输入地震动相位特性对不同类别场地土层地震反应影响

夏峰 孙楠 危凤海

摘要：以某Ⅷ度设防区基岩场地地震危险性计算为基础，拟合不同随机相位的人造地震动时程作为输入，采用一维等效线性化方法，计算了Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类典型场地的土层地表地震反应。结果表明：①在不同地震动强度、不同随机相位基岩时程输入条件下，对不同类型场地土层地震反应计算得到的地表加速度峰值和反应谱值相对极差差别较大，地震动相位特征对土层地震反应的影响不可忽略;在反应谱特征周期2.0s内，地表峰值和反应谱值变异系数随输入地震动强度的增大有增大趋势;②采用统计学方法计算给出了不同场地类别的基岩输入随机相位样本时程的必要数量，不同场地类别不同地震强度输入条件下所需要的最少样本量不同。在输入地震动强度不大（PGA<0.20g）且满足反应谱变异系数在均值加1倍标准差范围内时，不同类别场地至少需要15组不同随机相位的基岩时程，基本能满足均值统计要求;在输入地震动强度较大（PGA≥0.20g），满足反应谱变异系数在均值加1倍标准差范围内时，至少需要30组不同随机相位的基岩时程，才能满足均值统计要求。

关键词：相位特性;场地类别;地震动时程;土层地震反应;样本容量

中图分类号：P315.914文献标识码：A文章编号：1000-0666（2021）04-0656-09

0引言

土层地震反应是重大项目工程场地地震安全性评价技术的关键环节，同样也是编制《中国地震动参数区划图》（GB18306—2015）（以下简称2015版地震动区划图）时双参数调整的技术关键之一。在重大工程抗震设计分析中，需要利用地震动时程作为地震输入来进行结构地震反应分析计算，考虑到强震记录数量有限，工程上通常是以人工合成地震动作为各种地震反应分析的输入。通常采用概率危险性分析计算得到的基岩反应谱或结合相关规范给定设计反应谱拟合获得的地震动时程，称为人造地震动，以此作为土层反应计算或结构抗震验算的地震动输入。……