地震安全性评价课程第11章.ppt

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1、Changan UniversityChangan University第十一章第十一章 场地地震动参数确定和地震地质灾害评价场地地震动参数确定和地震地质灾害评价10.0 10.0 绪绪绪绪 论论论论 场地地震动参数确定地震动参数确定和地震地质灾害评价地震地质灾害评价是工程场地地震安全性评价的目标目标，其结果作为建设工程抗震设防的依据。场地地震动参数相关因素相关因素：地震震源特性地震震源特性 地震波从震源传播至场地途径地震波从震源传播至场地途径 局部场地条件局部场地条件区域、近场地震活动性和地震构造评价区域、近场地震活动性和地震构造评价地震动衰减关系、地震危险性分析地震动衰减关系、地震危险性分

2、析场地条件勘测、场地土层地震反应分析场地条件勘测、场地土层地震反应分析工程场地地震安全性评价讲义工程场地地震安全性评价讲义 邓亚虹邓亚虹 Changan UniversityChangan University10.1 10.1 场地地震动参数和时程确定场地地震动参数和时程确定场地地震动参数和时程确定场地地震动参数和时程确定 1.场地地震动参数应包括场地地表地表及工程建设所要求深度要求深度处的地震动峰值和反应谱。场地地震动参数参数包括：场地地震动峰值(峰值加速度、峰值速度及峰值位移)、反应谱和时程曲线等。应根据建设工程的结构特点工程的结构特点选择与工程结构设计相适应的参数：（1）峰值加速度加速

3、度和反应谱：惯性力作用的地面结构工程 （2）峰值速度速度、峰值位移位移：非惯性力作用的地下结构工程 （3）长周期长周期反应谱：超高或大跨等自振周期很长的结构工程 （4）基础埋藏较深基础埋藏较深的地面工程或地下工程地下工程：地表和所需深度 处的场地地震动参数值 第十一章第十一章 场地地震动参数确定和地震地质灾害评价场地地震动参数确定和地震地质灾害评价工程场地地震安全性评价讲义工程场地地震安全性评价讲义 邓亚虹邓亚虹 Changan UniversityChangan University 2.自由基岩场地自由基岩场地应根据地震危险性分析地震危险性分析结果确定场地地震动参数：a)I级工作，应综合考

4、虑确定性方法和概率方法的结果确定场地地震动参数；b)级和级工作，应根据概率方法的结果确定场地地震动参数。3.土层场地土层场地，应建立场地地震反应分析模型，进行场地地震反应分析，井基于场地地震反应分析结果确定场地地震动参数。地震危险性分析地震危险性分析+场地地震反应分析场地地震反应分析 第十一章第十一章 场地地震动参数确定和地震地质灾害评价场地地震动参数确定和地震地质灾害评价工程场地地震安全性评价讲义工程场地地震安全性评价讲义 邓亚虹邓亚虹 Changan UniversityChangan University场地地震反应分析计算的基本思路是：(1)以地震危险性分析地震危险性分析所给出的基岩表

5、面地震动参数值为目标,人工合成地震动时程人工合成地震动时程，并确定场地地震反应分析计算的输输 入地震动入地震动。(2)建立与工程场地相对应的场地计算力学模型场地计算力学模型。(3)利用场地地震反应分析场地地震反应分析数值计算方法，计算工程场地在已 知计算输入地震动情况下的反应，并给出场地地表和不同 深度处的地震反应时程及相关反应谱和其他参数值。(4)综合评判综合评判多个钻孔场地力学模型和多个输入地震动时程样 本组合情况的场地地震反应分析计算结果，以确定场地地 震动参数值。(5)根据综合评判结果确定场地地震动参数值确定场地地震动参数值。第十一章第十一章 场地地震动参数确定和地震地质灾害评价场地地

6、震动参数确定和地震地质灾害评价工程场地地震安全性评价讲义工程场地地震安全性评价讲义 邓亚虹邓亚虹 Changan UniversityChangan University 4.应根据工程需要，依据场地地震动参数合成场地地震动依据场地地震动参数合成场地地震动时程：时程：应根据工程需要，依据场地地震动参数值人工合成场地场地地震动时程地震动时程，以作为工程结构动力反应分析工程结构动力反应分析计算的地震输入地震输入。在场地地震反应分析计算输入地震动时程及场地地震动时程的合成方面，工程实践中常用的方法是拟合反应谱的三拟合反应谱的三角级数叠加法角级数叠加法。该方法以给定的地震动参数值包括峰值加速峰值加速度

7、、加速度反应谱和时程强度包络函数为目标参数值度、加速度反应谱和时程强度包络函数为目标参数值，采用迭代调整技术合成满足一定拟合控制精度的地震动时程。第十一章第十一章 场地地震动参数确定和地震地质灾害评价场地地震动参数确定和地震地质灾害评价工程场地地震安全性评价讲义工程场地地震安全性评价讲义 邓亚虹邓亚虹 Changan UniversityChangan University10.2 10.2 场地地震反应分析模型建立场地地震反应分析模型建立场地地震反应分析模型建立场地地震反应分析模型建立 场地地震反应分析模型即场地力学模型的确定是场地地震反应分析的关键问题关键问题，场地工程地质条件资料是确定场

8、地力学模型的基础基础。I级、级工作和地震小区划，地面、土层界面及基岩面土层界面及基岩面均较平坦时均较平坦时，可采用一维一维分析模型；土层界面、基岩面或地表起伏较大起伏较大时，宜采用二维或三维二维或三维分析模型。考虑边界效应考虑边界效应工程场地地震安全性评价讲义工程场地地震安全性评价讲义 邓亚虹邓亚虹 第十一章第十一章 场地地震动参数确定和地震地质灾害评价场地地震动参数确定和地震地质灾害评价Changan UniversityChangan University 确定地震输入界面输入界面时应符合下列规定：a)I级工作应采用钻探确定的基岩面或剪切波速不小于700ms的层顶面作为地震输入界面；b)级

9、工作和地震小区划应采用下列三者之一作为地震输入 钻探确定的基岩面；剪切波速不小于500ms的土层顶面；钻探深度超过100 m，且剪切波速有明显跃升的土层分界 面或由其他方法确定的界面。第十一章第十一章 场地地震动参数确定和地震地质灾害评价场地地震动参数确定和地震地质灾害评价工程场地地震安全性评价讲义工程场地地震安全性评价讲义 邓亚虹邓亚虹 Changan UniversityChangan University10.3 10.3 场地土层模型参数的确定场地土层模型参数的确定场地土层模型参数的确定场地土层模型参数的确定 基础：场地工程地质条件资料 参数：场地地震反应分析模型参数包括土层剖面描述参

10、数及土体力学性能参数，它们是土层厚度(空间三维变化)、土体密度、土体s波(剪切波)与P波波速、土体动力非线性关系，即剪变(或压缩)模量比与剪(或轴)应变关系曲线、tt)g比与剪(或轴)应变关系曲线。这些参数均可根据场地工程地质条件勘测与试验结果确定。第十一章第十一章 场地地震动参数确定和地震地质灾害评价场地地震动参数确定和地震地质灾害评价工程场地地震安全性评价讲义工程场地地震安全性评价讲义 邓亚虹邓亚虹 Changan UniversityChangan University10.4 10.4 场地地震反应分析与场地相关反应谱的确定场地地震反应分析与场地相关反应谱的确定场地地震反应分析与场地相

11、关反应谱的确定场地地震反应分析与场地相关反应谱的确定 采用用工程场地相适应的场地力学模型（一维、二维或三维场地模型），利用适当的分析方法，在已知场地力学参数及计算地震动输入的情况下，可以给出场地不同位置（包括不同深度处）地震反应的地震动时程，而后计算处地震动时程对应的场地相关反应谱。（1）一维模型土层厚度应划分得足够小，使层内各点剪应变幅值大体相等，计算可用等效线性化波动法。（2）二维及三维模型采用有限元法求解时，有限元网格在波传播方向的尺寸应在所考虑最短波长的11218范围内取值。第十一章第十一章 场地地震动参数确定和地震地质灾害评价场地地震动参数确定和地震地质灾害评价工程场地地震安全性评价

12、讲义工程场地地震安全性评价讲义 邓亚虹邓亚虹 Changan UniversityChangan University10.5 10.5 工程场地地震地质灾害评价工程场地地震地质灾害评价工程场地地震地质灾害评价工程场地地震地质灾害评价 场地地震地质灾害是由地震动或断层错动地震动或断层错动引起的可能影响场地上工程性能的场地失效场地失效。震害经验表明，不良地质条件的场地，常诱发产生各种地质灾害。地震地质灾害主要包括三大类三大类：a)由于地震动作用导致的对工程有直接直接影响的工程地基基础失效，包括饱和砂土液化、软土震陷等；b)由于地震动作用导致的对工程有可能间接间接影响的工程场地失效，包括岩体崩塌、泥石流、岩土滑坡等；c)由地震断层作用导致的地表错动、地裂缝与地面变形等地质灾害。第十一章第十一章 场地地震动参数确定和地震地质灾害评价场地地震动参数确定和地震地质灾害评价工程场地地震安全性评价讲义工程场地地震安全性评价讲义 邓亚虹邓亚虹