波波速并在一個給定范圍內(nèi)隨機選取土層的非線性模型,用SHAKE程序等效線性分析方法計算地表-露頭基巖反應譜譜比;
　　(2)首先選取一維非線性經(jīng)驗

4、模型擬合反應譜放大比,然后采用殘差分析方法檢驗經(jīng)驗模型參數(shù),以殘差分布圖判定參數(shù)是否有效,并采用統(tǒng)計檢驗判定參數(shù)是否顯著,重復殘差分析步驟,直至模型包含所有顯著項參數(shù),最終確定考慮基巖反應譜、TH、阻止抗比、震級、震源距的場地非線性模型;
　　(3)本文運用隨機效應模型回歸方法,回歸出非線性放大模型的各參數(shù)系數(shù)值,并通過平滑得到各個譜周期上參數(shù)的最終系數(shù)值,且保證平滑后最大似然函數(shù)值減小幅度不超過5％;
　　為了克服一維模型