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研究亮點(diǎn)

結構參數對二維沉積河谷地震動(dòng)放大效應的影響研究

發(fā)布時(shí)間： 2024-02-22 點(diǎn)擊數量：7714
研究背景：
河谷/盆地誘發(fā)的地震動(dòng)放大在以往的研究中得到了很好的記錄和驗證，然而，將其完全納入地震動(dòng)預測模型、地震災害評估和工程實(shí)踐中仍然面臨挑戰。特別是我國西南地區眾多鄉鎮坐落于沖積河谷，而我國現行建筑抗震設計規范中對此沒(méi)有明確規定或解釋?zhuān)虼松钊腴_(kāi)展局部場(chǎng)地的地震動(dòng)效應研究對于建筑結構的抗震設防、場(chǎng)地衰減關(guān)系研究以及地震小區劃等具有重要意義。
研究方法及結果：
（1）首先以Mygdonian盆地為例（見(jiàn)圖1），放大效應的數值模擬結果與基于地震動(dòng)觀(guān)測記錄標準譜比結果如圖2所示，本文二維數值模擬結果與觀(guān)測結果相接近，表明數值模擬能夠反映出觀(guān)測記錄中看到的主要頻譜放大趨勢，驗證了二維數值模擬方法在量化河谷地震動(dòng)放大效應中可行性。
（2）參照Mygdonian盆地，構建了32個(gè)簡(jiǎn)化的分層沉積河谷場(chǎng)地一維和二維模型，選取8條地震動(dòng)分別輸入不同模型。根據的地震波傳播的Snell定律將河谷地表劃分為三個(gè)子區域（wed、wne和wce），并采用多變量分析針對地下結構參數進(jìn)行敏感性分析。
（3）研究結果表明不同子區域的地震動(dòng)放大效應具有顯著(zhù)差異。圖3和圖4可見(jiàn)，河谷邊緣區域wed的放大系數（PSA2D/PSA1D）隨著(zhù)邊緣角的增加而明顯下降的趨勢，但對形狀系數的敏感性較弱。相反，河谷中心區域wce的加重因子與形狀因子呈正相關(guān)，但與傾角的相關(guān)性較差，表明河谷中心的地震動(dòng)放大效應主要受形狀因子控制。
（4）表1給出了不同周期內各子區域放大系數MAF的平均值及其一倍標準差。從表中可知，除河谷邊緣的傾角很陡峭（α>45o）時(shí)表現為抑制地震動(dòng)放大之外，大多數情況下均出現不同程度的放大作用。此外，對于傾角很?。é?lt;45o）且形狀因子很大（Sf>0.1）的河谷模型，其河谷地形誘發(fā)的2D/1D放大效應高達兩倍左右，因此在實(shí)際抗震設計中對于這種不利組合應引起足夠重視。

該成果發(fā)表在國際權威期刊《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》（Shengyin Qiang, Hongwei Wang, Ruizhi Wen*, Qifang Liu, Ying Zhou. Investigating the effects of structural parameters on seismic aggravation of two-dimensional sedimentary valleys. 2023.171, 107964. DOI: 10.1016/j.soildyn.2023.107964）（IF：4.25，*通訊作者）

圖1 Mygdonian盆地二維模型

圖2 Mygdonian盆地觀(guān)測記錄和模擬結果的傅里葉譜比對比

圖3 河谷邊緣傾角α對不同區域的放大系數MAF的影響

圖4 河谷形狀因子Sf對不同區域的放大系數MAF的影響

表1 各子區域內不同周期放大系數

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