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ISSN 2096-7780 CN 10-1665/P

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深厚覆盖层地区土层地震反应的不确定性分析

叶迎晨

叶迎晨. 深厚覆盖层地区土层地震反应的不确定性分析[J]. 地震科学进展. doi: 10.19987/j.dzkxjz.2023-011
引用本文: 叶迎晨. 深厚覆盖层地区土层地震反应的不确定性分析[J]. 地震科学进展. doi: 10.19987/j.dzkxjz.2023-011
Ye Yingchen. Uncertainty analysis of seismic response of soil layer in deep overburden area[J]. Progress in Earthquake Sciences. doi: 10.19987/j.dzkxjz.2023-011
Citation: Ye Yingchen. Uncertainty analysis of seismic response of soil layer in deep overburden area[J]. Progress in Earthquake Sciences. doi: 10.19987/j.dzkxjz.2023-011

深厚覆盖层地区土层地震反应的不确定性分析

doi: 10.19987/j.dzkxjz.2023-011
详细信息
    通讯作者:

    叶迎晨(1990-),男,工程师,主要从事地震安全性评价工作。E-mail:yeyingchen@139.com

  • 中图分类号: P315.9

Uncertainty analysis of seismic response of soil layer in deep overburden area

  • 摘要: 以上海地区作为深厚覆盖层地区代表,在丰富的地质资料基础上,全面、系统地分析了100 m以深地层的土层分布、剪切波速、土动力特性参数、密度和地震输入界面这5个不确定因素可能的分布范围,并采用逻辑树分析方法,利用等效线性化土层地震反应分析,计算得到了这5种不确定因素在23种工况下3个超越概率、4个典型地质孔的地表峰值加速度和反应谱结果。经分析表明,100 m以深地层的土动力特性参数、剪切波速、土层分布、密度属于低敏感性因素,其不确定性对地表地震动参数影响较小,峰值加速度差异基本在5%以内;地震输入界面属于高敏感性参数,对地表地震动参数(尤其是低频段)影响较大,最大差异可达30%—40%。地震安全性评价工作中应合理设定地震输入界面,以避免可能对工程抗震设防参数带来的不利影响。

     

  • 图  1  深部地层地震反应分析不确定性分析的逻辑树

    Figure  1.  Logic tree for uncertainty analysis of seismic response analysis of deep strata

    图  2  200 m深度处黏性土(a)和砂土(b)的动力特性参数变化工况

    Figure  2.  Dynamic characteristic parameter change conditions of cohesive soil (a) and sandy soil (b) at 200 m depth

    图  3  深部剪切波速变化工况

    Figure  3.  Working condition of deep shear wave velocity change

    图  4  4种典型地层基准工况下地质剖面图

    Figure  4.  Geological profile under four typical stratigraphic reference conditions

    图  5  不同工况条件下的地表峰值加速度计算结果分布图

    Figure  5.  Distribution of calculated results of surface peak acceleration under different working conditions

    图  6  不同工况条件下的地表周期1.0 s处反应谱值计算结果分布图

    Figure  6.  Distribution of response spectrum values calculated at 1.0 s of surface period under different working conditions

    图  7  不同周期处反应谱(Sa)在5个地层参数变化情况下的偏差分布图

    偏差为与基准工况计算结果差异百分比值的绝对值;GL1代表50年超越概率63%,GL2代表50年超越概率10%,GL3代表50年超越概率2%

    Figure  7.  Deviation distribution of response spectrum values at different periods under the change of five formation parameters

    图  8  典型地层2超越概率50年10%反应谱值时不同工况与基准工况的偏差最大值分布图

    与基准工况的偏差:土层分布(a),土动力特性参数(b),剪切波速(c),密度(d)和地震输入界面(e);不同地震输入界面工况反应谱分布(f)对比

    Figure  8.  Distribution diagram of the maximum deviation between the response spectrum value of the 50-year exceedance probability of 10% of the typical stratum 2 and the reference condition under different working conditions

    表  1  上海地区土层土动力特性参数特征

    Table  1.   Characteristics of dynamic characteristics parameters of soil layer in Shanghai

    土类土层层号、名称及深度范围土动力参数特征


    1层粉质黏土(2—4 m) 模量最小、阻尼最大
    1层粉质黏土(20—30 m)
    3层粉质黏土(30—50 m)
    4层粉质黏土(35—50 m) 模量最大、阻尼最小
    ⑥层粉质黏土(17—35 m)
    1层黏土(40—70 m)

    3层粉性土(5—15 m) 模量最小、阻尼最大
    2层粉性土(20—40 m)
    1层砂质粉土(25—40 m)
    2层粉砂(35—70 m)
    1粉细砂(60—90 m)
    2中粗砂(80—100 m) 模量最大、阻尼最小
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-13
  • 录用日期:  2023-05-05
  • 网络出版日期:  2023-04-28

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