• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

海域不同类别场地地震动参数变化规律研究

王笃国 尤红兵 张合 吕国军

王笃国,尤红兵,张合,吕国军,2021. 海域不同类别场地地震动参数变化规律研究. 震灾防御技术,16(1):116−122. doi: 10.11899/zzfy20210112
引用本文: 王笃国,尤红兵,张合,吕国军,2021. 海域不同类别场地地震动参数变化规律研究. 震灾防御技术,16(1):116−122. doi: 10.11899/zzfy20210112
doi:10.11899/zzfy20210112. doi: 10.11899/zzfy20210112
Citation: doi:10.11899/zzfy20210112. doi: 10.11899/zzfy20210112

海域不同类别场地地震动参数变化规律研究

doi: 10.11899/zzfy20210112
基金项目: 国家重点研发计划(2017YFC1500403-07)
详细信息
    作者简介:

    王笃国,男,生于1979年。博士,正高级工程师。主要从事岩土工程与地震工程的科研工作。E-mail:wangduguo@163.com

Study on the Change of Earthquake Ground Motion Parameters for Different Classification Sites of Ocean Areas

  • 摘要: 基于海域场地分类标准,选取南海海域实测钻孔作为计算模型,同时人工构造部分钻孔计算模型,对126条不同特性地震动输入下5种类别场地计算模型开展土层反应分析计算,分析不同地震动输入下不同海域场地峰值加速度和特征周期变化规律。结果表明,场地类别和地震动输入强度显著影响峰值加速度放大系数和特征周期,场地土越软,地震动输入强度越大,峰值加速度放大系数越小,特征周期越大。根据研究结果给出不同地震动输入下不同海域场地峰值加速度放大系数、特征周期变化范围,为海域场地工程抗震设防和编制海域地震动参数区划图提供参考。
  • 图  1  输入地震动加速度反应谱

    Figure  1.  Input earthquake acceleration response spectrum with different characteristic periods

    图  2  土样动剪切模量和阻尼比随剪应变变化曲线

    Figure  2.  Change curves for shear modulus and damp ratio with shear strain of soil specimens

    图  3  场地地表加速度反应谱与规准谱

    Figure  3.  Relationship between site surface acceleration response spectrum and calibration spectrum

    表  1  海域场地分类标准

    Table  1.   Site classification standards for ocean areas

    项目沉积年代/厚度
    Q3Q4/H≤40 mQ4/40<H≤60 mQ4/60<H≤100 mQ4/H>100 m
    40 m等效剪切波速Vse/m·s−1Vse>500350<Vse≤500290<Vse≤350240<Vse≤290190<Vse≤240Vse<190
    场地类别01
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    表  2  Ⅴ类场地计算模型

    Table  2.   Calculation model for V classification site

    土层序号土层描述非线性特性土样编号土层深度/m层厚/m波速Vs/(m·s−1)密度/(kg·m−3)
    1非常软的粉质黏土至砂质黏土S-18A0.0~2.02.01001 880
    2松散细砂S-6A2.0~5.23.21361 892
    3密实的细砂至中砂S-11A5.2~12.77.51701 898
    4稍硬的粉质黏土和粉土质砂互层S-15B12.7~14.82.11962 000
    5稍硬至硬的粉质黏土S-18A14.8~17.83.02101 904
    6密实的细砂S-26B17.8~28.010.22201 900
    7密实至非常密实的细砂S-26B28.0~44.016.02252 000
    8硬至非常硬的粉质黏土S-41A44.0~51.47.43952 000
    9中密至密实的粉土质细砂S-41A51.4~60.69.22981 970
    10密实至非常密实的细砂至中砂S-5360.6~72.511.94161 920
    11硬至非常硬的粉质黏土S-55C72.5~76.03.54682 045
    12密实的细砂至中砂S-5776.0~87.311.33891 908
    13非常硬粉质黏土和砂质粉砂互层S-60C87.3~89.42.14011 955
    14砂质粉土与粉质黏土迭层S-61B89.4~93.13.74271 950
    15密实的细砂至粗砂S-5793.1~98.55.44782054
    16硬至非常硬的粉质黏土和密实的粉砂、粉质细砂叠层S-66A98.5~114.616.14491 900
    17非常密实的细砂至粗砂S-57114.6~120.25.64902 000
    18计算基底120.25002 000
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    表  3  1类场地钻孔计算模型

    Table  3.   Calculation model for Ⅰ1 classification site

    土层序号土层描述非线性特性土样编号土层深度/m层厚/m波速Vs/m·s−1密度/kg·m−3
    1密实的细砂S-26B0.0~5.05.02401 900
    2密实至非常密实的细砂S-26B5.0~10.05.02732 000
    3中密至密实的粉土质细砂S-41A10.0~15.05.02981 970
    4硬至非常硬的粉质黏土S-41A15.0~20.05.03952 000
    5密实至非常密实的细砂至中砂S-5320.0~25.05.04161 920
    6硬至非常硬的粉质黏土S-55C25.0~30.05.04682 045
    7密实的细砂至粗砂S-5730.0~35.05.04782054
    8非常密实的细砂至粗砂S-5735.0~40.05.04902 000
    9计算基底40.05002 000
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    4a  1类场地峰值加速度放大系数

    4a.   Amplification coefficient of peak acceleration for Ⅰ1 classification site

    特征周期/s峰值加速度/gal
    50100150
    样本1样本2样本3样本1样本2样本3样本1样本2样本3
    0.251.391.551.331.351.431.251.241.341.26
    0.301.391.321.431.261.301.371.331.271.30
    0.351.581.441.351.371.441.411.271.271.27
    0.401.471.621.411.331.391.281.351.241.35
    0.451.361.311.391.331.351.491.351.431.33
    0.551.451.451.361.261.351.321.481.321.37
    0.651.341.441.441.321.481.401.351.351.35
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    4b  1类场地峰值加速度放大系数

    4b.   Amplification coefficient of peak acceleration for Ⅰ1 classification site

    特征周期/s峰值加速度/gal
    200300400
    样本1样本2样本3样本1样本2样本3样本1样本2样本3
    0.25 1.38 1.27 1.14 1.29 1.21 1.13 1.16 1.34 1.18
    0.30 1.36 1.37 1.29 1.20 1.12 1.29 1.26 1.09 1.32
    0.35 1.39 1.17 1.35 1.32 1.34 1.21 1.34 1.19 1.18
    0.40 1.33 1.29 1.37 1.27 1.33 1.27 1.33 1.13 1.34
    0.45 1.35 1.41 1.32 1.24 1.47 1.31 1.32 1.27 1.11
    0.55 1.41 1.35 1.33 1.32 1.21 1.27 1.26 1.30 1.29
    0.65 1.34 1.29 1.21 1.27 1.27 1.29 1.27 1.26 1.26
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    表  5  不同类别场地峰值加速度放大系数

    Table  5.   Statistical charts of peak acceleration amplification coefficient for different classification sites

    场地类别峰值加速度/gal
    50100150200300400
    1 变化范围 1.31~1.62 1.25~1.49 1.24~1.48 1.14~1.41 1.12~1.47 1.09~1.34
    均值 1.42 1.36 1.32 1.32 1.27 1.25
    变化范围 1.22~1.60 1.05~1.35 1.06~1.52 1.06~1.36 1.08~1.34 1.03~1.31
    均值 1.38 1.23 1.20 1.23 1.19 1.18
    变化范围 1.12~1.49 1.10~1.43 0.98~1.30 0.91~1.24 0.79~1.18 0.74~1.04
    均值 1.26 1.21 1.13 1.05 0.92 0.91
    变化范围 1.05~1.41 0.99~1.47 0.87~1.25 0.84~1.31 0.65~1.03 0.53~1.10
    均值 1.25 1.19 1.07 1.03 0.85 0.82
    变化范围 1.05~1.37 0.97~1.47 0.81~1.20 0.80~1.11 0.61~1.07 0.5~1.03
    均值 1.24 1.18 1.07 0.98 0.75 0.70
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    表  6  1类场地反应谱特征周期

    Table  6.   Characteristic period of acceleration response spectrum for Ⅰ1 classification site

    特征周期/s峰值加速度/gal
    50100150200300400
    0.250.300.300.300.300.350.35
    0.300.350.350.350.350.400.40
    0.350.400.400.400.400.450.45
    0.400.450.450.450.450.450.50
    0.450.500.500.500.500.500.55
    0.550.600.600.600.600.600.65
    0.650.700.700.700.700.700.75
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    表  7  不同类别场地地表反应谱特征周期

    Table  7.   Characteristic period of acceleration response spectrum for different classification sites

    输入地震动特征周期/s场地类别
    1
    0.25变化范围0.30~0.350.30~0.350.35~0.400.45~0.550.40~0.90
    均值0.320.340.370.510.63
    0.30变化范围0.35~0.400.35~0.450.40~0.500.50~0.600.50~1.00
    均值0.370.410.470.570.74
    0.35变化范围0.40~0.450.40~0.500.45~0.600.55~0.700.55~1.10
    均值0.420.460.520.620.79
    0.40变化范围0.45~0.500.45~0.550.50~0.650.65~0.750.65~1.20
    均值0.460.510.610.720.85
    0.45变化范围0.50~0.550.50~0.600.55~0.750.70~0.900.70~1.30
    均值0.510.550.640.810.88
    0.55变化范围0.60~0.650.60~0.700.65~0.900.80~0.900.80~1.50
    均值0.610.650.740.860.95
    0.65变化范围0.70~0.750.70~0.800.75~1.000.90~1.100.90~1.80
    均值0.710.750.860.981.2
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-06
  • 网络出版日期:  2021-07-12
  • 刊出日期:  2021-03-01

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