地震安全性評價課程(第11章課件

1、地震安全性評價課程(第11章1 第十一章第十一章 場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價 場地地震動參數(shù)確定地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價地震地質(zhì)災害評價是工程場地地 震安全性評價的目標目標，其結(jié)果作為建設(shè)工程抗震設(shè)防的依據(jù)。 場地地震動參數(shù)： 地震震源特性地震震源特性 地震波從震源傳播至場地途徑地震波從震源傳播至場地途徑 區(qū)域、近場地震活動性和地震構(gòu)造評價區(qū)域、近場地震活動性和地震構(gòu)造評價 地震動衰減關(guān)系、地震危險性分析地震動衰減關(guān)系、地震危險性分析 場地條件勘測、場地土層地震反應分析場地條件勘測、場地土層地震反應分析 工程場地地震安全性評價講義工程場地地

2、震安全性評價講義 鄧亞虹鄧亞虹 地震安全性評價課程(第11章2 1.場地地震動參數(shù)應包括場地地表地表及工程建設(shè)所要求深度要求深度處 的地震動峰值和反應譜。 場地地震動參數(shù)參數(shù)包括：場地地震動峰值(峰值加速度、峰值 速度及峰值位移)、反應譜和時程曲線等。 應根據(jù)建設(shè)工程的結(jié)構(gòu)特點工程的結(jié)構(gòu)特點選擇與工程結(jié)構(gòu)設(shè)計相適應的 參數(shù)： （1）峰值加速度加速度和反應譜 ：慣性力作用的地面結(jié)構(gòu)工程 （2）峰值速度速度、峰值位移位移 ：非慣性力作用的地下結(jié)構(gòu)工程 （3）長周期長周期反應譜：超高或大跨等自振周期很長的結(jié)構(gòu)工程 （4）基礎(chǔ)埋藏較深基礎(chǔ)埋藏較深的地面工程或地下工程地下工程：地表和所需深度 處的場地地

3、震動參數(shù)值 第十一章第十一章 場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價 工程場地地震安全性評價講義工程場地地震安全性評價講義 鄧亞虹鄧亞虹 地震安全性評價課程(第11章3 2.自由基巖場地自由基巖場地應根據(jù)地震危險性分析地震危險性分析結(jié)果確定場地地震 動參數(shù)： a)I級工作，應綜合考慮確定性方法和概率方法的結(jié)果確 定場地地震動參數(shù)； b)級和級工作，應根據(jù)概率方法的結(jié)果確定場地地 震動參數(shù)。 3.土層場地土層場地，應建立場地地震反應分析模型，進行場地地 震反應分析，井基于場地地震反應分析結(jié)果確定場地地震動 參數(shù)。 地震危險性分析地震危險性分析+ +場地地震反應分

4、析場地地震反應分析 第十一章第十一章 場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價 工程場地地震安全性評價講義工程場地地震安全性評價講義 鄧亞虹鄧亞虹 地震安全性評價課程(第11章4 場地地震反應分析計算的基本思路是： (1)以地震危險性分析地震危險性分析所給出的基巖表面地震動參數(shù)值為目標, 人工合成地震動時程人工合成地震動時程，并確定場地地震反應分析計算的輸輸 入地震動入地震動。 (2)建立與工程場地相對應的場地計算力學模型場地計算力學模型。 (3)利用場地地震反應分析場地地震反應分析數(shù)值計算方法，計算工程場地在已 知計算輸入地震動情況下的反應，并給出場地地表和不

5、同 深度處的地震反應時程及相關(guān)反應譜和其他參數(shù)值。 (4)綜合評判綜合評判多個鉆孔場地力學模型和多個輸入地震動時程樣 本組合情況的場地地震反應分析計算結(jié)果，以確定場地地 震動參數(shù)值。 (5)根據(jù)綜合評判結(jié)果確定場地地震動參數(shù)值確定場地地震動參數(shù)值。 第十一章第十一章 場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價 工程場地地震安全性評價講義工程場地地震安全性評價講義 鄧亞虹鄧亞虹 地震安全性評價課程(第11章5 4.應根據(jù)工程需要，依據(jù)場地地震動參數(shù)合成場地地震動依據(jù)場地地震動參數(shù)合成場地地震動 時程：時程： 應根據(jù)工程需要，依據(jù)場地地震動參數(shù)值人工合成場地場地 地震

6、動時程地震動時程，以作為工程結(jié)構(gòu)動力反應分析工程結(jié)構(gòu)動力反應分析計算的地震輸入地震輸入。 在場地地震反應分析計算輸入地震動時程及場地地震動 時程的合成方面，工程實踐中常用的方法是擬合反應譜的三擬合反應譜的三 角級數(shù)疊加法角級數(shù)疊加法。該方法以給定的地震動參數(shù)值包括峰值加速峰值加速 度、加速度反應譜和時程強度包絡(luò)函數(shù)為目標參數(shù)值度、加速度反應譜和時程強度包絡(luò)函數(shù)為目標參數(shù)值，采用 迭代調(diào)整技術(shù)合成滿足一定擬合控制精度的地震動時程。 第十一章第十一章 場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價 工程場地地震安全性評價講義工程場地地震安全性評價講義 鄧亞虹鄧亞虹 地震安

7、全性評價課程(第11章6 場地地震反應分析模型即場地力學模型的確定是場地地 震反應分析的關(guān)鍵問題關(guān)鍵問題，場地工程地質(zhì)條件資料是確定場地 力學模型的基礎(chǔ)基礎(chǔ)。 I級、級工作和地震小區(qū)劃，地面、土層界面及基巖面土層界面及基巖面 均較平坦時均較平坦時，可采用一維一維分析模型；土層界面、基巖面或地 表起伏較大起伏較大時，宜采用二維或三維二維或三維分析模型。 考慮邊界效應考慮邊界效應 工程場地地震安全性評價講義工程場地地震安全性評價講義 鄧亞虹鄧亞虹 第十一章第十一章 場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價 地震安全性評價課程(第11章7 確定地震輸入界面輸入界面時應

8、符合下列規(guī)定： a)I級工作應采用鉆探確定的基巖面或剪切波速不小于 700ms的層頂面作為地震輸入界面； b)級工作和地震小區(qū)劃應采用下列三者之一作為地震 輸入 鉆探確定的基巖面； 剪切波速不小于500ms的土層頂面； 鉆探深度超過100 m，且剪切波速有明顯躍升的土層分界 面或由其他方法確定的界面。 第十一章第十一章 場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價 工程場地地震安全性評價講義工程場地地震安全性評價講義 鄧亞虹鄧亞虹 地震安全性評價課程(第11章8 基礎(chǔ)：場地工程地質(zhì)條件資料 參數(shù)：場地地震反應分析模型參數(shù)包括土層剖面描述參數(shù) 及土體力學性能參數(shù)，它們

9、是土層厚度(空間三維變化)、土 體密度、土體s波(剪切波)與P波波速、土體動力非線性關(guān)系， 即剪變(或壓縮)模量比與剪(或軸)應變關(guān)系曲線、tt)g比與 剪(或軸)應變關(guān)系曲線。這些參數(shù)均可根據(jù)場地工程地質(zhì)條 件勘測與試驗結(jié)果確定。 第十一章第十一章 場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價 工程場地地震安全性評價講義工程場地地震安全性評價講義 鄧亞虹鄧亞虹 地震安全性評價課程(第11章9 采用用工程場地相適應的場地力學模型（一維、二維或 三維場地模型），利用適當?shù)姆治龇椒?，在已知場地力學參 數(shù)及計算地震動輸入的情況下，可以給出場地不同位置（包 括不同深度處）地

10、震反應的地震動時程，而后計算處地震動 時程對應的場地相關(guān)反應譜。 （1）一維模型土層厚度應劃分得足夠小，使層內(nèi)各點剪應變 幅值大體相等，計算可用等效線性化波動法。 （2）二維及三維模型采用有限元法求解時，有限元網(wǎng)格在波 傳播方向的尺寸應在所考慮最短波長的11218范圍內(nèi)取 值。 第十一章第十一章 場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價 工程場地地震安全性評價講義工程場地地震安全性評價講義 鄧亞虹鄧亞虹 地震安全性評價課程(第11章10 場地地震地質(zhì)災害是由地震動或斷層錯動地震動或斷層錯動引起的可能影 響場地上工程性能的場地失效場地失效。震害經(jīng)驗表明，不良地質(zhì)條 件的場地，常誘發(fā)產(chǎn)生各種地質(zhì)災害。地震地質(zhì)災害主要包 括三大類三大類： a)由于地震動作用導致的對工程有直接直接影響的工程地基 基礎(chǔ)失效，包括飽和砂土液化、軟土震陷等； b