关于城市地区地震动特性的研究

论文摘要

场地动特性是影响地震动时空分布的最为主要的因素之一,把握城市地区的地震动特性对于科学地制定城市抗震防灾对策和土木建筑的抗震设计具有十分重要的意义。地脉动方法是当前场地动特性研究的最新思路之一,在城市地震小区划工作中具有很大的应用性。本文以国家十五重大项目“大城市地震危害性评价”项目为依托,以昆明和杭州两个城市为研究试验场地,进行高密度、大范围的地脉动数据采集并通过整理解析来研究场地的卓越周期和传递函数等地震动特性。笔者在Linux系统下对于地脉动数据采用不同的处理方法在进行解析和计算:采用单点谱比法对昆明和杭州的地脉动数据进行解析和整理,通过大型软件ArcGIS得到昆明和杭州地区的卓越周期分布图,并应用spline函数以及GoldenSurfer软件在目标区范围内进行插值,得到卓越周期等值线图;采用参考点谱比法对杭州的同时观测数据进行处理得到杭州目标区传递函数分布,通过相应的插值技术得到传递函数等值线图。本文所推导出的卓越周期和传递函数的分布将应用到昆明和杭州城市地震小区划中,为城市抗震防灾和土木建筑的抗震设计科学的依据。同时,本文也对地脉动的相关理论方法在抗震防灾领域中的应用背景和现状进行综述;对地脉动观测,包括测试仪器、观测时间和地点的选择,同时观测的测线布置原则进行了总结和归纳;对地脉动数据的各种解析方法进行了较为全面的介绍。应用地脉动于城市抗震研究和地震小区划,虽然已经在西方先进国家得到尝试,但在国内还是少有先例的。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 场地动力特性研究的重要性
• 1.1.1 地震的危害
• 1.1.2 场地特性研究的重要性
• 1.2 场地动力特性分析的方法以及地脉动方法的导入
• 第二章 地脉动理论及其发展历程
• 2.1 地脉动概述
• 2.2 地脉动的研究历史
• 2.2.1 国际地脉动研究历史
• 2.2.2 我国地脉动的研究发展
• 2.3 地脉动的解析理论和方法
• 2.3.1 主要的解析方法
• 2.3.2 参考点谱比法（同时观测方法）
• 2.3.3 单点谱比法
• 2.3.4 两种方法的对比
• 2.4 地脉动的实际应用
• 2.4.1 地基土类型划分
• 2.4.2 地震小区划
• 第三章 地脉动观测与解析的技术路线
• 3.0 引言
• 3.1 地脉动的数据采集
• 3.1.1 观测仪器系统
• 3.1.2 观测时间
• 3.1.3 测点布设原则
• 3.1.4 测线布置原则
• 3.2 地脉动解析方法介绍
• 第四章 昆明地脉动
• 4.1 昆明项目背景
• 4.2 地脉动观测目标及工作内容
• 4.2.1 地脉动观测目标
• 4.2.2 主要工作内容
• 4.3 地脉动的解析
• 4.4 解析结果分析
• 4.4.1 基本频率值和卓越频率值的解析
• 4.4.2 盆地内基本频率分布图
• 4.4.3 盆地内卓越频率分布图
• 4.5 解析结果检验
• 4.5.1 地脉动的理论计算
• 4.5.2 理论计算与解析结果的比较
• 4.6 昆明目标区地脉动的应用
• 4.7 本章小结
• 第五章 杭州地脉动
• 5.1 杭州项目背景
• 5.2 地脉动观测目标及工作内容
• 5.2.1 地脉动观测目标
• 5.2.2 主要工作内容
• 5.3 地脉动的解析
• 5.4 解析结果分析
• 5.4.1 基本频率值和卓越频率值的解析
• 5.4.2 盆地内基本频率分布图
• 5.4.3 盆地内卓越频率分布图
• 5.5 解析结果检验
• 5.5.1 地脉动的理论计算
• 5.5.2 理论计算与解析结果的比较
• 5.6 场地传递函数
• 5.6.1 传递函数的概念
• 5.6.2 杭州同时观测推导场地传递函数
• 5.7 杭州目标区地脉动的应用
• 5.8 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献