我国五代区划图场地影响调整系数检验研究

作     者：张鹏 

作者单位：中国地震局工程力学研究所 

学位级别：硕士

导师姓名：任叶飞

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：地震区划图 土动力学参数 一维等效线性化场地地震反应 场地影响调整系数 PGA放大系数 特征周期 

摘      要：场地效应是结构抗震设计、地震动参数区划、地震动预测模型等领域必须考虑的重要因素之一。在工程场地地震安全性评价中设计地震动参数确定的合理性和适用性将对工程建设的安全性和经济性产生重要影响。因此,为了更好地考虑场地效应的工程影响,本文通过收集的京津冀、新疆、两广和川滇地区工程场地钻孔的土壤动力学参数和土层剖面数据,统计具有区域适用性的土动力学参数值,建立一维等效线性化地震反应计算模型,计算各地区相同类别场地的峰值加速度放大系数和反应谱特征周期,分析相同场地类别下的场地特征参数和场地地震反应的区域性差异特征和规律,并检验区划图的场地影响调整系数的区域适用性,主要工作内容及取得的研究成果如下:1.本文收集整理了京津冀、两广、川滇地区工程场地土壤的动三轴数据。按埋深对粉质粘土、粘土、含砾粘土、粉土、泥炭质土、粉砂、细砂、含粘性土砾砂等8种常见土类进行了分组统计,给出了各类土壤在不同埋深范围内的本文统计值。本文分别采用Davidenkov模型和陈国兴模型对土壤的动剪切模量、阻尼比随剪应变的变化关系曲线进行了拟合,比较了三个地区粉质粘土和粘土在不同埋深范围内的动力学参数曲线,证实了土动力学参数区域性差异的存在。2.本文计算了 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地工程钻孔的峰值加速度放大系数Ka和反应谱特征周期Tg,研究得出两者随场地类别和基岩输入地震动强度的变化规律。将其与区划图规定值和已有研究给出的推荐值进行了比较分析,发现五代区划图给出的场地峰值加速度调整系数在一定程度上低估了 Ⅱ类场地的实际放大效应,而针对天津地区Ⅲ、Ⅳ类场地则具有较高的保证率;发现五代区划图Ⅱ类场地Tg规定值具有较强的合理性,但针对京津冀地区,本文建议在现有基础上增加0.05s;五代区划图Ⅳ类场地Tg规定值是合理的,而因覆盖土层厚度影响,Ⅲ类场地的Tg规定值的适用性还需更多钻孔进行验证。3.本文通过对比四个地区Ⅱ类场地的特征参数Vse、H和VS30分布以及特征参数间的相关关系,分析发现相同类别场地下不同地区场地条件存在显著区域性差异。根据土层地震反应分析计算结果,比较分析了四个地区放大谱中值曲线谱型、放大谱峰值Amax值、Amax与场地特征参数Im、Vse的拟合直线、不同震级段内Ka中值曲线和Kx+s曲线以及不同输入PGA水平下的特征周期Tg值,发现场地放大效应存在一定的区域性差异。