中硬場(chǎng)地對(duì)華北地區(qū)不同地震環(huán)境地震動(dòng)反應(yīng)譜的影響

李 爽 呂悅軍（中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所，北京 100085）

中硬場(chǎng)地對(duì)華北地區(qū)不同地震環(huán)境地震動(dòng)反應(yīng)譜的影響

李 爽 呂悅軍
（中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所，北京 100085）

以華北地區(qū)典型中硬工程場(chǎng)地為研究對(duì)象，運(yùn)用一維等效線性方法進(jìn)行土層地震反應(yīng)分析計(jì)算，研究中硬場(chǎng)地對(duì)不同地震環(huán)境地震動(dòng)反應(yīng)譜的影響。采用地震危險(xiǎn)性確定性分析方法得到的基巖反應(yīng)譜作為輸入地震動(dòng)，收集華北地區(qū)中硬場(chǎng)地的鉆孔資料、剪切波速及動(dòng)三軸土樣試驗(yàn)資料，并挑選典型的鉆孔建立土層模型，進(jìn)行大量的土層地震反應(yīng)分析計(jì)算，從而得到多種地震環(huán)境下不同周期反應(yīng)譜值的土層反應(yīng)分析計(jì)算結(jié)果，并歸納總結(jié)相關(guān)規(guī)律。

全面收集整理了華北地區(qū)中硬場(chǎng)地工程地質(zhì)資料，包括第四系覆蓋層厚度、剪切波速、土動(dòng)力學(xué)參數(shù)等資料，確定有代表性的場(chǎng)地作為典型場(chǎng)地，最終選取了110個(gè)鉆孔并構(gòu)建土層模型。 依據(jù)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖的研究成果，選擇具普適性的中國(guó)華北地區(qū)的地震動(dòng)峰值加速度長(zhǎng)軸衰減關(guān)系，進(jìn)行確定性地震危險(xiǎn)性分析計(jì)算，確定不同地震環(huán)境的基巖輸入地震動(dòng)。由于我國(guó)的分區(qū)衰減關(guān)系不適用于本底地震，故采用核電工程地震危險(xiǎn)性分析中常用的美國(guó)西部地區(qū)的衰減關(guān)系來計(jì)算本底地震。計(jì)算了6種地震環(huán)境和基巖反應(yīng)譜見表1，圖1，并以此為目標(biāo)譜合成基巖地震動(dòng)加速度時(shí)程，作為輸入地震動(dòng)對(duì)110個(gè)鉆孔模型進(jìn)行土層地震反應(yīng)分析計(jì)算，將各典型周期場(chǎng)地地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜值與對(duì)應(yīng)的基巖加速度反應(yīng)譜值相對(duì)比，得出各典型周期反應(yīng)譜值的放大倍數(shù)，在剔除奇異值后，分析得到的統(tǒng)計(jì)結(jié)果（圖略）。得出結(jié)論：①中硬場(chǎng)地對(duì)0.3 s，0.5 s兩個(gè)周期對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)放大效應(yīng)較為明顯；②對(duì)長(zhǎng)周期地震動(dòng)的放大效應(yīng)弱于對(duì)短周期地震動(dòng)的放大效應(yīng)；③遠(yuǎn)場(chǎng)大震環(huán)境下，除1 s，2 s外，其他周期對(duì)應(yīng)的放大倍數(shù)值要高于其他地震環(huán)境的放大倍數(shù)值；④近場(chǎng)大震環(huán)境下，中硬場(chǎng)地對(duì)0.1 s，0.3 s周期對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)放大效應(yīng)明顯低于其他地震環(huán)境；⑤除近場(chǎng)大震環(huán)境外，在其他5種地震環(huán)境下，中硬場(chǎng)地對(duì)0.3 s周期對(duì)應(yīng)地震動(dòng)的放大效應(yīng)最高。

表1　本文選用的6種不同的地震環(huán)境

圖1　6種地震環(huán)境的基巖反應(yīng)譜