基于SMASS台阵一维土层地震反应分析方法对比分析

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土层地震反应分析是估计场地地震动参数的重要的方法,其计算方法是否合理直接影响场地地震动参数结果,开展不同计算方法的合理性及不同计算方法的优缺点研究是十分必要的。本文首先从台阵测点位置、场地资料、各土层力学参数等方面对SMASS台阵进行了详细介绍;其次,对已记录到的强震记录进行数据处理,并通过传统谱比法探究不同深度处土层结构对地震动的影响;最后根据SMASS台阵场地资料建立场地地震反应分析一维土层模型,将已有的强震动数据作为对比数据,用不同一维土层地震反应分析方法计算得到不同深度处的地震动,并与实际强震记录结果进行对比分析,取得了以下成果。(1)采用传统谱比法对古冶和滦州强震记录进行分析,研究了不同深度处土层结构对地震动放大作用。结果表明,深部土层对地震动的放大作用并不明显,但是浅表土层(距地表30m以上土层)放大作用显著,且SMASS台阵场地浅表土层对地震动中高频成分放大作用优于低频成份;土层结构对水平向地震动和竖向地震动均存在影响。(2)目前的一维土层地震反应分析程序计算深部土层的地震动时,LSSRLI-1、DEEPSOIL计算得到的地震动峰值加速度要小于实际强震记录值,SOILRESPONSE则大于实际强震记录值,在计算浅部土层的地震动时,LSSRLI-1、SOILRESPONSE、DEEPSOIL计算得到峰值加速度均比实际强震记录值小;随着埋深的减小,LSSRLI-1、SOILRESPONSE、SOILQUAKE、DEEPSOIL计算得到的峰值加速度都是先减小后增大,与实际情况存在一定差异,并且四个程序计算得到的地表峰值加速度均小于实际强震记录值。(3)目前的一维土层地震反应分析程序中,LSSRLI-1计算高频成份丰富的地震动效果并不理想,有可能使计算结果失真;在计算地下65m处的地震动时,SOILRESPONSE计算得到的反应谱和傅里叶谱中高频成份幅值要大于实际值;在低频部分,LSSRLI-1、SOILRESPONSE、SOILQUAKE、DEEPSOIL计算得到的反应谱和傅里叶谱形状与实际相差不大;LSSRLI-1计算仅在低频时与实际相符,SOILRESPONSE计算0.2-10Hz的频段内与实际相符,在大于10Hz后要大于实际值;DEEPSOIL计算得到的地震动谱比值与实际相符,但是整体幅值要小于实际值。
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