基于HVSR谱比法研究场地反应非线性特征

基于 HVSR 谱比法讨论场地反应非线性特征打开文本图片集摘要：针对汶川地震近断层的众多量大面广的Ⅱ类场地，选用理县木卡台作为讨论对象，采纳主震、余震和地脉动记录，基于傅里叶谱 HVSR谱比和速度反应谱 HVSR 谱比结果，讨论场地反应的非线性特征。结果表明：主震、余震、地脉动的速度反应谱 HVSR 谱比曲线平滑，峰值突出，清楚地给出了场地的卓越频率;场地地震反应随着 PGA 的变化出现明显的非线性反应，随着 PGA 的增大，小于 100 gal 余震、100～200 gal 余震、200～300 gal 余震以及主震的记录中场地卓越频率有向低频偏移的趋势。0 引言场地条件影响地震动特性，从而直接影响地震灾害的严重程度（胡聿贤等，1980，2024;李焯芬，1996;周锡元等，1990;罗桂纯，2024）。不同场地条件对地震动的影响以及地震动对建筑结构的影响不同（李小军等，2001;陈棋福等，2024;罗桂纯等，2024），从根本上来说，这种差异是由场地反应引起的。场地反应的影响，不但在纵向和横向上表现出不均匀性，在力学性质上也表现出不连续性和非线性等特征。2024 年汶川 8.0级地震，断层距 220 km 的自贡地震影响台阵，台阵中相距仅为 50 m 的0514Z0 台（土层台）与 0514Z1 台（基岩台）加速度时程的幅值、傅里叶谱和加速度反应谱均存在明显的差异（卢滔等，2024;王海云，谢礼立，2024;杨宇等，2024;唐晖等，2024;王玉石等，2024，2024）。Hardin 和 Drnevich（1972）讨论表明，地震动增大时，场地放大程度降低，共振频率向低频移动，表现为非线性。Seed 和 Idross（1982）认为当 PGA 地震动峰值加速度超过 0.1 g 时，相对于岩石场地而言，沉积层场地的 PGA 反而是小的。Chin 和 Aki（1991）和 Aki（1993）通过对1989 年美国 Loma Prieta 地震的讨论发现，近场沉积层场地合成的 PGA都大于观测值，他们认为场地非线性反应的结果。随着 HVSR 谱比法的提出和推广，该方法被广泛应用于场地特性讨论。在之后 1994 年美国加州北岭地震（Northridge Earthquake）（Beresnev et al，1998a，b;Dimitriu，2024;Field et al，1997，1998a，b;Hartzell，1998;Su et al，1998;Trifunac，Todorovska，1996，1998），1995 年的日本阪神地震（Aguirre，Irikura，1997;Pavlenko，Irikura，2024），1999 年中國台湾集集地震（Bernardie et al，2024;Pavlenko，Loh，2024;Pavlenko，Wen，2024），更是验证了沉积层在强地面...