場地地質條件對地震震害的影響研究

■劉雙（黑龍江省地震局黑龍江哈爾濱150090）

場地地質條件對地震震害的影響研究

■劉雙
（黑龍江省地震局黑龍江哈爾濱150090）

受到亞歐板塊、太平洋板塊和印度洋板塊的影響，我國地處歐亞地震帶和環(huán)太平洋地震帶之間。我國的地震活動非常的頻繁，而且震源較淺，強度較大，分布較廣，深受震害的影響。加強對于地震的研究和預防，對于我國來說有著重要的意義，尤其是在地質條件比較復雜的地區(qū)，加大對場地地質條件對地震震害影響的研究，并及時做好地震的預防措施，有利于降低震害區(qū)的生命安全威脅，減少震害區(qū)的財產(chǎn)損失。

地震 地質災害 地質條件 影響

1　地震概述

地震，英文名為Earthquake，也叫做地震動或地動，是由于地殼運動造成的地球表層的極速震動，從而產(chǎn)生了地震波。地震是地殼運動的特殊狀態(tài)，是一種自然的地質現(xiàn)象。對于地震，我們應當科學的認識，地震并不是非常可怕的，全球每年會發(fā)生數(shù)以萬計的地震，只不過是有的地震的震源比較深或震級比較小，人類是幾乎感覺不到的。對于這些不能感覺到的地震，只能用非常精準的地震儀才能感覺到。因此，我們應當科學的、理性的對待地震。

對于地震的震害主要包括原生災害、次生災害以及誘發(fā)災害等。原生災害指的是當?shù)卣鸢l(fā)生的瞬間對于建筑物、橋梁等地表造成的整體或部分的損壞。次生災害指的是由于地震的發(fā)生而引發(fā)的水災、火災、有毒氣體的泄露和擴散以及由地震引起的滑坡、泥石流、海嘯等的地質災害。誘發(fā)災害則指的是因地震而出現(xiàn)的社會性的災害，如饑荒、瘟疫、人類的心理陰影以及社會的不安定等問題。

2　地質條件對地震震害的影響

工程結構所在地，即支撐并對其地震反應有直接影響的地基稱為工程場地。工程場地和地殼介質之間的界線并不明確。在地震危險性分析中，一般都是先確定基巖面的地震動，然后再考慮土層對地震動的影響。工程場地條件包括近地表幾十米至上百米內的地基巖土結構和特性、地形地貌、淺表斷層、地下水位等工程地質要素。這些因素對地震動和地面破壞有強烈的影響，對結構抗震有至關重要的作用。

2.1場地地形地貌條件震害影響

地形和地貌的影響即為通常人們所稱的局部地形的影響。歷次破壞性地震的震害調查和獲得的強震觀測資料顯示，局部地形對地震震害有顯著的影響。強震記錄的統(tǒng)計分析結果顯示，地形的影響可使加速度峰值增大30—50%。目前關于地形和地貌對地震動影響的較統(tǒng)一的認識是，不規(guī)則地形的頂部較底部的地震動大，形態(tài)變化急劇的部位較緩慢漸變的地震動大。宏觀震害經(jīng)驗表明：①高突地形距基準面高度越大，高處地震反應越強烈；②離陡坎和邊坡頂部距離越大，反應相對減小③從巖土構成方面看在同樣地質條件下，土質結構的反應比巖質結構大；④高突地形頂面越開闊，遠離邊緣中心部位的反應越明顯減少；⑤邊坡越陡，其頂部的放大效應相應加大。

2.2場地地質構造條件與震害影響

場地地質構造條件主要是指分布于工程場地及其附近地區(qū)內有關斷裂構造的位置、產(chǎn)狀、性質、規(guī)模、展布范圍、相互關系、活動性以及其對場地穩(wěn)定性可能產(chǎn)生的影響。建筑施工場地若存在斷層，場地和地基的整體性便會遭到破壞。由于斷層軟弱帶常發(fā)育軟弱的斷層物質，從而在局部場地地中形成不良地基，導致建筑物產(chǎn)生不均勻沉陷、傾斜或滑動。另外，由于斷層的切割作用，常構成地下水通道，導致施工中突然出現(xiàn)涌水、流砂和地面沉陷等現(xiàn)象，嚴重影響場地巖土體的穩(wěn)定性，并危及地面及地下工程的順利進行。

對于斷層問題，，需要按發(fā)震斷層和非發(fā)震斷層兩種不同情況分別考慮，且不能用提高場地烈度的方式考慮其影響。一般非發(fā)震斷層無加重震害的趨勢，但也不應用提高場地烈度的方式考慮其影響。所以重點考慮發(fā)斷層的影響。

2.3場地土質條件條件與震害影響

工程地震學研究中所稱的土層結構通常是指地面下第四紀覆蓋土層的不同排列組合以及下伏基巖的表面形態(tài)等。土層結構對地震動的影響的研究主要集中在基巖起伏和軟弱夾層對地震動的影響兩個方面。關于基巖起伏對地震動的影響，Dezfulian等應用有限元方法，在不同土質、土層厚度和基巖傾斜角等條件下進行分析計算，研究結果表明，覆蓋土層下伏基巖面的傾斜程度對地面峰值加速度有影響，基巖面的坡度越小，影響越大，但對地震動頻譜特性的影響卻很小

2.4場地覆蓋層條件與震害影響

土層厚度對地震動的影響早在1923年日本關東大地震時就已被發(fā)現(xiàn)，在后來發(fā)生的一系列的破壞性地震的震例都體現(xiàn)了土層厚度對地震動的影響。當前，破壞性地震的震害調查、強震資料的分析整理和理論研究所得出的主要結論是:覆蓋土層越厚，地表反應譜長周期的頻譜成分愈顯著，反應譜曲線愈向后移，歸一化反應譜的特征周期越大，土體的自振周期也增大。

目前，在我國關于覆蓋土層厚度對場地地表峰值加速度影響的研究還不夠深入，主要的原因還是缺乏具有詳細的場地工程地質資料的強震觀測數(shù)據(jù)。因此，在我國現(xiàn)行的建筑抗震設計規(guī)范中沒有考慮場地條件對設計反應譜平臺值的影響。研究覆蓋土層對地震動影響的理論分析方法是土層地震響應的分析方法。這一方法是以一維剪切梁模型為基礎，將地震輸入視為剪切運動并假設場地為一維水平成層的土層模型來進行場地地震反應的分析方法。

3　結語

場地條件對地震震害影響的研究在地震工程和巖土工程領域具有重要理論意義和工程應用價值，近一百年來，人們通過破壞性地震的震害調查認識到了這一研究領域的重要性并通過強震記錄的對比分析證實了場地條件對震害和地震動的影響。通過70年代以來的一系列深入的理論分析以及震害調查和強震資料的對比研究，人們對這一問題有了比較共同的認識，所取得的成果有些已納入有關的抗震設計規(guī)范，在工程中發(fā)揮著重要的作用。通過本文分析，場地地質條件對地震的震害有著非常大的影響，不但能夠加大地震的危害，還在一定程度上誘發(fā)著其他地質災害的危發(fā)生。因此，在地形地貌等特殊場地地質條件下，應當加大建筑的抗震能力，有效的考慮到地震的危害，從而降低地震震害。

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P5[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～26～1