卓越周期,規(guī)范

1、1 卓越周期 , 規(guī)范篇一：卓越周期與特征周期結(jié)構(gòu)自振周期是結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)的周期；結(jié)構(gòu)基本周期是結(jié)構(gòu)自振周期中最長(zhǎng)（數(shù)值最大）的那個(gè)；場(chǎng)地卓越周期是場(chǎng)地自振周期中最容易被（地震）激勵(lì)起的周期；場(chǎng)地特征周期（設(shè)計(jì)特征周期）是設(shè)計(jì)地震反應(yīng)譜曲線上平臺(tái)段結(jié)束（最右端）的同期值. 產(chǎn)生了疑問(wèn) :場(chǎng)地卓越周期和場(chǎng)地特征周期有關(guān)系嗎? 知道一個(gè)不相干的，地震動(dòng)的卓越周期：再振幅譜幅值最大的頻率分量所對(duì)應(yīng)的周期，在地震波通過(guò)覆蓋土層傳向地表的過(guò)程中，由于土層的過(guò)濾性與選擇放大作用，地表地震動(dòng)的卓越周期在很大程度上取決于場(chǎng)地的固有周期。各條地震波的特征周期很難確定，規(guī)范反應(yīng)譜上的特征周期是根據(jù)若干條平均后再進(jìn)行

2、削平處理而得到的拐點(diǎn)。對(duì)地震波進(jìn)行傅立葉變換，得到其傅立葉譜，觀察其地震波峰值對(duì)應(yīng)的周期，此周期便是地震波的特征周期?？梢栽赼nsys，sap 等程序中輕松實(shí)現(xiàn)。傅立葉譜幅值最大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的周期為地震動(dòng)的卓越周期，不2 是特征周期！特征周期是抗震規(guī)范中用到的概念，目的是確定規(guī)范譜的形狀。它描述了結(jié)構(gòu)所處的地震環(huán)境。實(shí)際上，規(guī)范譜不應(yīng)看作真實(shí)的地震反應(yīng)譜，這一點(diǎn)在其他帖子中已有論述。我個(gè)人的觀點(diǎn)，規(guī)范是結(jié)構(gòu)抗震理論應(yīng)用方法的體現(xiàn)，如果研究抗震理論，似乎不應(yīng)以抗震規(guī)范為準(zhǔn)繩。因?yàn)橐?guī)范是為使用者提供的標(biāo)準(zhǔn)，它必須為了工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性做出一些折中，并不是完全意義上的理論或技術(shù)方法。1、卓越周期是老早以

3、前的提法，原意指的是引起建筑場(chǎng)地振動(dòng)最顯著的某條或某類地震波的一個(gè)諧波分量的周期，該周期與場(chǎng)地覆土厚度及土的剪切波速有關(guān)。對(duì)同一個(gè)場(chǎng)地而言，不同類型的地震波會(huì)得出不同的卓越周期，因此概念上存在矛盾?，F(xiàn)在地震工程界已徹底摒棄這種提法；2、場(chǎng)地與場(chǎng)地土是兩個(gè)完全不同的概念，你所說(shuō)的應(yīng)是場(chǎng)地；3、現(xiàn)在確定地震影響系數(shù)用的是場(chǎng)地特征周期。即首先根據(jù)場(chǎng)地覆土厚度及土的剪切波速確定建筑物的場(chǎng)地類別，并據(jù)此查表得場(chǎng)地特征周期，最后有設(shè)計(jì)地震分組和場(chǎng)地特征周期確定抗震設(shè)計(jì)所用的地震影響系數(shù)。在結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)使結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的第一自振周期避開場(chǎng)地的卓越周期，以免場(chǎng)地、地基與結(jié)構(gòu)形成共振或類共振”卓越周期是通過(guò)地震波頻率

4、分析得到的所占能量最大的周3 期成分 . 特征周期另外又考慮了近震遠(yuǎn)震的影響(老抗規(guī) ),新抗震規(guī)范用設(shè)計(jì)地震分組來(lái)考慮震級(jí)和震中距的影響. 特征周期的概念早已有之,同樣卓越周期的概念依然存在;二者數(shù)值上很相近,從抗震角度當(dāng)然結(jié)構(gòu)自振周期避開特征周期和卓越周期為好,從地震影響系數(shù)曲線也可清楚看到其中的關(guān)系 . 關(guān)于卓越周期的說(shuō)法，我是以前聽一個(gè)教授說(shuō)的，他的原話是： “ 大家以后不要再提場(chǎng)地卓越周期這個(gè)說(shuō)法，這個(gè)概念本身有問(wèn)題 . 而他本人是建筑抗震規(guī)范編寫組的成員。可以肯定的是，現(xiàn)在新的的抗震規(guī)范及有關(guān)的背景材料都不再用 ” 卓越周期 “ 的概念， 而且近幾年公開發(fā)表的有關(guān)地震工程的論文都不

5、再提“ 卓越周期 ” 。我個(gè)人認(rèn)為，現(xiàn)在的“ 場(chǎng)地特征周期” 或許與原來(lái)的“ 卓越周期 ” 有某種概念上的聯(lián)系，但它們?cè)谝饬x上可能已經(jīng)完全不同了。卓越周期是老早以前的提法，原意指的是引起建筑場(chǎng)地振動(dòng)最顯著的某條或某類地震波的一個(gè)諧波分量的周期，該周期與場(chǎng)地覆土厚度及土的剪切波速有關(guān)。對(duì)同一個(gè)場(chǎng)地而言，不同類型的地震波會(huì)得出不同的卓越周期，因此概念上存現(xiàn)在確定地震影響系數(shù)用的是場(chǎng)地特征周期。即首先根據(jù)場(chǎng)地覆土厚度及土的剪切波速確定建筑物的場(chǎng)地類別，并據(jù)此查4 表得場(chǎng)地特征周期，最后由設(shè)計(jì)地震分組和場(chǎng)地特征周期確定抗震設(shè)計(jì)所用的地震影響系數(shù)。地震波在地表土層傳播時(shí)，由于不同性質(zhì)界面反射的結(jié)果，某個(gè)

6、周期的地震波強(qiáng)度被增強(qiáng)，也即土層對(duì)這些地震波起到放大作用，這種波的周期稱為該土層的卓越周期。場(chǎng)地卓越周期：地震波在某場(chǎng)地土中傳播時(shí)，由于不同性質(zhì)界面多次反射的結(jié)果，某一周期的地震波強(qiáng)度得到增強(qiáng)，而其余周期的地震波則被削弱。這一被加強(qiáng)的地震波的周期稱為該場(chǎng)地土的卓越周期。結(jié)構(gòu)自振周期：自振周期是結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性之一。單質(zhì)點(diǎn)體系在諧波的作用下，都會(huì)按一定形狀作同頻率同相位的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其相應(yīng)的周期就稱為自振周期。當(dāng)建筑物的自振周期與場(chǎng)地土卓越周期接近時(shí)，其地震反應(yīng)就大，反之則小。設(shè)計(jì)特征周期tg：抗震設(shè)計(jì)用的地震影響系數(shù)曲線中，反映地震震級(jí)、 震中距和場(chǎng)地類別等因素的下降段起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的周期值，應(yīng)根據(jù)其

7、所在地的設(shè)計(jì)地震分組和場(chǎng)地類別確定。當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期超過(guò)設(shè)計(jì)特征周期時(shí)，地震作用就會(huì)隨其自振周期的增大而減小。當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期小于0.1s時(shí)，地震作用會(huì)隨其自振周期的增大而急劇增大。實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)的自振周期大都會(huì)大于設(shè)計(jì)特征周期，但一般不大于6.0s?；菊裥停?jiǎn)钨|(zhì)點(diǎn)體系在諧波的作用下的振型稱為基本振5 型。任一地震波都可以分解為若干諧波的疊加，多質(zhì)點(diǎn)體系按振型分解法計(jì)算地震作用時(shí)，可以簡(jiǎn)化為具有基本振型的等效單質(zhì)點(diǎn)體系進(jìn)行分析。而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)而言，有時(shí)又稱為主振型，一般是指每個(gè)主軸方向以平動(dòng)為主的第一振型。高階振型：相對(duì)于低階振型而言。一般來(lái)說(shuō)，低階振型對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響要大于高階振型的影響。對(duì)

8、一般較規(guī)則的建筑物，選擇的振型個(gè)數(shù)可以取其地震作用計(jì)算時(shí)的質(zhì)點(diǎn)數(shù)（大多數(shù)情況下為樓層數(shù)），若質(zhì)點(diǎn)數(shù)較多時(shí)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以只取前幾個(gè)振型（即低階振型）進(jìn)行疊加。場(chǎng)地卓越周期 根據(jù)場(chǎng)地覆蓋層厚度h 和土層平均剪切波速 v_s，按公式 t = 4h/v_s 計(jì)算的周期，表示場(chǎng)地土最主要的振動(dòng)特性。地基基本周期 地基整體本身固有的震動(dòng)特性，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或數(shù)值模擬求得。兩個(gè)周期之間存在最優(yōu)比值t=3tg 。當(dāng)?shù)鼗c場(chǎng)地頻率滿足最優(yōu)比值時(shí),基礎(chǔ)的抗震性能最佳,它可以作為抗震概念設(shè)計(jì)中的參考準(zhǔn)則。篇二：剪切波卓越周期報(bào)告檢測(cè)報(bào)告科測(cè)（ 2003）報(bào)告（）號(hào)深圳市住宅開發(fā)租賃中心住宅樓工程土層剪切波速度和

9、卓越周期測(cè)試6 及場(chǎng)地類別評(píng)定報(bào)告委托單位：深圳市勘察研究院勘察公司檢測(cè)類別：土層剪切波速、卓越周期檢測(cè)檢測(cè)單位：報(bào)告發(fā)送日期：2002 年 6 月 21 日工程負(fù)責(zé)人：測(cè)試人員：報(bào)告編寫：審 核：技術(shù)負(fù)責(zé)人（總工）郵編：地 址： 電 話：深圳市住宅開發(fā)租賃中心住宅樓工程土層剪切波速度和卓越周期測(cè)試及場(chǎng)地類別評(píng)定報(bào)告一 前言深圳市位于全國(guó)烈度區(qū)劃圖七度區(qū)內(nèi)，是我國(guó)的重點(diǎn)抗震設(shè)防城市，按照國(guó)家抗震規(guī)范有關(guān)規(guī)定，各類工程建設(shè)都應(yīng)考慮抗震設(shè)防和地震安全性評(píng)價(jià)及場(chǎng)地類別評(píng)價(jià)工作。為此，受深圳市勘察研究院勘察公司的委托，我單位對(duì)深圳市住宅開發(fā)租賃中心住宅樓建設(shè)工程場(chǎng)地進(jìn)行了土層剪切波速和卓越周期測(cè)試及地

10、震場(chǎng)地類別評(píng)定工作?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)6號(hào)和 14 號(hào)孔進(jìn)行了測(cè)試，經(jīng)室內(nèi)資料整理和計(jì)算分析提交本測(cè)定報(bào)告。本次檢測(cè)按以下規(guī)范進(jìn)行。土 層 剪 切 波 速 檢 測(cè) 按 建 筑 抗 震 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 gb500112001 執(zhí)行。 卓越周期檢測(cè)按 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 gb500112001 執(zhí)行。7 二檢測(cè)原理及儀器（一）土層剪切波速檢測(cè)簡(jiǎn)介測(cè)試方法采用單孔法，利用已經(jīng)鉆好的鉆孔，將起振板置于井口 13 米處，并使其中點(diǎn)與井口的連線垂直于起振板，同時(shí)在其上加壓整體性較好的重物（1 噸以上），然后錘擊起振板產(chǎn)生剪切波，并通過(guò)置于井內(nèi)的三分量拾振妻將土的振動(dòng)歷程輸入儀器，經(jīng)電腦分析，獲得各測(cè)點(diǎn)剪切波到時(shí)，經(jīng)計(jì)算

11、可得到各土層的剪切波速。圖一為其測(cè)試方框圖?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集使用的儀器是中科院武漢巖土力學(xué)研究所智能儀器室生產(chǎn)的rsm 24fd 浮點(diǎn)工程動(dòng)測(cè)儀，采集的數(shù)據(jù)是由井中的三分量傳感器，通過(guò)儀器記錄三道波形，經(jīng)與電腦通訊，將儀器中的數(shù)據(jù)傳送到電腦中，處理后得到各土層的剪切波速，進(jìn)而確定建筑的場(chǎng)地類別。圖一在場(chǎng)區(qū)內(nèi)選擇二個(gè)具有代表性的巖土工程勘察6 號(hào)和 14號(hào)鉆孔，采用單孔剪層法在孔中進(jìn)行土層剪切波速測(cè)試。按規(guī)范要求， 每一土層都有一個(gè)測(cè)點(diǎn)，當(dāng)某一土層厚度較大時(shí)，每 2 米左右測(cè)一個(gè)點(diǎn)，在一個(gè)測(cè)試深度上重復(fù)測(cè)試多次，獲得各孔土層剪切波速度隨深度分布（見表1）根據(jù)這些數(shù)字繪制成土層剪切波速深度曲線（見圖2

12、） 。根據(jù)場(chǎng)地二個(gè)鉆孔土層剪切波速實(shí)測(cè)值和巖土工程勘察資8 料，將地面以下20 米內(nèi)土層厚度與各層剪切波速度計(jì)算出土層的等效剪切波速值，其結(jié)果及覆蓋厚度（見表2） 。單孔法測(cè)試系統(tǒng)方框圖覆蓋層厚度及地面下20 米內(nèi)各土層厚度與各土層剪切波速度計(jì)算的等效剪切波速值（二）地脈動(dòng)卓越周期檢測(cè)簡(jiǎn)介建筑場(chǎng)地土層的頻譜特性的卓越周期是建筑場(chǎng)地地面運(yùn)動(dòng)的重要特征。它是一種常時(shí)微動(dòng)的隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)，它與覆蓋土層的厚度、物理力學(xué)性質(zhì)以及場(chǎng)地的振動(dòng)背景、能量、持續(xù)時(shí)間、 衰減特點(diǎn)、波動(dòng)介質(zhì)等因素有密切關(guān)系。凡是進(jìn)行場(chǎng)地地震小區(qū)劃、場(chǎng)地土分類、震害預(yù)測(cè)、建筑場(chǎng)地選址與評(píng)價(jià)、高層建筑、精密 設(shè) 施 的 場(chǎng) 地 ， 微

13、振 動(dòng) 測(cè) 量 是 不 可 缺 少 的 項(xiàng) 目 。 按 照（cecs74:95 ）場(chǎng)地微振動(dòng)測(cè)量技術(shù)規(guī)程，本場(chǎng)地選取6 號(hào)孔和 14 號(hào)孔附近各布置了一個(gè)脈動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行三個(gè)方向振動(dòng)信號(hào)的觀測(cè)、確保周圍環(huán)境無(wú)任何振動(dòng)源干擾各記錄10 次以重現(xiàn)多為準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)資料整理計(jì)算分析并給出頻率域參數(shù)。測(cè)試儀器是中科院武漢巖土力學(xué)研究所智能儀器室生產(chǎn)的rsm 24fd 浮點(diǎn)工程動(dòng)測(cè)儀，三分量拾振器是中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所研制的“dls ” 系列多功能力平衡拾振器。圖 3是 6號(hào)和 14號(hào)孔的典型地面脈動(dòng)部分?jǐn)?shù)據(jù)頻譜分析圖。9 通過(guò)綜合分析，可得到本場(chǎng)地的地面脈動(dòng)卓越周期為0.271秒（卓越頻率3.6

14、9hz） 。測(cè)試數(shù)據(jù)（見表3） 。地脈動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)篇三：卓越周期1. 卓越周期的定義predominant period 隨機(jī)震動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)概率最多的周期。常用以描述地震震動(dòng)或場(chǎng)地特征。卓越周期是老早以前的提法，原意指的是引起建筑場(chǎng)地振動(dòng)最顯著的某條或某類地震波的一個(gè)諧波分量的周期，該周期與場(chǎng)地覆土厚度及土的剪切波速有關(guān)。對(duì)同一個(gè)場(chǎng)地而言，不同類型的地震波會(huì)得出不同的卓越周期，因此概念上存在矛盾?，F(xiàn)在地震工程界已徹底摒棄這種提法；現(xiàn)在確定地震影響系數(shù)用的是場(chǎng)地特征周期。即首先根據(jù)場(chǎng)地覆土厚度及土的剪切波速確定建筑物的場(chǎng)地類別，并據(jù)此查表得場(chǎng)地特征周期，最后由設(shè)計(jì)地震分組和場(chǎng)地特征周期確定抗震設(shè)計(jì)

15、所用的地震影響系數(shù)。地震發(fā)生時(shí)，由震源發(fā)出的地震波傳至地表巖土體，迫使其振動(dòng)， 由于表層巖土體對(duì)不同周期的地震波有選擇放大作用，某種巖土體總是以某種周期的波選擇放大得尤為明顯而突出，使地震記錄圖上的這種波記錄得多而好。這種周期即為該巖土體的特征周期，也叫做卓越周期。由多層土組成的10 厚度很大的沉積層，當(dāng)深部傳來(lái)的剪切波通過(guò)它向地面?zhèn)鞑r(shí)就會(huì)發(fā)生多次反射，由于波的疊加而增強(qiáng)，使長(zhǎng)周期的波尤為卓越。卓越周期的實(shí)質(zhì)是波的共振，即當(dāng)?shù)卣鸩ǖ恼駝?dòng)周期與地表巖土體的自振周期相同時(shí)，由于共振作用而使地表振動(dòng)加強(qiáng)。巨厚沖積層上低加速度的遠(yuǎn)震，可以使自振周期較長(zhǎng)的高層建筑物遭受破壞的主要原因就是共振。2. 幾

16、種周期及相關(guān)概念自振周期 t：結(jié)構(gòu)按某一振型完成一次自由振動(dòng)所需的時(shí)間，是結(jié)構(gòu)本身的動(dòng)力特性，與結(jié)構(gòu)的高度h、寬度 b 有關(guān)?；局芷趖1: 是指結(jié)構(gòu)按基本振型完成一次自由振動(dòng)所需的時(shí)間?；菊裥停?單質(zhì)點(diǎn)體系在諧波的作用下的振型稱為基本振型：任一地震波都可以分解為若干諧波的疊加，多質(zhì)點(diǎn)體系按振型分解法計(jì)算地震作用時(shí)，可以簡(jiǎn)化為具有基本振型的等效單質(zhì)點(diǎn)體系進(jìn)行分析。而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)而言，有時(shí)又稱為主振型，一般是指每個(gè)主軸方向以平動(dòng)為主的第一振型。高階振型：相對(duì)于低階振型而言。一般來(lái)說(shuō)，低階振型對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響要大于高階振型的影響。對(duì)一般較規(guī)則的建筑物，選擇的振型個(gè)數(shù)可以取其地震作用計(jì)算時(shí)的質(zhì)點(diǎn)數(shù)（

17、大多數(shù)情況下為樓層數(shù)），若質(zhì)點(diǎn)數(shù)較多時(shí)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以只取前幾個(gè)振型（即低階振型）進(jìn)行疊加。特征周期tg：即建筑場(chǎng)地自身的周期，是建筑物場(chǎng)地的11 地震動(dòng)參數(shù)，在地震影響系數(shù)曲線中，水平段與下降段交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，反映了地震震級(jí)，震源機(jī)制（包括震源深度）、震中距等地震本身方面的影響，同時(shí)也反映了場(chǎng)地的特性；如軟弱土層的厚度，類型等場(chǎng)地類別等。在抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中，設(shè)計(jì)特征周期tg 與場(chǎng)地類別有關(guān)：場(chǎng)地類別越高（場(chǎng)地越軟） ，tg 越大；地震震級(jí)越大、震中距離越遠(yuǎn)， tg 越大。 tg 越大，地震影響系數(shù)的平臺(tái)越寬，對(duì)于高層建筑或大跨度結(jié)構(gòu)，基本周期較大，計(jì)算的地震作用越大。圖地震影響系數(shù)曲線場(chǎng)地卓越

18、周期ts：地震波在某場(chǎng)地土中傳播時(shí)，由于不同性質(zhì)界面多次反射的結(jié)果，某一周期的地震波強(qiáng)度得到增強(qiáng)，而其余周期的地震波則被削弱。這一被加強(qiáng)的地震波的周期稱為該場(chǎng)地土的卓越周期。場(chǎng)地卓越周期只反映場(chǎng)地的固有特征，不等同于設(shè)計(jì)特征周期。其由場(chǎng)地的覆蓋土層厚度和土層剪切波速計(jì)算求的。場(chǎng)地脈動(dòng)周期tm ：應(yīng)用微震對(duì)場(chǎng)地的脈動(dòng)、又稱為 “ 常時(shí)微動(dòng) ” 進(jìn)行觀測(cè)所得到的振動(dòng)周期。測(cè)試應(yīng)在環(huán)境十分安靜的情況下進(jìn)行，場(chǎng)地的震動(dòng)類似人體的脈搏，所以稱為“ 脈動(dòng)” 。場(chǎng)地脈動(dòng)周期反映了微震動(dòng)情況下場(chǎng)地的動(dòng)力特征，與強(qiáng)地震作用下場(chǎng)地的動(dòng)力特性既有關(guān)聯(lián)，又不完全相同。3.幾種周期的計(jì)算方法12 3.1 特征周期的計(jì)算

19、特征周期值tg 是根據(jù)設(shè)計(jì)地震分組及場(chǎng)地類別據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中表5.1.4-2 查取值。3.2 場(chǎng)地卓越周期的計(jì)算根據(jù)日本學(xué)者對(duì)土層剪切波速vs 與地脈動(dòng)測(cè)試對(duì)比研究，提出對(duì)于單一土層的地基，場(chǎng)地卓越周期可由表土層剪切波速計(jì)算得出：其計(jì)算公式如下：t= 4hi/vsi，式中：hi 第 i 層土的厚度 (m)；vsi 第 i 層土的剪切波速(ms)；n 土層數(shù)對(duì)于多層土的卓越周期根據(jù)國(guó)外有關(guān)規(guī)范按下式計(jì)算：ts= 32 (hi （hi-1+hi ）)/vsi 式中：hi 天然地面至第i 層土地面的深度，計(jì)算地基卓越周期時(shí)，從基礎(chǔ)底面算起。vsi 第 i 層實(shí)測(cè)剪切波速hi-1 建筑物基地至i-

20、1 層底面的距離hi 第 i 層的厚度顯然，表土層愈厚，其剪切波速度愈低(即土層愈松軟 )，則卓越周期愈長(zhǎng)。13 3.3 場(chǎng)地脈動(dòng)周期tm 的計(jì)算是地脈動(dòng)測(cè)試所獲得的波群波形，通過(guò)傅里葉譜分析，在頻譜圖中幅值最大的那一根譜線所對(duì)應(yīng)的頻率即為所測(cè)場(chǎng)地微振動(dòng)信號(hào)的卓越頻率，并由此計(jì)算出卓越周期即脈動(dòng)卓越周期。地脈動(dòng)是由隨機(jī)振源(包括自然因素，如地震、風(fēng)振、火山活動(dòng)、海洋波浪等；人為因素，如交通、動(dòng)力機(jī)器、工程施工等 )激發(fā)并經(jīng)場(chǎng)地不同性質(zhì)的巖土層界面多次反射和折射后傳播到場(chǎng)地地面的振動(dòng)川，是地面的一種穩(wěn)定的非重復(fù)性隨機(jī)波動(dòng)。同時(shí)，地脈動(dòng)不同的頻幅變化和作用歷程，會(huì)引起巖土體的不同響應(yīng)。地脈動(dòng)測(cè)試場(chǎng)

21、地卓越周期計(jì)算公式如下：t=1/f 式中：tm 場(chǎng)地卓越周期（s）? 卓越頻率（ hz ） 。國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究表明：地脈動(dòng)是一種以剪切波為主的體波，剪切波在覆蓋層中的傳播時(shí)間與地脈動(dòng)卓越周期密切相關(guān)，能夠較的反應(yīng)地脈動(dòng)卓越周期大小，覆蓋層厚度，剪切波在覆蓋層中的等效剪切波速，剪切波在軟土層中的等效剪切波速和軟土層的厚度是影響地脈動(dòng)卓越周期的重要因素，其中最主要的影響因素是剪切波在覆蓋層中的等效剪切波14 速。在場(chǎng)地條件條件較好，波速測(cè)試較為理想的情況下脈動(dòng)卓越周期與通過(guò)剪切波速數(shù)據(jù)計(jì)算的場(chǎng)地卓越周期基本一致，但在場(chǎng)地條件較差，覆蓋層土質(zhì)不均的及其它因素的影響，脈動(dòng)卓越周期與通過(guò)剪切波速計(jì)算的場(chǎng)地

22、卓越周期存在較大差異。一般認(rèn)為對(duì)于重要工程，最好通過(guò)地脈動(dòng)測(cè)試來(lái)確定場(chǎng)地脈動(dòng)卓越周期。4.場(chǎng)地卓越周期、特征周期對(duì)構(gòu)（建）筑物的影響自振周期避開特征周期可以減小地震作用。當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期超過(guò)設(shè)計(jì)特征周期時(shí)，地震作用就會(huì)隨其自振周期的增大而減小。 當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期小于0.1s時(shí)，地震作用會(huì)隨其自振周期的增大而急劇增大。實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)的自振周期大都會(huì)大于設(shè)計(jì)特征周期，但一般不大于6.0s。自振周期與場(chǎng)地的卓越周期相等或接近時(shí)地震時(shí)可能發(fā)生共振，震害比較嚴(yán)重，反之震害就小，國(guó)內(nèi)外根據(jù)震害研究表明，在大地震時(shí)，由于土壤發(fā)生大變形或液化，土的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系為非線性，導(dǎo)致土層剪切波速vs 發(fā)生變化。因此，

23、在同一地點(diǎn)，地震時(shí)場(chǎng)地的卓越周期將因震級(jí)大小、震源機(jī)制、震中距離的變化而變化。如果僅從數(shù)值上比較，場(chǎng)地脈動(dòng)周期tm 最短，卓越周期ts 其次，特征周期tg 最長(zhǎng)參考資料：巖土工程勘察規(guī)范（gb50021-2001 ）15 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50011-2001) 地基動(dòng)力特性測(cè)試規(guī)范（gb/t50269-97 ）工程地質(zhì)手冊(cè)（第四版）工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)（唐輝明）地脈動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理和傳播特性的研究（許建聰、簡(jiǎn)文彬、尚岳全）地脈動(dòng)在泉州市區(qū)地基土層場(chǎng)地評(píng)價(jià)中的應(yīng)用(許建聰，簡(jiǎn)文彬 ) 17 場(chǎng)地與地基. 2.1 場(chǎng)地劃分與場(chǎng)地區(qū)劃2.1.1 場(chǎng)地及其地震效應(yīng)場(chǎng)地是指建筑物所在地,其范圍大體相對(duì)于廠區(qū),

24、居民點(diǎn)和自然村的范圍.歷史震害資料表明 ,建筑物震害除與地震類型,結(jié)構(gòu)類型等有關(guān)外 ,還與其下臥層的構(gòu)成,覆蓋層厚度密切相關(guān) .圖 2-1是 1967 年委內(nèi)瑞拉加拉加斯地震的震害調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果.從圖中可以看出 : 在土層厚度為50m 左右的場(chǎng)地上 ,3-5 層的建筑物破壞相對(duì)較多;而在厚度為150-300m 的沖積層上 ,10-24層的建筑物震害最為嚴(yán)重.對(duì)我國(guó)1975 年海城地震 ,1976 年唐山地震等大地震的宏觀震害調(diào)查資料的分析也表明了類似的規(guī)律 :房屋倒塌率隨土層厚度的增加而加大; 比較而言 ,軟弱場(chǎng)地上的建筑物震害一般重于堅(jiān)硬場(chǎng)地. 14 層結(jié)構(gòu)破壞百分率 (%) max 3 5層

25、 10 14 層 5 9 層 max 土層厚度(m) 16 零應(yīng)力區(qū)圖 2-1 房屋破壞率與土層厚度關(guān)系圖 2-2 基地壓力驗(yàn)算從原理上分析,在巖層中傳播的地震波,本來(lái)就具有多種頻率成分,其中 ,在振幅譜中幅值最大的頻率分量所對(duì)應(yīng)的周期 , 稱為地震動(dòng)的卓越周期. 在地震波通過(guò)覆蓋土層傳向地表的過(guò)程中 , 與土層固有周期相一致的一些頻率波群將被放大, 而另一些頻率波群將被衰減甚至被完全過(guò)濾掉 .這樣 ,地震波通過(guò)土層后 ,由于土層的過(guò)濾特性與選擇放大作用,地表地震動(dòng)的卓越周期在很大程度上取決于場(chǎng)地的固有周期. 當(dāng)建筑物的固有周期與地震動(dòng)的卓越周期相接近時(shí),建筑物的振動(dòng)會(huì)加大 ,相應(yīng)地 ,震害也

26、會(huì)加重. 進(jìn)一步深入的理論分析證明, 多層土的地震效應(yīng)主要取決于三個(gè)基本因素: 覆蓋土層厚 度,土層剪切波速,巖土阻抗比 .在這三個(gè)因素中,巖土阻抗比主要影響共振放大效應(yīng),而 其它兩者則主要影響地震動(dòng)的頻譜特性 . 2.1.2 覆蓋層厚度覆蓋層厚度的原意是指從地表面至地下基巖面的距離. 從地震波傳播的觀點(diǎn)看, 基巖界面是地震波傳波途徑中的一個(gè)強(qiáng)烈的折射與反射面, 此界面以下的巖層振動(dòng)剛度要比上部土層的相應(yīng)值大很多.根據(jù)這一背景 ,工程上常這樣判定:當(dāng)下部土層的剪切波速達(dá)到上部土 層剪切波速的2.5 倍,且下部土層中沒(méi)有剪切波速小于400m/s 的巖土層時(shí) ,該下部土層就可以近似看作基巖. 由于

27、工程地質(zhì)勘察手段17 往往難以取得深部土層的剪切波速數(shù)據(jù), 為了實(shí)用上的方便,我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)一步采用土層的絕對(duì)剛度定義覆蓋層厚度 ,即:地下基巖或剪切波速大于500m/s 的堅(jiān)硬土層至地表面的距離,稱為覆蓋層厚度. 2.1.3 場(chǎng)地的類別前已述及 ,不同場(chǎng)地上的地震動(dòng),其頻譜特征有明顯的差別.為了反映這一特點(diǎn) ,我國(guó) 建筑設(shè)計(jì)規(guī)范將建筑場(chǎng)地劃分為4 個(gè)不同的類別 ,見表 2-1. 從表 2-1 可見 ,場(chǎng)地類別是根據(jù)土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度兩個(gè)指標(biāo)綜合確定的.場(chǎng)地覆蓋層厚度已于上文作了解釋.土層等效剪切波速vse 則應(yīng)按下式計(jì)算 . vse = d o / (d i / vsi

28、 ) i =1 n (2-1) 式中d 0 計(jì)算深度 ,取覆蓋層厚度和20m 兩者的較小值 ; n 計(jì)算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù); vsi 第 i 層土的剪切波速; d i 第 i 層土的厚度 . 對(duì)于 10 層和高度30m 以下的丙類建筑及丁類建筑 ,當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)剪切波速時(shí),也可以根據(jù)巖土性狀按表2-2 劃分土的類型 ,并利用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)在該表所示的波速范圍內(nèi)估計(jì)各土層的剪切波速 . 表 2-1 等效剪切波速(m/s) 各類建筑場(chǎng)地的覆蓋層厚度(m) 各類建筑場(chǎng)地的覆蓋層厚度場(chǎng)地類別i 類 0 <5 <3 <3 5 350 315 50 1580 80 ii 類 iii 類 iv 類 vse 500 500 vse 250 250 vse 140 vse 140 表 2-2 土的類型堅(jiān)硬土或巖石穩(wěn)定巖石 ,密實(shí)的碎石土土的類型劃分巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍(m/s) vs 500 500 vs 250 中密 ,稍密的碎石土 ,密實(shí) ,中密的18 礫,粗,中砂 , 中硬土f ak 200 的粘性土和粉土, 堅(jiān)硬黃土稍密的礫 , 粗,中砂 ,除松散外的細(xì)粉砂, f ak 中軟土200 的粘性土和粉土, f