“透明地壳”计划进展 | 中国大陆场地分类方法与场地地震动影响模型研究
场地软弱土层可造成地震动特定周期成分的显著放大,导致工程结构震害明显加重,而我国主要城市通常位于在平原、盆地等较软场地。合理考虑浅层场地条件对地震动输入和地震灾害的影响,是工程结构抗震设防和设计地震动参数确定的重要内容。
中国地震局地球物理研究所联合中国地震局工程力学研究所,与加州大学洛杉矶分校(UCLA)合作,依托国家重点研发计划国际合作重点专项,结合我国区域地质、地形地貌特征,针对场地分类方法、区域场地地震动影响模型和场地地震动参数调整方法开展了系列研究,获得了系列成果,并形成了场地地震动参数的场地影响调整团体标准1部,相关成果将为工程结构抗震设防定量考虑场地覆盖土层影响提供重要科技支撑。
系统汇编了我国西部强震动台站场地数据,发布了我国首个强震动台站场地资料数据库,为推动我国场地地震动影响定量研究的发展提供重要基础资料。
图1 强震动台站场地资料数据库
构建了中国大陆工程场地资料数据库和管理系统V1.0。基于钻孔资料分析揭示了中国大陆地区浅层场地剪切波速的区域特征,建立了中国西南和西北的分区场地剪切波速外推经验模型。针对缺少波速资料情况下,提出了基于钻孔岩性的场地平均剪切波速测算方法,应用于场地剪切波速估计。建立了基于VS30的中国场地分类映射关系,应用于中国大陆宏观场地分类。
图2 中美场地分类映射对应关系
基于我国西部和美国加州地区强震动记录统计分析揭示了场地地震动影响的区域特征,建立了考虑非线性效应的场地地震动影响模型,提出了地震动反应谱的非一致性场地影响调整方法,兼容我国现行场地分类标准给出针对短、中、长周期地震动的场地影响调整参数,为定量考虑场地覆盖土层影响进行抗震设防提供技术支持。
图3 弱震动和强震动作用下场地影响调整系数(相对于中国I1类场地的地震动反应谱调整模型)