剪切波速的變化對場地地震動參數的影響分析★

薛曉東 趙晉泉 曾金艷 趙向佳 霍 魁

(山西省地震局，山西 太原 030021)

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·結構·抗震·

剪切波速的變化對場地地震動參數的影響分析★

薛曉東 趙晉泉 曾金艷 趙向佳 霍 魁

(山西省地震局，山西 太原 030021)

選取太原盆地幾個相同場地類別的工程場地地質勘探及土層剪切波速等資料，把剪切波速實測值按5%，10%，20%比例進行放大和縮小，并設立了多種計算模型，分析了剪切波速的變化對場地地表地震動參數的影響，得出了一些有價值的結論。

工程場地，地震動參數，剪切波速，盆地

0 引言

場地地震動參數的確定是工程場地地震安全性評價的主要目標，其結果為建設工程抗震設防提供了重要的依據。局部場地條件作為影響地震動的重要因素是不容忽視的，而場地土層的剪切波速又對場地條件有著很大的影響。目前，剪切波速的測試方法主要有單孔法、跨孔法和面波法。在實際測試工作中，又由于項目成本、施工要求、測試條件等因素的影響，使得測試難免會產生誤差，會給確定場地地震動參數帶來影響。因此，分析剪切波速的變化對場地地表地震動參數的影響就有著重要的現實意義。

本文選取太原盆地幾個相同場地類別的工程場地的工程地質勘探及土層剪切波速等資料，把剪切波速實測值按5%，10%，20%比例進行放大和縮小，側重分析剪切波速的變化對場地地表峰值加速度、加速度反應譜的影響，為進一步合理確定太原盆地及同類地區地震安全性評價工作中的場地地表地震動參數提供參考依據，為防震減災服務。

1 研究場地的基本資料

本文以太原盆地兩個相同場地類別(Ⅲ類場地)的工程場地為研究對象，獲取其工程地質勘探及土層剪切波速等資料。研究場地基本情況見表1，地震鉆孔綜合柱狀表見表2，表3。

表1 研究場地基本情況

2 計算模型的建立及土層反應分析

2.1 計算模型的建立

首先由基巖水平加速度峰值、基巖水平加速度反應譜和由區域地震環境確定的持時參數，利用擬合技術得到滿足該反應譜的

基巖水平加速度時程；本文根據工程場地的地震鉆孔資料和地層分布情況建立工程場地土動力學模型，選取符合條件的基巖加速度時程，將加速度峰值調整為50gal～300gal，然后將適合的基巖加速度時程減半為輸入，進行土層反應分析。

2.2 土層反應分析

經過對工程地質勘探及地震鉆孔DZK1，DZK2等資料的綜合分析，將同一鉆孔各地層的剪切波速實測值分別按5%，10%，20%比例進行增大或減小建立7種土層反應分析模型，選取符合條件的3組地震波作為輸入地震動，進行土層反應分析，得到各地表峰值加速度Amax及地表加速度反應譜的特征周期Tg(s)，如表4,表5所示。

3 剪切波速變化的比較分析

表4 不同剪切波速下的地表峰值加速度Amax

表5 不同剪切波速下的反應譜特征周期Tg s

剪切波速的變化對場地地震動參數有哪些影響，本節主要從地表峰值加速度及反應譜特征周期兩個方面，將調整后的剪切波速計算結果與實測結果進行了對比分析。表6給出了地表峰值加速度的比較分析，表7給出了反應譜特征周期的比較分析。

表6 地表峰值加速度比較分析 %

表7 反應譜特征周期比較分析 %

4 結語

本文以太原盆地兩個相同場地類別(Ⅲ類場地)的工程場地為研究對象，把剪切波速實測值按5%，10%，20%比例進行放大和縮小，建立計算模型，進行土層反應分析，對剪切波速變化帶來的影響進行分析，本文的分析結果如下：

1)土層剪切波速的放大和縮小對地表峰值加速度與反應譜特征周期都有影響。

地表峰值加速度隨著土層剪切波速的放大和縮小也同時放大和縮小；而反應譜特征周期會隨著土層剪切波速的放大和縮小變得縮小和放大。

2)土層剪切波速縮小對地表峰值加速度、反應譜特征周期的影響要比土層剪切波速增大時影響程度稍大。

3)土層剪切波速的變化對場地地表地震動肯定有影響，但影響場地地表地震動參數的因素還有很多，例如計算模型的建立、土動力學參數等，如何合理的確定場地地震動參數仍然是今后工作中需要不斷解決的問題。

[1] 薄景山，李秀領，劉德東,等.土層結構對反應譜特征周期的影響[J].地震工程與工程振動，2003，23(5)：42-45.

[2] 李小軍，彭 青.不同類別場地地震動參數的計算分析[J].地震工程與工程振動，2001，21(1)：29-36.

[3] 呂悅軍，彭艷菊，蘭景巖，等.場地條件對地震動參數影響的關鍵問題[J].震害防御技術，2008,3(2):126-135.

[4] GB 17741—2005，工程場地地震安全性評價[S].

Influence of shear wave velocity on the ground motion parameters★

Xue Xiaodong Zhao Jinquan Zeng Jinyan Zhao Xiangjia Huo Kui

(EarthquakeAdministrationofShanxiProvince,Taiyuan030021,China)

In this paper, the engineering geological exploration and the shear wave velocity of soil layers in the same field of Taiyuan basin are selected, to enlarge and reduce the measured value of shear wave velocity by 5%, 10% and 20%, to set up a variety of calculation models, and to analyze the influence of shear wave velocity on the ground motion parameters, draw some valuable conclusion.

engineering ground, motion parameters, shear wave velocity, basin

1009-6825(2016)27-0029-02

2016-07-16★:山西省地震局科研項目(項目編號：SBK—1613)

薛曉東(1982- )，男，工程師

TU352

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