用深井观测的地震研究东川地区随深度变化的场地放大因子

采用中日合作 ,分别布设于东川垂直竖井中地下 2 0 0 m、 1 0 0 m和地面 3个位置的高精度数字化地震仪记录的地方震资料 (震中距 8.5～ 95km,震级 ML1 .3～ 5.1 ) ,用频谱比的分析方法计算了东川地区不同深度 (- 1 0 0 m和地面 )的场地放大因子 .在 8个频率 (f =0 .75,1 .0 ,1 .5,2 ,3,4,6和 1 2 Hz)上所对应的在 - 1 0 0 m处的 3个分向 (N- S,E- W,U- D)的场地放大因子 (与 - 2 0 0 m处相比 ) ,当 0 .75 Hz≤ f≤ 2 Hz时 ,为 1 .0～ 1 .49;当 2 Hz<f <1 2 Hz时 ,为 0 .47～ 0 .99;在地面 ,3个分向在 8个频率上所对应的场地放大因子 (与 - 2 0 0 m处相比 )均大于 1 ,其值为 1 .6～ 7.63. - 1 0 0 m处的 S波和尾波场地放大因子与地面的 S波和尾波的场地放大因子的相关系数 ,当 0 .75 Hz≤ f≤ 2 Hz频段时 ,分别为 0 .82和 0 .81 ;当2 Hz<f<1 2 Hz频段时 ,分别为 0 .47和 0 .45.

土层参数的随机性对场地放大因子的影响分析

以Turkey Flat标准试验场为基准场地,以Toro剪切波速模型为基础,进行Monte Carlo模拟,生成剪切波速、层厚和密度随机样本各200条,将各土层随机参数组成4个工况作为不确定分析的基础。采用常用的四分之一波长法和传递函数法计算场地放大因子,分析放大因子以及特征周期对4种工况的敏感度。结果表明:土层剪切波速、层厚和密度的随机性对2种方法计算得到场地放大因子有相同的影响;剪切波速的随机性对放大因子和特征频率的影响比其他参数大;四分之一波长法得到的放大因子和特征频率对土层各参数的敏感性弱于传递函数方法。

基于地震动预测残差分析的工程场地分类标准检验与评价

各国抗震设计规范采用不同的指标定义场地分类标准,以中、日、美三国的标准最具有代表性,其能否合理体现相同类别内场地放大的集中性、不同类别间场地放大的差异性鲜见有研究开展检验与评价。针对此问题,利用日本KiK-net台网的强震动记录和台站的钻孔资料,分别以三国分类标准划分台站场地类别,基于地震动预测残差分析方法计算台站的真实场地放大因子,比较分析不同分类标准、不同场地类别的场地放大因子均值及标准差分布情况。得到如下结论:在PGA和SA的短周期段(T<0.1 s),以场地自振周期TS作为分类指标的日本规范没有体现出不同类别间场地放大效应的差异性,以地表20 m内等效剪切波速VSE及覆盖层厚度双指标的中国规范和以地表30 m以内平均剪切波速VS30为指标的美国规范均能较好地反映不同类别间场地放大效应的差异性;日本规范在整体上体现相同场地类别内场地放大的集中性方面表现最好,对于长周期(T>2 s)地震动,中国规范则表现最优越;中国III类场地对中长周期地震动的放大体现出较大离散性,分类标准合理性还需要进一步深入分析。研究结果可为改进场地分类方法提供理论参考。

基于聚类分析的我国工程场地分类方案优化研究

针对我国现行抗震设计规范中Ⅱ类场地定义范围是否过于宽泛的问题,根据日本KiK-net台网的强震动记录和台站钻孔资料,基于地震动预测残差分析方法计算台站的真实场地放大因子,引入K-Means聚类算法根据台站真实场地放大因子对Ⅱ类场地进行聚类分析,给出建议的场地分类优化方案。研究结果表明:Ⅱ类场地的地震动场地放大因子离散性较大,存在与覆盖层厚度相关的明显分簇现象,验证了Ⅱ类场地定义范围存在过于宽泛的问题,也为聚类分析提供了先决条件;当Ⅱ类场地的台站被划分为2个簇类时,聚类结果最优,且两个簇类的场地放大因子曲线差异明显、覆盖层厚度总体上呈分簇现象,验证了聚类结果的可靠性;建议以覆盖层厚度20 m作为分界指标将Ⅱ类场地细分为Ⅱa和Ⅱb两个子类,两个子类的场地放大因子具有较好的类间差异度与类内聚集度。

2017年四川九寨沟M_S7.0地震的强地面运动模拟

2017年8月8日发生的九寨沟M_S 7.0地震,是中国近10年来发生的强震之一,造成了大量建筑破坏、人员伤亡和经济损失,强震台网记录到的最大峰值加速度为0.19g。本文采用Wang等(2015)提出的改进有限断层法模拟了这次地震中部分台站的加速度时程。首先,选取合适的震源模型和输入参数,通过对比模拟结果和地震记录,估计这次地震的应力降大约为4.0MPa,与王宏伟等(2017)的分析结果基本一致。与EXSIM(Motazedian等,2005)方法相比,Wang等(2015)的方法得到的结果在频域上与实际地震记录更相符。同时,合成了强震台站以及断层附近网格点的加速度时程,模拟结果的时程和反应谱与实际记录整体上较为符合,震中附近的PGA分布与震中烈度区基本一致,验证了本文结果的有效性。本文合成的地震动可以为该地区的灾后抗震设计提供一定依据。