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场地地震动力变化表征参数研究

王良  
【摘要】:场地的覆盖土层、地形地貌以及地下复杂的地质结构对地震动有十分重要的影响,它所引起的地震动差别可以造成不同场地上建筑物震害的差异。在进行大范围地震灾害预测和抗震设计时如何考虑复杂场地的差异性,如何估计此类场地在未来可能发生强震作用下的地震动参数分布等都是亟待解决的难题。本论文在前人工作的基础上,分别以平坦场地、起伏场地为研究对象,采用数值模拟的方法探究场地特征参数对地震场地动力变化的影响规律,提出表征地震动变化的场地特征参数,然后将所得结果应用于复杂区域场地的地震动预测中。本论文研究结果可为区域地震动预测提供理论依据,为制定区域长期发展规划和建筑抗震设计提供重要的基础资料,在防震减灾领域具有实际应用价值。论文获得的主要进展如下:1.构建56个水平场地模型,针对设防烈度VIII的区域选择了三种地震水平,采用一维等效线性化方法研究了三种地震作用下不同类别场地峰值加速度的变化规律,得到峰值加速度放大系数K分别与场地地面运动变化的表征参数Vse和Vs30的定量关系。2.运用ABAQUS软件建立起伏场地的有限元模型,探究不同地震动作用下起伏场地峰值加速度及频谱特性的变化特征,指出起伏场地受地形和土层共同作用,其放大效应约等于地形和土层各自单独放大效应的乘积。3.以设防烈度VIII的礼县地区为研究对象,通过地脉动观测与钻孔数据分析给出了场地卓越周期与等效剪切波速、覆盖层厚度的计算公式,并获得了研究区覆盖层厚度分布图、等效剪切波速Vse以及Vs30分布图。4.采用Vse和Vs30作为场地地震动力变化的表征参数,运用峰值加速度放大系数K分别与Vse和Vs30的定量关系预测礼县地区不同场地的地震动变化,并由一维等效线性化计算结果进行了验证。研究结果为区域范围内工程抗震和防灾减灾提供了合理的地震动参数。


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