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地脉动是一种具有丰富内涵的地球物理信息,它本身具有的一些优良特性,可以通过对场地的地脉动信号的频谱分析获得频率特性,由此来探讨研究区岩土的动力特性。场地土对地脉动存在频率依赖和频率选择作用。地脉动卓越周期的变化与场地土层构造密切相关,与场地工程地质条件的变化相对应。不同地基土层构造对应不同类型的频率分布。而这些频率又是与由地层内的波的重复反射产生的地基固有周期相对应。地脉动的频谱特性能够反映出场地土的构成和特性。
场地的动力特性对建筑物震害程度有着十分重要的影响,而场地的自振频率是场地最为重要的动力特性之一。在地震活跃区进行重大工程的场地地震安全性评价时,场地动力特性的分析也是不可或缺的工作。本文主要内容包括:
1.概括了地脉动和自振周期的研究现状,介绍了地脉动的理论基础。指出地脉动的体波理论和面波理论。并且强调了卓越周期的概念,指出了卓越周期和特征周期的关系。
2.本文主要对淮北地区的7个测点用H/V谱比法进行了分析。分析结果表明,测点的岩性越坚硬,H/V谱比曲线越平坦;测点的岩性越软,H/V谱比曲线在中频段越弯曲,放大作用越大;基岩处的H/V谱比值趋近于1,但是不等于1:H/V谱比曲线不仅能反映场地的放大作用,还能反映场地的地形效应;场地的放大效应与测点的沉积层的厚度成正比;场地的放大效应随着覆盖层厚度的增加而增大。
3.对淮北淮海商城工程场地运用加权平均波速和子层周期求和法两种算法,得出的波速卓越周期很接近地脉动测试卓越周期,说明了两种方法在实际工程中的可行性。
4.本文选取不同覆盖层厚度的淮北淮海商城,北京宝隆公寓小区,慧泉地产公园和百子湾工程四个场地利用单层自由场地,双层自由场地和多层自由场地三种模型来求解场地的自振周期,并且科学地印证了日本金井清的说法。日本金井青认为“地脉动反映了地表15～20米表层土的自振特性,地脉动记录中的卓越周期即为表层土的自振周期”,经过计算,当计算深度为15m时,所测得的波速卓越周期更接近地脉动测试的卓越周期。因此,在实际工程当中,选取15m的计算深度,所测得的卓越周期更接近工程实际。