利用強(qiáng)震動(dòng)記錄的譜比分析場(chǎng)地非線性反應(yīng).pdf

1、場(chǎng)地效應(yīng)直接影響地震災(zāi)害的嚴(yán)重程度，一直以來(lái)都是地震工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。場(chǎng)地非線性反應(yīng)作為場(chǎng)地效應(yīng)之一，也備受?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。大量研究結(jié)果表明，土體在強(qiáng)地震動(dòng)作用下的應(yīng)變幅值增加，剪切模量隨之降低而阻尼比增強(qiáng)，引起場(chǎng)地卓越頻率向低頻段移動(dòng)，場(chǎng)地放大在長(zhǎng)周期段顯著提升。因此，研究場(chǎng)地發(fā)生非線性反應(yīng)現(xiàn)象對(duì)于工程結(jié)構(gòu)選址、抗震理論的完善，尤其是規(guī)范設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的標(biāo)定是必須考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。同時(shí)研究場(chǎng)地非線性反應(yīng)的特征以及產(chǎn)生非線性的地震動(dòng)閾值至

2、關(guān)重要。我國(guó)數(shù)字強(qiáng)震動(dòng)觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)在2007年至2013年期間捕獲了大量高質(zhì)量的主余震加速度記錄，為研究場(chǎng)地非線性提供了良好的契機(jī)。本文以上述理論和數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)，對(duì)我國(guó)強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站場(chǎng)地非線性反應(yīng)展開(kāi)研究，完成的主要工作與取得的結(jié)論如下:
　　1、按照一定原則篩選出50個(gè)臺(tái)站的強(qiáng)震動(dòng)觀測(cè)記錄，并對(duì)所有選取記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，基于傅里葉振幅H/V譜比法，將記錄按照PGA值分檔類(lèi)計(jì)算傅氏譜比平均值曲線并識(shí)別卓越頻率。結(jié)果表明，通過(guò)對(duì)比各檔類(lèi)H

3、VSR曲線對(duì)應(yīng)的卓越頻率可以初步判斷出臺(tái)站場(chǎng)地是否發(fā)生非線性反應(yīng)，譜比法對(duì)于非線性識(shí)別具有良好的適用性和可靠性。
　　2、研究50個(gè)臺(tái)站場(chǎng)地非線性反應(yīng)四種參數(shù)（Rfp、DNL、ADNL、PNL）與地面加速度峰值(PGA)的對(duì)應(yīng)關(guān)系及其相關(guān)性，并選用相應(yīng)的值判斷發(fā)生場(chǎng)地非線性反應(yīng)的臺(tái)站，確定發(fā)生場(chǎng)地非線性反應(yīng)的參數(shù)閾值。結(jié)果顯示，對(duì)于大部分臺(tái)站四個(gè)參數(shù)規(guī)律均體現(xiàn)了強(qiáng)震動(dòng)作用下場(chǎng)地非線性反應(yīng)的顯著特征，并識(shí)別出24個(gè)臺(tái)站發(fā)生了場(chǎng)地非線

4、性反應(yīng)。本文建議發(fā)生場(chǎng)地非線性反應(yīng)的PGA閾值為100gal，ADNL閾值為0.2，PNL閾值為0.2，Rfp的閾值為0.75。
　　3、利用臺(tái)站捕獲的不同時(shí)間段地震記錄和2007年、2009年臺(tái)站地脈動(dòng)數(shù)據(jù)，結(jié)合臺(tái)站場(chǎng)地條件等因素，分析記錄不同時(shí)間段非線性反應(yīng)參數(shù)變化規(guī)律，以及識(shí)別到的弱震記錄卓越頻率變化趨勢(shì)，結(jié)果表明，中硬場(chǎng)地土或者弱震作用下的臺(tái)站場(chǎng)地對(duì)應(yīng)了線性地震響應(yīng)或發(fā)生了短暫的非線性反應(yīng)行為，卓越頻率在短周期內(nèi)即可恢復(fù)。