基于KiK-Net单场强震记录场地放大函数估计及标准差分析

考虑场地条件的场地地震危险性分析的关键是对场地特征的量化表示。场地的放大函数是场地特征的综合反映。选取KiK-net数据库软硬两类场地,通过单场地震记录分析建立场地放大函数的概率模型,给出场地放大函数及离散性量化估计;初步分析场地放大函数与输入地震动的关系,并分析其离散性或标准差。主要结论可以概括如下:软硬两类场地的场地放大函数与输入地震动的谱加速度值密切关联;对数线性、对数非线性二次函数回归拟合场地放大函数的标准差与非条件情况下的标准差无显著差别,但是软土场地相对于硬土场地标准差较小;硬土场地当周期T<0.3s时,log10(SAF)随着log10(PSAR)的增大而减小,而T>0.3s时,log10(SAF)随着log10(PSAR)的增大基本不变或稍微增大;对于软土场地,log10(SAF)随着log10(PSAR)的增大趋于减小,特别是T<1.0s时。

浅硬场地剪切波速不确定性对场地地震反应的影响

场地剪切波速不确定性是场地地震反应分析误差的重要来源,对场地地震反应不确定性的影响显著。根据现有Turkey flat一类浅硬场地实测剪切波速数据,建立场地土层剪切波速概率模型,采用Monte Carlo随机模拟手段对场地概率模型随机生成50组场地土层参数,建立场地土层剪切波速不确定性与场地传递函数(STF)及地震动输入下场地放大函数(SAF)不确定性的关联规律。分析计算结果发现:当频率小于场地第一特征频率时,剪切波速不确定性对场地STF以及SAF不确定性影响较小,且场地STF及SAF不确定性取决于底层土层剪切波速不确定性;当频率大于第一特征频率小于第二特征频率时,场地STF及SAF不确定性主要来源于表层土层剪切波速不确定性,且STF及SAF的标准差值随频率增长而显著增长,远大于其它土层剪切波速不确定性影响;当频率大于第二特征频率时,不同土层剪切波速不确定性对STF不确定性的影响相当,且随着频率增长基本稳定,但对于SAF而言,表层土剪切波速不确定性的影响最大;场地土体地震作用下非线性降低了场地地震反应的不确定性,但与剪切波速不确定性的关联性规律不变。

基于单台强震数据软厚场地地震反应不确定性分析

选取新西兰Canterbury地区12个强震台站及2010—2012年间的台站584条记录,以浅硬场地LPCC作为参考台站,系统分析Christchurch市区软厚场地地震效应(即场地放大函数)的不确定性及地震动强度、震级、震源距及震源方位角等因素对场地放大函数不确定性的影响规律。分析结果发现:1)地震动强度水平对场地放大函数均值影响较小,仅在长周期(如大于1.0s)段趋于增大场地的放大效应;以不同地震动强度值进行分组,地震动强度大于0.6m/s2的分组场地放大函数标准差显著高于地震动强度小于0.6m/s2分组,特别是地震动强度大于1.0m/s2时场地放大函数标准差最大,反映了场地土层非线性提高场地地震效应的不确定性;2)地震震级对场地放大函数不确定性影响小,不同地震震级分组场地放大函数均值及标准差的表现基本相当;3)震源距是场地地震反应不确定性的一个重要因素,震源距小于5km时场地放大函数的标准差明显大于其它情况,即震源距越小地震反应不确定性越大;4)场地放大函数不确定性与震源方位角的选取基本无关,即选取不同的震源方位角场地放大函数标准差无明显差别。