场地地震反应分析中的地震动输入影响研究

摘要

场地地震反应分析结果是工程结构抗震设计及结构可靠性估计时需要考虑的重要地震动参数之一，而地震动输入的确定是一个关键环节。在场地地震反应分析计算中，经常需要人工合成符合基岩反应谱特征的非平稳地震动，人工合成地震波因其在满足需求的地震动强度、频谱及持时方面具有任意性，而被广泛采用，但也造成了地震动输入的不确定性，进而直接影响场地地震地面运动参数的确定。正确处理地震动输入的不确定性影响，探讨地震动输入机制，显然具有重要的理论意义和实际应用价值。
　　 本文的研究内容主要有以下几方面：
　　 （1）概述了黄土地区地震动的特征。阐明了黄土地区地震动的分布情况、黄土地区的地震动参数特点以及黄土地区地震动的影响因素。
　　 （2）研究分析了人工拟合地震动时程时，包络线时程参数对场地反应的影响规律。本文采用拟合目标谱法进行地震动时程的人工拟合，在拟合过程中改变包络线参数进而进行土层地震反应分析，根据其对场地反应的影响，讨论时程参数对人工拟合地震动时程的影响规律，为场地设计地震动参数的确定提供依据。研究结果表明，包络线时程参数t1、t2和c不同时，所拟合的地震动时程对土层地震反应结果有较大影响，其影响程度与场地条件关系密切。同时在拟合过程中也考虑了随机相位对人造地震动时程的影响。
　　 （3）收集了部分甘肃地区汶川Ms8.0级地震的强震记录，通过反应谱和傅氏谱来分析其频谱特征，并选取两个基岩台站的强震记录进行土层场地地震反应分析，研究其在不同黄土覆盖层厚度场地上的反应谱特征。选取其中一个基岩台站的强震动记录，以其反应谱作为输入基岩目标谱拟合地震动时程，进行场地地震反应分析，分析总结了人工拟合地震动时程与实际强震动记录作为基岩地震动输入对场地地震反应分析结果所产生的差异。