重大工程場(chǎng)地地震動(dòng)輸入?yún)?shù)研究.pdf

1、合理的地震動(dòng)輸入是保證結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)結(jié)果可靠與經(jīng)濟(jì)的必要條件。目前國內(nèi)外普遍采用的反應(yīng)譜法沒有考慮地震動(dòng)持時(shí)及空間變化性的影響；擬合目標(biāo)反應(yīng)譜的人造地震動(dòng)方法不能得到頻率非平穩(wěn)加速度；國內(nèi)規(guī)范在加速度峰值的選取方面存在不相銜接的現(xiàn)象；一致概率反應(yīng)譜并不是同一地震事件的真實(shí)反應(yīng)譜，該譜的中、長周期值不合理顯著偏大，造成抗震設(shè)計(jì)十分困難。本文針對(duì)本文針對(duì)地震加速度峰值特性、時(shí)頻譜的衰減特性及地震動(dòng)參數(shù)的空間變化性等方面進(jìn)行了深入研究，并在此基

2、礎(chǔ)上探討了綜合考慮地震動(dòng)三要素影響的設(shè)定地震方法和工程場(chǎng)地非平穩(wěn)加速度時(shí)程的合成方法；最后將研究結(jié)果應(yīng)用于新疆克孜爾壩址地震動(dòng)輸入?yún)?shù)的確定。主要內(nèi)容及成果如下： （1）通過對(duì)地震加速度記錄放大系數(shù)譜的計(jì)算分析，給出了基巖和土層記錄的水平和豎向地震分量的有效峰值加速度（EPA）的計(jì)算式。通過對(duì)峰值加速度（PGA）和EPA統(tǒng)計(jì)分析表明，PGA與EPA間存在強(qiáng)線性和對(duì)數(shù)線性相關(guān)性，可根據(jù)相關(guān)性方程進(jìn)行PGA與EPA間的相互轉(zhuǎn)換或預(yù)測(cè)

3、，便于國內(nèi)規(guī)范的配套使用。通過影響因素分析發(fā)現(xiàn)，衰減關(guān)系式的選取、年超越概率的大小、場(chǎng)點(diǎn)與潛在震源的位置關(guān)系及潛在震源的震級(jí)上限的大小等都將直接影響PGA和EPA取值及兩者的比例關(guān)系。 （2）根據(jù)中國大陸與美國西部在地震構(gòu)造、地震成因等方面的相似性，利用美國西部基巖加速度強(qiáng)震記錄資料，建立了適用于中國大陸的時(shí)變功率譜和能量等效速度譜的衰減關(guān)系式。分析了震級(jí)、震中距對(duì)時(shí)變功率譜及能量等效速度譜的影響規(guī)律。 （3）應(yīng)用通過分

4、析局部空間位置變化對(duì)地震動(dòng)參數(shù)影響顯著程度來研究地震動(dòng)參數(shù)空間分布規(guī)律的方法，建立了地震動(dòng)參數(shù)隨局部空間位置坐標(biāo)變化的隨機(jī)預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明：空間位置坐標(biāo)的變化對(duì)不同的地震動(dòng)參數(shù)或模型參數(shù)的影響規(guī)律及影響程度不相同，不同的地震動(dòng)參數(shù)具有不同的空間分布形式。 （4）提出了由EPA確定最大貢獻(xiàn)潛源、由0.2s周期點(diǎn)的能量等效速度譜確定設(shè)定地震的震級(jí)和震中距、并根據(jù)地震構(gòu)造條件確定設(shè)定地震的具體位置的設(shè)定地震方法。該方法綜合考慮了地震

5、動(dòng)三要素一幅值、頻譜和持時(shí)對(duì)設(shè)定地震結(jié)果的影響。 （5）探討了根據(jù)時(shí)變功率譜衰減規(guī)律、地震動(dòng)參數(shù)空間變化模型及設(shè)定地震結(jié)果進(jìn)行多點(diǎn)輸入非平穩(wěn)加速度時(shí)程合成的方法。 （6）利用本文提出的方法，對(duì)新疆克孜爾壩址所在的地震研究區(qū)進(jìn)行了地震危險(xiǎn)性分析和設(shè)定地震研究，確定了壩址4種超越概率下的地震動(dòng)輸入?yún)?shù)──加速度峰值、加速度反應(yīng)譜及加速度時(shí)程。并對(duì)依據(jù)不同參數(shù)進(jìn)行設(shè)定地震所取得的結(jié)果進(jìn)行了比較分析，驗(yàn)證了本文設(shè)定地震方法的合理