哈工大地震工程課件工程地震部分第五章強地震動工程特征和地震動的衰減-資料下載頁
2025-01-19 14:25本頁面
【正文】 裂方向性效應(yīng)是由于破裂傳播和幅射模式效應(yīng)引起的 。 上盤效應(yīng) (hanging wall effect) 一個傾斜斷裂上盤的場地在總體上比下盤上最近距離相同的場地更靠近斷裂面 。 這引起了上盤短周期地震動比下盤相同最近距離處更大 。 上盤對逆沖地震引起的短周期地震動增加了斷裂因子的形式 ， 一般比走滑地震的大 。 Abrahamson和 Somerville發(fā)展了上盤效應(yīng)經(jīng)驗型模型將上盤場地的地震動與下盤的遠離斷層破裂端部的區(qū)分開來 。 上盤效應(yīng)在最近距離 818千米處 、 周期范圍 （ 達到 ） ，在 5秒降為 。 近斷層方向性效應(yīng) (rupture directivity effect) 在斷層近場地區(qū)，影響地震動特征的一個重要因素是斷層的破裂方向。根據(jù)場地與斷層的相對位置，方向性效應(yīng)可以分為 向前效應(yīng) （ forward）、 向后效應(yīng) （ reverse）和 中性效應(yīng) （ neutral），如果斷層的破裂方向朝向場地或破裂方向與震源（ hypocenter）和場地連線的夾角較小的話，場地的效應(yīng)稱為向前方向性效應(yīng)；如果斷層的破裂方向背離場地或破裂方向與震源和場地連線的夾角較小的話，稱為向后方向性效應(yīng)；如果場地與震源的連線幾乎垂直于斷層的破裂方向，稱為中性效應(yīng)。通常所說的“方向性效應(yīng)”是指向前方向性效應(yīng)，因為向前方向性效應(yīng)產(chǎn)生的地震動對工程結(jié)構(gòu)來說更為不利。 近斷層方向性效應(yīng) 斷層破裂所產(chǎn)生的能量波在傳播介質(zhì)中以幾乎等于介質(zhì)剪切波速的速度向場地傳播，使得斷層產(chǎn)生的能量以非常短的時間到達場地，這樣，在場地的地震動中將產(chǎn)生一個 大的速度脈沖 （通常發(fā)生在地震動的開始階段）。 近斷層方向性效應(yīng) 斷裂上剪切位錯的幅射模式使這個地震動的大脈沖朝向垂直于斷裂方向，引起 垂直于斷層分量的峰值速度比平行于斷層分量的峰值速度要大 。近斷層運動巨大破壞性在 1994年北嶺地震、 1995年板神地震以及 1999年集集地震中清楚地表現(xiàn)出來。在這兩個地震中，記錄到了大到 175cm/秒，記錄到的近斷層脈沖的周期為12秒，大體相當于橋梁和中高層建筑物的結(jié)構(gòu)自振周期，而許多這類結(jié)構(gòu)在地震中破壞強烈。 地殼波導(dǎo)效應(yīng) (crustal wave guide effect) ? 在近距離處 （ 約 50千米以內(nèi) ） ， 最大的地震動由自震源到場地向上傳播的地震波引起 。 然而隨著離震源的距離增加 ， 直達波減弱 ， 從震源下部邊界來的下行波的反射達到臨界角度并形成內(nèi)反射 。在這些界面處 ， 特別是莫霍面 ， 彈性模量的強烈反差使這些臨界反射具有很大的幅值 。 這些臨界反射在大約 50千米處到達 ， 使得直到 100千米或以上的距離處地震動衰減率減弱 。 ? 近距離的體波衰減率取 1/R， 對于遠的面波衰減率取 1/R1/2 沉積盆地對強地震動的影響 ? 大型沉積盆地對強地震動的幅值、頻率成分和持時有很大的影響。 1985年墨西哥地震 (矩震級 8)，在 400多千米外的墨西哥城沉積盆地中地震波與頻率有關(guān)的放大作用使城里許多建筑物倒塌。 “ 古湖床區(qū) ” 上部 50米的土層很軟，剪切波速度量級為 50m/Sec，軟土層放大了地震動，使基本周期 2秒左右的震動水平增大了 5倍以上。 ? 那些被認為按建造時的建筑規(guī)范的標準來看是抗震的建筑和重要設(shè)施破壞范圍很大，約 400幢建筑倒塌，其中包括醫(yī)院、學校和政府建筑物。估計有 5000至10000人死亡，經(jīng)濟損失據(jù)信至少有 40億美元。 沉積盆地對強地震動的影響 ? 盆地中新沉積物比邊界基巖低得多的波速產(chǎn)生軟土的 放大作用 ? 盆地碗狀幾何形狀，在盆地中特定地點能夠把地震波 聚焦 。 ? 盆地的邊緣效應(yīng)， 速度和深度的梯度變化很大，形成高效的面波生成和傳播，當?shù)卣痼w波沿盆地邊緣進入，像水波紋一樣在盆地中反復(fù)反射，產(chǎn)生 陷入盆地 的面波。 ? 地震動的 空間變化性 （ 空間相關(guān)性或相干性 ） 、 地震動隨機性 以及 隨機場理論 等 ，與工程結(jié)構(gòu)的大型化和復(fù)雜化 ， 結(jié)構(gòu)可靠性理論與性態(tài)抗震設(shè)計理論的需求密切相關(guān) ， 肯定會互相促進發(fā)展 。 同時 ， 前者還要求地震動研究的視野關(guān)注更長的周期范圍和轉(zhuǎn)動分量 。 ? 地震動是地震對結(jié)構(gòu)的作用 ， 是一個十分復(fù)雜的動力作用過程 ， 不僅 “ 三要素 ” 都有主要影響 ， 剛度 、 強度退化的結(jié)構(gòu)模型動力分析表明 ， 地震動時程的某些細節(jié)也會產(chǎn)生重要影響 。 常遇到的幾個與地震烈度有關(guān)的術(shù)語 ? 基本烈度 ? 設(shè)防烈度 ? 常 (多 )遇地震烈度 ? 偶遇地震烈度 ? 罕遇地震烈度
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