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1、防 灾 科 技 学 院毕 业 论 文题目假想基岩面的选取对地表地震动参数的影响 学生姓名欧阳宇 学号105021107 系 别防灾工程系专 业勘查技术与工程班级1050211 开题时间2014年3月10日答辩时间2014年6月8日指导教师张宇东 职 称讲师 假想基岩面的选取对地表地震动参数的影响作 者：欧阳宇指导老师：张宇东摘要 工程场地是土层地震反应分析计算的主要影响因素，选取输入界面是建立场地地震反应分析模型及其重要的部分之一，也是工程场地土层地震反应分析计算的一个重要的参数。而在实际工作中，输入界面是一个假想的基岩面。本文就这一问题开展研究，根据建筑物抗震设计规范中相关规定收集整理了两个
2、实际钻孔，分别为一个类场地钻孔，一个类场地钻孔。本文利用目前工程上广泛应用的一维土层地震反应分析方法并结合所选取的土层剖面来研究输入界面对地表地震动参数的影响。根据实际钻孔建立了相应的土层计算模型，即通过改变基岩面的埋深形成假想基岩面。并且利用天然地震波（qianan波）和改造波（el波）分别作为基岩输入，随后进行了相应的土层地震反应计算分析，最后得出课题研究结论。关键词：基岩面；土层地震反应；地震动参数Select the hypothetical impact of the bedrock surface vibration parameters on surface ground Aut
3、hor: Ouyang YuInstructor: Zhang YudongSummary：Engineering site are the main factors to calculate seismic response analysis of soil , select the input interface is an important part of the establishment and its seismic response analysis model is also an important parameter for seismic response analys
4、is of soil engineering site calculated . In practice, the input interface is a hypothetical bedrock surface . This paper studies carried out on this issue , in accordance with the building code for seismic design provisions in the relevant collected two actual drilling, were a class venue drilling,
5、drilling a class venue . Soil seismic response analysis method this paper is currently widely used in engineering and to study the input interface of the surface ground motion parameters of the selected combination of soil profile. According to the actual drilling to establish the appropriate soil m
6、odel that supposedly formed the bedrock surface by changing the depth of the bedrock surface . And the use of natural seismic waves (qiana wave ) and transformation wave (el wave ) , respectively, as the bedrock input , followed by a calculation of the corresponding soil seismic response analysis ,
7、the conclusion that research conclusions.Keywords : bedrock surface ; soil seismic response ; ground motion parameters 防灾科技学院毕业论文目录1、引言11.1课题研究背景及意义11.2本文研究内容12、一维土层地震反应分析方法22.1土层地震反应分析22.2一维土层地震反应线性化计算程序（RSLEIBM）简介33、数据的选取43.1输入地震动43.2场地钻孔资料44、计算模型94.1 类场地模型94.2 类场地模型115、计算结果与分析145.1 类场地计算结果与分析155.
8、2 类场地计算结果与分析186、结论21致谢22参考文献231 引言1.1课题研究背景及意义近年来，全球地震频发，而我国是一个地震频发的国家。近几年的大地震，汶川地震、玉树地震以及雅安地震给我国国家及人民带来了严重的伤害和巨大的损失。为了减轻地震灾害对我们生产生活的影响，而对地震及建筑物的抗震分析是十分必要的。而各种地震破坏实例都说明震害与场地土层覆盖厚度有直接关系，基岩埋藏深度不同，在同一次地震输入时，地表加速度峰值和地震动的频谱特性都有所不同。 在实际工作中，往往要进行土层地震反应的计算，非常关键的一步就是对输入界面的选取。确定输入界面就意味着确定场地覆盖土层厚度，输入界面选择的合理与否，
9、直接关系着场地地震反应所得结果的正确与否。对于覆盖土层厚度较小的场地，输入界面直接按安评规范选择真实基岩或假想基岩作为输入界面即可。1.2本文研究内容本文的主要任务是研究假想基岩面的选取对地表地震动参数的影响。为了得到不同的基岩埋深对地震动参数的影响规律，本文选取了某类场地钻孔和某类场地钻孔作为土层反应模型，选用了天然波（qianan波）和人工波（el波）地震记录作为输入地震动进行了场地地震反应分析，同时通过改变基岩面的埋深，共建立了7种土层计算模型（类场地模型3种，类场地模型4种）、共计得到18组数据结果。再对所得的计算进行数据处理及分析，研究了假想基岩面的埋深对地表地震动参数的影响，进而得
10、出了影响规律。2 一维土层地震反应分析方法2.1土层地震反应分析通过对震后震害的调查及台网强震记录数据的分析，可以得出地表覆盖土层对地震地面运动的幅值、频谱及强振动持续时间等有重要影响的结论。并且在多数情形下，地表土层对地震波有放大作用；因此，对工程场地进行土层地震反应分析是必要的。采用工程场地地震安全性评价(GB17741-2005) 推荐的一维等效线性化波动法进行求解。该方法的基本假设是：1、覆盖土层和下卧基岩为力学性质竖向成层变化，横向为均匀的半无限空间；2、地震输入是垂直向上入射的平面剪切波。下面对一维土层地震反应等效线性化波动解法做一简要介绍。2.1.1线弹性土层的稳态地震反应如图2
11、-1所示为土层模型。个土层覆盖在基岩均匀半无限空间之上，各覆盖层的厚度、介质的质量密度和剪切模量分别为，与，=1，2，下卧基岩半空间的质量密度和剪切模量为与。各层界面的编号已标示于图2-1中。采用局部坐标系并将z轴的坐标原点设置在各层的上界面，正方向为垂直向下。设第层(基岩半空间)的入射地震波位移(略去时间因子，下同)为 (2.1.1)其中，和分别是基岩的剪切波波数和波速。第层地震波位移的频域一般解可以表示为 (2.1.2)其中，分别是第层剪切波波数与波速，和分别是第层介质的内上行和下行波波幅系数。求解这一波动问题的关键是传递矩阵概念。所谓传递矩阵就是把任意两层的波幅系数联系起来的矩阵，它可由
12、相邻两层的波幅系数之间的转换关系导出。建立了传递矩阵之后，依据边界条件即可求得问题的解答。 入射剪切波图2.1 土层地震反应分析的一维力学模型2.2一维土层地震反应线性化计算程序（RSLEIBM）简介本计算程序总共包含有八个文件，其中四个为输入数据文件，分别为：DATA.dat，DATA1.dat，DATA2.dat，DATA3.dat。通过应用程序RSLEIBM.exe运行计算后，输出三个计算结果文件，分别为：RTEL1.dat，RTEL2.dat，RTEL3.dat。其中，DATA.dat文件为计算输入加速度时程离散值文件，各条加速度时程按顺序排列；DATA1.dat文件为与计算剖面无关的
13、计算控制参数；DATA2.dat文件为剖面参数及输入输出控制参数数据文件，根据我们的土层模型输入相关数据；DATA.3dat文件为土的非线性曲线的相关数据（剪切模量比与阻尼比）。RTEL1.dat文件结果为计算输入数据及计算结果保留文件；RTEL2.dat文件结果为加速度时程，剪应变时程及相应的传递函数计算结果文件；RTEL3.dat文件结果为加速度反应谱、峰值加速度（速度、位移）计算结果文件，根据此结果进行对比分析。3 数据的选取3.1输入地震动本文选用qianan波和el波作为输入地震动，进行场地地震效应分析，用以反映改变软土层软度对地震反应的影响。3.1.1场地类别划分标准场地条件是影响
14、地震动特征和结构震害的重要因素之一。而反应谱曲线的特征参数，在抗震设计规范中是通过场地的分类来规定的，并且以此粗略地估计不同场地条件对设计地震动参数的影响。目前场地分类多以土层剪切波速和覆盖层厚度这两个指标为主。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010），主要根据场地地土类型和其覆盖层厚度，将场地划分为、 、共四种类型，场地类别划分标准如表3.1所示。表3.1 场地类别划分与等效剪切波速（m/s）及覆盖层厚度（m）的关系 等效剪切波速（m/s）场地类别01Vs 8000800 Vs 5000500 Vse 250150 50Vse 150 80注：表中Vs系岩石的剪切波。经对钻孔资料的计算，本文选取的两个场地分属于和类场地。3.2场地钻孔资料场地工程地震条件调查工作提供了场址的钻孔资料。工程地质钻孔资料包括钻孔深度、土层分层厚度、土层岩性描述等。此外，还对钻孔进行了现场土层土体剪切波速的测量，工程地质钻孔的深度达到剪切波速大于等于500 m/s 处。从钻孔中取得部分有代表性的土层原状土样进行了非线性特征试验，获得了土体的非线性特征数据，包括初始剪切模量、剪切模量比与剪应变关系曲线、阻尼比与剪应变关系曲线；其它土类参数使用行业标准中推荐的值。场地
