中硬場地對華北地區不同地震環境地震動反應譜的影響

李 爽 呂悅軍（中國地震局地殼應力研究所，北京 100085）

中硬場地對華北地區不同地震環境地震動反應譜的影響

李 爽 呂悅軍
（中國地震局地殼應力研究所，北京 100085）

以華北地區典型中硬工程場地為研究對象，運用一維等效線性方法進行土層地震反應分析計算，研究中硬場地對不同地震環境地震動反應譜的影響。采用地震危險性確定性分析方法得到的基巖反應譜作為輸入地震動，收集華北地區中硬場地的鉆孔資料、剪切波速及動三軸土樣試驗資料，并挑選典型的鉆孔建立土層模型，進行大量的土層地震反應分析計算，從而得到多種地震環境下不同周期反應譜值的土層反應分析計算結果，并歸納總結相關規律。

全面收集整理了華北地區中硬場地工程地質資料，包括第四系覆蓋層厚度、剪切波速、土動力學參數等資料，確定有代表性的場地作為典型場地，最終選取了110個鉆孔并構建土層模型。 依據地震動參數區劃圖的研究成果，選擇具普適性的中國華北地區的地震動峰值加速度長軸衰減關系，進行確定性地震危險性分析計算，確定不同地震環境的基巖輸入地震動。由于我國的分區衰減關系不適用于本底地震，故采用核電工程地震危險性分析中常用的美國西部地區的衰減關系來計算本底地震。計算了6種地震環境和基巖反應譜見表1，圖1，并以此為目標譜合成基巖地震動加速度時程，作為輸入地震動對110個鉆孔模型進行土層地震反應分析計算，將各典型周期場地地震動加速度反應譜值與對應的基巖加速度反應譜值相對比，得出各典型周期反應譜值的放大倍數，在剔除奇異值后，分析得到的統計結果（圖略）。得出結論：①中硬場地對0.3 s，0.5 s兩個周期對應的地震動放大效應較為明顯；②對長周期地震動的放大效應弱于對短周期地震動的放大效應；③遠場大震環境下，除1 s，2 s外，其他周期對應的放大倍數值要高于其他地震環境的放大倍數值；④近場大震環境下，中硬場地對0.1 s，0.3 s周期對應的地震動放大效應明顯低于其他地震環境；⑤除近場大震環境外，在其他5種地震環境下，中硬場地對0.3 s周期對應地震動的放大效應最高。

表1　本文選用的6種不同的地震環境

圖1　6種地震環境的基巖反應譜