[發(fā)明專利]考慮介質(zhì)品質(zhì)因子的地震中場地反應(yīng)計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811256997.1
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109188524A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李啟成;何書耕;郭雷;閔也
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 朱光林

本發(fā)明提供一種考慮介質(zhì)品質(zhì)因子的地震中場地反應(yīng)計算方法，涉及地震工程和巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：選取有類似構(gòu)造的研究區(qū)，搜集所有基巖場地水平向地震記錄；獲得基巖場地東西向和南北向傅里葉幅值譜；計算兩兩基巖場地東西向、南北向品質(zhì)因子；得到具有如Q(f)＝Q₀fⁿ形式的介質(zhì)品質(zhì)因子；計算研究場地在地震中的水平向場地反應(yīng)。本發(fā)明提供的一種考慮介質(zhì)品質(zhì)因子的地震中場地反應(yīng)計算方法，考慮了品質(zhì)因子對地震波的吸收衰減作用，當(dāng)參考場震源距與所研究場地震源距存在較大差異時，改進(jìn)后譜比法能夠更加準(zhǔn)確的評估場地反應(yīng)，對工程選址提供有力依據(jù)，降低地震中不良場地地質(zhì)條件對工程的損害。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地震工程和巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮介質(zhì)品質(zhì)因子的地震中場地反應(yīng)計算方法。

背景技術(shù)

很多已發(fā)生的地震顯示，不良場地條件會導(dǎo)致震害加劇，由此可知，工程場地的局部地質(zhì)條件對地震動有明顯的放大作用。目前估計工程場地對地震動的放大作用最常用的方法是譜比法。譜比法的原理是：假定基巖場地的地震反應(yīng)是常數(shù)，以基巖場地為參考場，把研究的工程場地的地震動與參考場的地震動比較就可以得出工程場地的場地反應(yīng)(渭河盆地中土層場地對地震動的放大作用[J].王海云.地球物理學(xué)報，2011，54(1)：137-150.)。

目前譜比法有兩個問題需要進(jìn)一步研究。一是目前譜比法只考慮了地震波傳播路徑的幾何衰減效應(yīng)，忽略了介質(zhì)對地震波的吸收衰減作用(渭河盆地中土層場地對地震動的放大作用[J].王海云.地球物理學(xué)報，2011，54(1)：137-150.)，也就是沒有考慮地震波傳播介質(zhì)的品質(zhì)因子對地震波的影響。這就要求研究場地和參考場地不能距離太遠(yuǎn)，當(dāng)兩場地的震源距相差較大或介質(zhì)性質(zhì)相差較大時，傳播介質(zhì)品質(zhì)因子對地震波的吸收衰減作用對場地反應(yīng)的估計結(jié)果是不可以忽略的；二是如果考慮介質(zhì)對地震波的吸收衰減作用應(yīng)該設(shè)法得到地震波傳播介質(zhì)的品質(zhì)因子。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種考慮介質(zhì)品質(zhì)因子的地震中場地反應(yīng)計算方法，針對現(xiàn)有譜比法忽略地震波傳播介質(zhì)品質(zhì)因子對計算場地反應(yīng)的影響和如何獲得介質(zhì)品質(zhì)因子進(jìn)行研究，對現(xiàn)有的譜比法進(jìn)行改進(jìn)，提出考慮介質(zhì)品質(zhì)因子的場地反應(yīng)計算方法，充分考慮品質(zhì)因子對地震波傳播的影響，使普比法能夠適用于地質(zhì)構(gòu)造類似、研究場地和參考場地震源距任意的情況，為地質(zhì)等工程選址提供準(zhǔn)確依據(jù)。

為了實現(xiàn)上述目的，一種考慮介質(zhì)品質(zhì)因子的地震中場地反應(yīng)計算方法，包括以下步驟：

步驟1：選取有類似構(gòu)造的研究區(qū)，搜集所有基巖場地水平向地震記錄，即基巖場地東西向和南北向地震記錄；

步驟2：用窗寬為20s的時間窗提取基巖場地剪切波，并對提取到的剪切波做傅里葉變換，從而獲得基巖場地東西向和南北向傅里葉幅值譜；

步驟3：采用如下公式分別計算兩兩基巖場地東西向、南北向品質(zhì)因子；

其中，Q(f)是S波品質(zhì)因子，f是剪切波頻率，R_r1是基巖場地1的震源距，R_r2是基巖場地2的震源距，O_r1是基巖場地1水平向的地震動傅里葉幅值，O_r2是基巖場地2與基巖場地1同一水平向的地震動傅里葉幅值，V_s是基巖剪切波速，Q₀為常數(shù)，n是不為零的數(shù)；

步驟4：計算在相同剪切波頻率、不同震源距情況下所有基巖場地東西向、南北向的品質(zhì)因子的平均值，經(jīng)擬合得到具有如下表達(dá)式的介質(zhì)品質(zhì)因子：

Q(f)＝Q₀fⁿ；

步驟5：根據(jù)得到的場地品質(zhì)因子采用如下公式計算研究場地在地震中的水平向場地反應(yīng)：