海湾深厚海床场地二维非线性远场强地震反应特征

人们早已认识到远距离强地震可能引起覆盖层深厚的沿海或盆地城市发生严重的地震灾害。以某杭州湾跨海通道为背景,建立跨海湾海床二维场地的精细化有限元模型,依据区域地震活动性,选取远场大地震井下记录作为海床基岩的输入地震动,考虑地震动特性、海床微地形特征、沉积土的空间异质性和非线性滞回特性,研究了远场强震引起的海床场地非线性地震效应特征。海床场地效应与海床微地形特征、沉积土的空间异质性和输入地震动特性密切相关。凹陷地表边缘、基岩隆起和凹陷部位及海床土软弱区域的场地放大效应显著,呈现出低频聚焦现象,且竖向地震反应更为明显。仅考虑水平向地震作用将显著低估海床非线性场地效应程度,水平向和竖向地震同时作用引起的竖向地震效应不应忽视。

金塘海峡海床地震反应特征的二维非线性分析

确保强地震作用时海岸及近海工程的安全是一项重大的工程挑战。利用金塘海峡海底隧道地质勘探数据,建立海床剖面二维精细化有限元模型,依据场址区域地震动活动构造背景和历史地震记录,选取两次强地震的井下基岩记录作为基岩输入地震动,考虑海床土空间分布不均性和非线性特性,采用并行算法模拟不同地震动水平下的深厚海床场地地震反应。该海床场地对地震动低于1 Hz的低频分量和10 Hz以上的高频分量分别有显著的放大和滤波作用;随着基岩地震动水平增大,海床地表加速度传递函数值逐渐减小,其卓越频带向低频方向移动;海床地表峰值加速度放大系数较之一般陆域场地的明显要小;海床地表谱加速度β谱特性和累积绝对速度CAV主要受基岩地震动特性和海床局部场地条件的影响。相比于仅有水平向地震作用,水平向和竖向基岩地震动的耦合作用对该海床场地的设计地震动参数有显著的不利影响。依据现行的抗震规范确定该海床场地的设计地震动参数可能偏于不安全。