工程地震中的场地分类方法及适用性评述

文中对工程地震中常用的场地类别划分方法分两类进行了对比分析。一类为结构抗震设计规范中用于确定场地影响的标准化方法,主要介绍了中国、美国、欧洲及日本抗震规范中的场地类别划分方法、分类指标,对比分析了各指标(如剪切波速、覆盖层厚度等)存在的问题,并对中国新一代抗震规范中场地条件的划分提出了建议。另一类为地震危险性预测中确定场地影响的区域性的场地类别划分方法,主要介绍了目前研究较多的基于地质、地形、地貌等特征,并与抗震规范中的场地分类指标(一般剪切波速居多)建立对应关系进行区域性场地类别划分的宏观方法,同时还介绍了利用强震记录反应谱进行场地分类的方法。最后讨论了各自的优势、局限性以及适用范围。

地震科技发展战略的思考——建议组建地震数值模拟实验室

数值模拟是计算机科学、计算数学与其他各类学科如力学、材料学、工程技术等学科相互交叉渗透且充满活力的研究领域,它与物理、化学实验和理论分析一起成为解决许多重大科学问题和工程技术问题的三大支柱。数值模拟实验室的建设不仅是信息时代的需要,也是开展动力地震预报的关键,必将成为地震科学发展战略的重要组成部分。

渤海海底土类动剪切模量比和阻尼比试验研究

土的动剪切模量比和阻尼比是工程场地地震安全性评价工作和土层地震反应分析中不可缺少的重要参数。本文采用应力控制振动三轴试验装置对渤海海底的常规土类动剪切模量比G/G_(max)和阻尼比λ进行试验研究,试验装备为HX-10O控制振动三轴试验系统,土类包括粘土、粉质粘土、细砂、粉砂、粉砂质细砂,土样来自渤海海域内BZ13-1、BZ26-2、QK18-2等3油田的场地钻孔。采用拆线曲线拟合动剪切模量比G/G_(max)、阻尼比λ随动剪应变γ变化的关系,得到各类上的G/G_(max)、λ随γ变化关系及推荐值。本文的结果已在这3个油田平台的地震安全性评价中使用,本项工作积累的有关基础资料和工作方法可供该海域内有关海洋建设工程的地震安全性评价工作以及未来海域内的地震区划工作借鉴和参考。

天津滨海场地土类别特征及其对地震动的影响

本文按照三种规范(中国建筑抗震设计规范(GB50011 2001)、美国FEMA NEHRP规范(2000)、欧洲结构抗震规范(EUROCODE8,1998)),利用钻孔和剪切波速资料,对天津滨海地区的场地土类别进行研究。通过场地地震动效应分析,研究该场地土对地震动的影响。结果表明,对于滨海场地,简单的场地类别划分难以反映软土场地的实际情况;滨海软土场地对地震动加速度的幅值和频谱的影响非常明显,其对峰值加速度的放大倍数高达1.9,但受土的非线性变形影响,随地震动输入的增大其放大倍数呈非线性降低;软土场地使得加速度反应谱谱形变宽,特征周期变大,变化幅度在0.1s～0.4s。

地震烈度椭圆衰减的限定模型及其在华北地区的应用

采用在统计回归过程中加入限制条件的方法,建立一个地震烈度椭圆衰减的限定模型。该模型不但解决了地震烈度椭圆衰减的限头限尾问题,也考虑地震震级与有感半径的关系。利用华北地区48次地震、139条等震线资料,回归得到了华北地区的地震烈度衰减关系。最后将本模型得到的地震烈度衰减关系与华北地区其他烈度衰减关系进行了对比,认为本模型所得的烈度衰减关系在大震的远场更趋于合理。

渤海海底表层软弱土特征及其对地震动的影响

以渤海PL19-3油田工程场地为研究对象,利用钻探和剪切波速实测资料,根据中国规范GB50011-2001、美国规范FEMA-NEHRP和欧洲规范EC8,进行场地类别研究;通过地震动效应分析,得到海底表层软弱土对峰值加速度和反应谱的影响。结果表明,现行规范中的场地土类型划分标准是针对陆地场地土特征的,不能反映覆盖较厚的海底淤泥层的特征;海底表层软弱土对地震动加速度的幅值和频谱的影响非常明显,其对峰值加速度的放大倍数较高,但受土的非线性变形影响,随着地震动输入的增大,其放大倍数呈非线性降低,软土场地使得加速度反应谱谱形变宽,特征周期变大。本文的结果为开展海洋工程抗震标准、海域地震区划研究积累了相关基础资料。

渤海某油田设计地震动参数及抗震设防标准研究

渤海某油田为中国和美国合作开发,其平台结构按美国石油协会API RP2A规范进行抗震设计,该规范与我国的有关技术规范GB17503-1998存在一定的差别。本文依据油田及邻区的地震构造、地震活动特征的研究结果,以及场地的钻探资料、土动力参数测试结果,按美国和我国技术规范的要求,确定不同抗震标准下的设计地震动参数。详细分析了海底场地土特征及其对设计地震动参数的影响,比较了不同抗震标准下的地震动参数,并进行可行性论证。该研究成果已用于实际的工程设计中。

地震动输入界面的选取对地震动参数的影响

地震反应分析中的输入界面是一种规定的假想基岩面,其选取具有很大的不确定性,对确定地震动参数的影响很大。本文以北京地区存在剪切波速较高的卵石硬夹层场地为研究对象,探讨实际工程场地中能否将硬夹层选作地震动输入界面的问题。利用一维等效线性化波动方法,对390个含有剪切波速高于500m/s的卵石层场地模型进行地震反应分析计算,讨论卵石层的上覆土层、下伏土层以及卵石层自身特性对地震反应分析结果的影响。计算结果显示,厚度5m左右、剪切波速小于600m/s的卵石层作为地震动输入界面是否合理,主要取决于上覆土层和下伏土层,而卵石层厚度和剪切波速的影响很小。对于一般性工程,当上覆土层厚度大于15m,下伏土层厚度在10m以内时,选取硬夹层顶面与选取钻探揭示的基岩或剪切波速不小于500m/s的土体顶面为输入界面,计算结果差别不大;当上覆土层厚度达到60m,下伏土层的变化对计算结果影响很小。研究表明,在钻探没有揭示出基岩或坚硬土体时,埋深大于60m的硬夹层可以选为地震动输入界面,这一结论对实际的地震安全性评价工作具有一定参考价值。

不同抗震标准下的海洋石油平台设计地震动参数研究

在海洋石油平台抗震标准方面,中国与美国规范之间存在一定的差异。本文首先介绍了两国抗震规范中的相关内容。以渤海某油田为例,根据渤海及邻区的地震构造、地震活动环境及地震动衰减关系,利用概率方法进行地震危险性分析;采用一维等效线性化方法,根据场地土动力性能试验资料,确定不同抗震标准下的设计地震动参数。最后分析不同抗震标准下的地震动参数关系,以及对工程设计的影响,结合我国渤海与美国南加利福尼亚地区的地震活动性对比分析,对我国海洋石油平台的设防地震水准提出建议。

探讨渤海及周边地区海洋平台抗震设防水准

介绍了美国API规范的内容,并将南加利福尼亚和中国渤海海域地震活动特征与地震 危险性进行对比．对比结果表明,无论在地震活动的频度与强度还是地震危险性分析结果 上,渤海都比南加州弱．API规范指出,对于南加利福尼亚地区的永久性建筑,强度设计水 准取重现期200 a,变形设计水准取几百至几千年．我国相关规范规定的海洋平台强度设计和 变形设计水准分别取500 a和10 000 a,过于保守．同时,与其它建构筑物的抗震水平相比 较,甲类建筑变形设计水准取设计基准期100 a内超越概率2％～3％,乙、丙类取50 a内2％ ～3％,考虑海洋平台易于引起严重的次生灾害,变形设计水准取设计基准期30 a内1％(相当 于重现期3000 a)应是安全的．基于上述对比分析,同时考虑到经济承受能力以及与现行标 准的连贯性,建议我国海洋石油平台的强度设计水准和变形设计水准分别取200 a和3 000 a．

烟台海岸软土场地特征及对地震动参数的影响

本文利用剪切波速和钻孔资料 ,根据中国GB50 0 1 1 2 0 0 1规范、美国FEMA NEHRP规范、欧洲EUROCODE 8规范 ,对烟台滨海软土场地类别进行评定。并通过场地地震动效应分析 ,研究滨海场地土特征对地震动的影响。结果表明 ,简单的场地类别划分难以反映软土场地的实际情况 ;滨海软土场地对地震动加速度的幅值和频谱的影响非常明显 ,其对峰值加速度的放大倍数较高 ,但受土的非线性变形影响 ,随地震动输入的增大其放大倍数呈非线性降低 ;软土场地使得加速度反应谱谱形变宽 ,特征周期变大。

北京地区粉质粘土土动力学参数的统计分析

土动力学参数即土的动剪切模量比和阻尼比,对土层地震反应分析结果有重要影响。本文首先选取了北京地区2001年以来,地震安全性评价报告中20份具有完整土动力学参数的实验数据,统计分析了粉质粘土的实测土动力学参数,给出了粉质粘土在不同深度下的动剪切模量比和阻尼比平均值;然后,选取了2个典型工程场地,构建土层分析模型,进行土层地震反应分析计算,并对比分析了本文得到的统计值与典型工程场地的实测值、袁晓铭的推荐值和DB001-94规范的推荐值对土层地震反应分析计算结果的影响。分析结果表明,本文得到的统计值在北京地区具有一定的代表性和适用性,对于获得原状土样困难的场地,特别是对于较薄的夹层土,本文的统计结果在实际的地震安全性评价工作中可供参考使用。

我国海洋平台抗震标准若干问题探讨

我国尚未制定海洋平台的抗震标准.本文首先介绍了美国RP2A-WSD规范的内容,并与我国相关规范进行对比分析,认为我国目前采用的海洋平台强度设计和变形设计水准过于保守.从海洋平台的结构特征出发,探讨了海洋平台的工程地震问题.在此基础上,根据我国海域地震活动特征、海洋平台的设计基准期和设防目标等因素,参照相关行业工程抗震设防标准的经验,提出我国海洋平台用于强度设计的正常使用极限地震重现期取200年、用于延性设计的变形极限地震重现期取1000年.最后通过一个工程实例,分析了海底泥面对设计地震动参数的影响,以及不同抗震标准下设计地震动参数的差别,认为本文提出的平台抗震设防水准是安全合理的,同时又兼顾到我国经济承受能力以及与现行标准的连贯性.

美国API RP2A-WSD规范对我国海洋石油平台抗震设防的启示

我国尚未制定海洋石油平台的抗震设计规范,目前世界海洋油气行业的抗震标准主要执行的是美国RP2A WSD规范,该规范是基于是美国近海岸地震危险性区划结果而制定.本文介绍了RP2A WSD规范及美国近海岸地震区划研究结果,论述了我国渤海海域地震活动性特性与地震动参数的研究内容,渤海海域是我国海洋石油开发的主要场所,且地震活动性较高,与美国南加利福尼亚近海岸具有可比性,然后对两者进行对比分析,并依据两者之间的对比结果,以及海洋石油平台的重要性和使用特征,对我国海洋石油平台的抗震设防标准和设防水准提出建议.

海洋石油平台的工程地震问题

对于海洋石油平台,结构抗震设计要求提供地震动峰值、反应谱、持续时间以及速度时程等参数.由于海洋石油平台的结构和形式的特殊性,以及海域地震环境特征,考虑海洋石油平台地震动作用时要有不同的方法及侧重点.本文对海洋石油平台地震作用分析中涉及的一些工程地震问题研究进行了讨论,包括设防地震动水准、设定地震、地震动衰减关系、长周期地震动及其相关问题.

关于海洋平台抗震设防水准的考虑

我国尚未制定海洋平台的抗震设计规范,本文首先将美国API-RP2A(2002)和GB17503-1998规范作分析对比,并结合美国南加利福尼亚地区和我国渤海海域地震活动性的情况,认为GBl7503-1998规范的抗震设防概率水准似乎过于保守。根据我国海域地震活动特征、海洋平台的设计基准期和设防目标等因素,参照相关行业工程抗震设防标准的经验,提出海洋平台用于强度设计的正常极限地震重现期取200年、用于延性设计的变形极限地震重现期取3000年,并与有关行业工程抗震设防标准进行了比较分析。

渤海PL19-3油田设计地震动参数研究

渤海PL19-3油田按美国有关规范进行抗震设计,其抗震设防标准和地震动参数与我国有关技术规范相比均存在一定的差别。本文根据渤海及邻区的地震构造、地震活动环境的研究结果,以及工程场地的钻探资料、土动力参数测试结果,参照美国有关技术规范的方法,确定了PL19-3油田的设计地震动参数。研究成果不但能满足该工程的抗震设计需要,也可供渤海海域其他工程参考,尤其是所得到的场地土动力学参数具有其特殊性和代表性。本工作将促进海洋工程的抗震技术规范和设防标准的研究,同时,也为未来开展海域地震区划工作积累了基础资料和工作方法。

云南通海及其周边地区地震烈度衰减关系研究

选用云南通海及其周边地区的地震烈度资料,研究了该区地震震源深度对烈度衰减的影响;通过在烈度衰减模型中加入震源深度参数,计算了通海及其周边地区的地震烈度衰减关系。同时,研究了1970年通海7.8级地震的等震线图,给出等震线长、短轴数据的处理方法。

北京顺义地裂缝带的活动特征及减灾措施

本文详细调查了北京顺义地裂缝带的展布和成灾特征,实测了地裂缝灾害最为严重的橡胶二厂内地裂缝的位置和建筑物破坏范围,并综合已有关于顺义地裂缝成因的研究,认为顺义地裂缝带的防治应以控制地下水的开采为根本措施。基于地裂缝的发育程度及成灾特点,在不考虑构造因素的前提下,提出了橡胶二厂建筑用地规划中安全距离的避让方案,即以主破裂带为中心基准线,西北侧建筑安全距离为12m,东南侧建筑安全距离为16m。