常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件

常時微動在工程地震中的應(yīng)用幻燈片PPT本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！常時微動在工程地震中的應(yīng)用幻燈片PPT本課件PPT僅1§5.3建筑物場地土的周期特性§5.3-1建筑物場地土類型與建筑場地類別一、關(guān)于建筑場地的概念：建筑場地是指工程建立所直接占有并直接使用的有效面積的土地，大體相當于廠區(qū)、居民小區(qū)和自然村的地區(qū)范圍的建筑所在地。從工程地震勘察的角度來說，場地〔site)的概念不僅代表著所劃定的建筑占用地面積，還應(yīng)該涉及建筑物所處的工程地質(zhì)環(huán)境與巖土體的穩(wěn)定性的問題。在地震區(qū)，凡工程地質(zhì)條件簡單，只具有同一地質(zhì)單元的場地，通常都具有一樣或相近的反響譜特性。但對于面積較大，工程地質(zhì)條件較復(fù)雜的場地，那么不同工程地質(zhì)單元的地段，其場地相關(guān)反響譜的特性明顯不同。

§5.3建筑物場地土的周期特性§5.3-1建筑物場地土類2二、場地土的類型于建筑場地類別：一〕場地土類型的劃分：場地土類型是確定建筑場地類別的主要依據(jù)。為了考慮不同場地土質(zhì)條件對地震反響影響，需要對場地土進展分類。對地震反響影響，需要對場地土進展分類。

場地土的類型系指場地內(nèi)表層土剛度〔軟硬程度〕的表征，它是根據(jù)巖土名稱、形狀和剪切波速來劃分的。我國現(xiàn)有關(guān)建筑物抗震設(shè)計標準規(guī)定，一般取地下20米、且不得深于場地覆蓋層厚度，根據(jù)土層的形狀及平均剪切波速，將場地劃分為：堅硬土、中硬土、中軟土、軟弱土四種類型，見表7-1。

二、場地土的類型于建筑場地類別：3

土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍（m/s)堅硬土或巖石穩(wěn)定巖石、實密碎石土υS>500

中硬土中密稍密的碎石土、中密的礫、粗、中砂，?μ﹥200KPa的粘性土和粉土、堅硬黃土。500≥υS>250中軟土稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細砂，?μ≤200KPa粘性土和粉土，?μ﹥130KPa的填土、可塑黃土。250≥υS>140軟弱土淤泥和淤泥質(zhì)的土，松散的砂，新近沉積的粘性土和粉土，?μ≤

130KPa的填土，流塑黃土。υS﹤140表7-1場地土類型的劃分土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍堅4〈建筑物抗震設(shè)計標準〉規(guī)定，對于層數(shù)不超過十層且高度不超過三十米的一般建筑物，當場地?zé)o實測剪切波速時，可根據(jù)巖土名稱和性狀，按表7-1來劃分土地類型，在利用當?shù)亟?jīng)歷在表7-1的的剪切波速范圍內(nèi)估計個土層的剪切波速。這里特別提起注意的是，由于各地區(qū)土層沉積環(huán)境的不同，由個種土類構(gòu)成的層狀場地土的性狀差異很大，即使同一類型的土層，其飽和度、密度、有效應(yīng)力等物理力學(xué)性質(zhì)也有明顯的變化。顯然，對重大的建筑場地進展場地土分類時，應(yīng)該以實測剪切波速為依據(jù)。?鐵路工程抗震設(shè)計標準?〔GBJ11-87)將場地土劃分為三類：Ⅰ類場地土：巖石和土層為密實的塊石土、漂石土或巖土，土層平均剪切波速大于500米/秒?！唇ㄖ锟拐鹪O(shè)計標準〉規(guī)定，對于層數(shù)不超過十層且高度不超過三5Ⅱ類場地土：Ⅰ類場地土和Ⅲ類場地土以外的穩(wěn)定土或土層的平均剪切波速大于140米/秒并小于500米/秒。Ⅲ類場地土：土層為松散飽和的中沙、細砂、粉砂；新近沉積的軟性土或軟塑至流塑的粘性土；淤泥和淤泥質(zhì)土；新填土，或土層的平均剪切波速小于或等于140米/秒。常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件6二〕建筑場地類別的劃分：建筑場地類別是場地條件的表征，劃分場地類別主要作為在抗震設(shè)計中選擇設(shè)計反響譜的依據(jù)。我國現(xiàn)行有關(guān)工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的抗震設(shè)計標準注意根據(jù)土層等效剪切波速和場地覆蓋層的厚度將建筑物場地劃分為四類：二〕建筑場地類別的劃分：7等效剪切波速（m/s)

場地類別ⅠⅡⅢⅣ

Vse＞5000500≥

Vse＞250

＜5≥5250≥Vse＞140

＜33~50＞50

Vse＜140

＜33~15＞15~80＞80表7~2各類建筑場地的復(fù)蓋層厚度等效剪切波速場地8卓越周期周期確定場地類別卓越周期周期T（S）

場地類別0.1＜T≤0.400.4＜T≤0.80T＞0.80ⅡⅢⅣ卓越周期周期確定場地類別卓越周期周期T場地類別9作業(yè)與思考題1、什么叫建筑物的場地？2、場地土類型和場地類別是怎樣按平均剪切波速進展劃分類別的？作業(yè)與思考題10?建筑抗震設(shè)計標準?〔GB500011－2001〕4.1

場地?建筑抗震設(shè)計標準?〔GB500011－2001〕11建筑場地的類別劃分，應(yīng)以土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度為準。土層剪切波速的測量，應(yīng)符合以下要求：

1

在場地初步勘察階段，對大面積的同一地質(zhì)單元，測量土層剪切波速的鉆孔數(shù)量，應(yīng)為控制性鉆孔數(shù)量的1/3～1/5，山間河谷地區(qū)可適量減少，但不宜少于3個。2在場地詳細勘察階段，對單幢建筑，測量土層剪切波速的鉆孔數(shù)量不宜少于2個，數(shù)據(jù)變化較大時，可適量增加；對小區(qū)中處于同一地質(zhì)單元的密集高層建筑群，測量土層剪切波速的鉆孔數(shù)量可適量減少，但每幢高層建筑下不得少于一個。建筑場地的類別劃分，應(yīng)以土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度12土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍〔m/s〕堅硬土或巖石穩(wěn)定巖石，密實的碎石土υs＞500中硬土中密、稍密的碎石土，密實、中密的礫、粗、中砂，fak＞200的粘性土和粉土，堅硬黃土500≥υs＞250中軟土稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細、粉砂，fak≤200的粘性土和粉土，fak＞130的填土，可塑黃土250≥υs＞140

軟弱土淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的粘性土和粉土，fak≤130的填土，流塑黃土υs≤140注：g為重力加速度。常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件13

式中υse———土層等效剪切波速〔m/s〕；

d0———計算深度〔m〕，取覆蓋層厚度和20m二者的較小值；

t———剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間；常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件14等效剪切波〔m/s〕場地類別ⅠⅡⅣⅣυse＞5000500≥υse＞250＜5≥5250≥υse＞140＜33～50＞50υse≤140＜33～15＞15～80＞80?建筑抗震設(shè)計標準?〔GB500011－2001〕常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件15地段類別

地質(zhì)、地形、地貌有利地段

穩(wěn)定基巖，堅硬士，開闊、乎坦、密實、均勻的中硬土等不利地段

軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（如故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘漢溝谷和半填半挖地基）等

危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)展斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯的部位地段類別地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅硬士，開闊16土的類型

巖土名稱和性狀

土層剪切波速范圍（m/s）堅硬土或巖石

穩(wěn)定巖石，密實的碎石土υs＞500中硬土

中密、稍密的碎石土，密實、中密的礫、粗、中砂，fak＞200的粘性土和粉土，堅硬黃土

500≥υs＞250中軟土

稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細、粉砂，fak≤200的粘性土和粉土，fak＞130的填土，可塑黃土

250≥υs＞140

土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍（m/s）堅硬土或17§5.4-1場地地震卓越周期一、場地地震卓越周期定義：〔Tr〕場地地震卓越〔Tr〕是利用場地內(nèi)已有強震記錄資料，通過頻譜分析確定的場地地震卓越周期。它是發(fā)生地震時，某一特定場地的地震反映加速度時程強度最大局部的周期成分，即根據(jù)某一特定場地的地震地面運動記錄，計算出地震反響譜的主峰位量所對應(yīng)之周期。場地地震卓越周期反映了：1〕場地土的固有動力特性。2〕地震震源機制。3〕遠近場的影響。4〕傳播介質(zhì)等特性。地震動災(zāi)害和地震動觀測資料說明，不同場地的地基對地震波的頻率響應(yīng)是不一樣的，也可以說地基有選頻特性，這取決于它們本身的固有周期。當震源機制、震級大小、震中距遠近一樣時，同一場地的地震卓越周期與場地的根本周期均為相當確實定值。由于地震波的周期與震級、震中距和場地等土質(zhì)條件等關(guān)系§5.4-1場地地震卓越周期18比較復(fù)雜，至今沒有統(tǒng)一公式。通常認為：震級變大，震源所輻射的地震波周期變長，頻帶變寬，地震動頻率向低頻方向移動。因此，地震的卓越周期會隨地震的增大而增長；相反，地震變小，地震卓越周期變短。含有多種頻率的地震波在傳播過程中，短周期衰減較快，長周期衰減較慢，所以后者比前者傳播得遠，地震波的周期隨震中距的增大而增長；地震動周期，隨著場地地基剛度的減弱而增長。地基愈松軟，場地地震動的放大倍數(shù)越大，周期越長，因此相反，那么周期變短。通常，具有基巖和堅硬土地基，地震卓越周期都較短，一般為0.1~0.3秒左右，厚層新添土回填土之類的地基的地震卓越周期都超過1秒，而深層的軟弱土地基，如淤泥、淤泥質(zhì)土地基，那么可以高達2~3.5秒。比較復(fù)雜，至今沒有統(tǒng)一公式。通常認為：震級變大，震源所輻射的19綜上所述，場地的地震動性質(zhì)隨震源機制、震級大小、震中距離和土層性狀不同而變化，并不是恒定不變的。因此，不存在固定不變的卓越周期。然而，盡管每一次地震的地震動特性都不同，但對于某一特定工程場地，其地震卓越周期，卻是與場地土條件存在著某種相關(guān)性。因此，對于不同場地土的地基，其地震卓越周期仍可大致加以估計。例如1977年3月羅馬尼亞弗朗恰〔Vrancea)發(fā)生的7.2級地震，距震中150km的布加勒斯特市，強震儀記錄的地面加速度周期為1.0~1.4秒，比震源區(qū)的地震周期長幾倍，市內(nèi)自振周期為0.8~1.25秒的樓房破壞嚴重。1968年日本十勝近海7.7級地震，儀器記錄距震源很近的八戶，短周期占波占優(yōu)勢；相反，距震源700km的東京常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件20常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件21儀器記錄的都是長周期波，而且譜幅大，見以下圖：1985年9月墨西哥8.1級地震，在距離震中400km的墨西哥城，儀器記錄巖石場地的地震動的卓越周期小于0.5s，硬土場地的卓越周期小于等于1.0s，軟土與硬土過度區(qū)場地的卓越周期為1.0s，軟土場地的卓越周期為2.0s，特斯柯柯湖〔Texcoco〕附近的軟土場地的卓越周期為3.0~4.0s。無論如何，Tr仍是真正反映一定場地上地震動的卓越周期，也是建筑場地工程抗震設(shè)計所需要的一定地震動強度的相應(yīng)場地周期真值。但是，由于適宜的強震記錄不容易獲得，所以，在工程抗震設(shè)計中，工程師不得不采用其它方法確定場地的地震卓越周期，如場地設(shè)計特征周期〔又叫拐點周期〕Tg。儀器記錄的都是長周期波，而且譜幅大，見以下圖：22§5.4-2場地常時微動的卓越周期〔Tm〕場地常時微動卓越周期〔Tm〕也叫場地脈動卓越周期。產(chǎn)生地脈動的源可分為自然震源和人工震源兩大類。通常這些震動源的位置、性質(zhì)和能量大小都具有隨機性，因此，地脈動的激發(fā)和產(chǎn)生的波是隨機的。但由于地脈動所產(chǎn)生的波在場地土層中的多重反射和折射，在其傳播過程中必然積累和攜帶了富裕程度土層構(gòu)造的固有動力特性的大量信息，這種固有特性是不隨時間變化的，因此地脈動可視為一種平穩(wěn)的隨機過程。正是這種不隨時間變化的場地固有特性的信息，使地脈動信號具有某種統(tǒng)計規(guī)律。于是，人們就可以運用計算機，對工程建筑場區(qū)，不同地點的常時微動測試結(jié)果通過頻譜分析，研究地基波形頻率特性，確定場地的脈動卓越周期?！?.4-2場地常時微動的卓越周期〔Tm〕23地脈動測試結(jié)果說明，在地脈動頻譜中，存在著充分反映出場地土固有特性的信息。具體地說，場地土對不同方向傳播過來的入射波具有濾波性能，它能增強或抑制入射波群頻率成分的比值，從而形成一種平穩(wěn)的近似不變的頻譜形狀。但由于場地土的性質(zhì)與構(gòu)造不同，其濾波作用亦不同，因此地脈動的信號頻譜也不同。即使在同一建筑工程場區(qū)上，不同位置的觀測點，也常常發(fā)現(xiàn)在地基土質(zhì)、性狀出現(xiàn)變化的過渡地段，地脈動的頻譜形狀均有差異?？傊煌こ虉龅氐孛}動觀測結(jié)果說明：〔1〕地脈動的形狀與與共此地的場地地基土的構(gòu)造組合密切相關(guān)；〔2〕脈動觀測點土層地基越薄，土質(zhì)越堅硬〔土層剛度愈大〕，基巖埋藏深度較淺，那么地脈動的峰值頻率愈高，且?guī)捿^窄，其地脈動卓越周期愈短。地脈動測試結(jié)果說明，在地脈動頻譜中，存在著充分反映出場地土固24〔3〕脈動觀測點地基土層愈厚，土質(zhì)愈松軟〔土層剛度愈小〕，基巖埋藏深度較深，那么地脈道的峰值頻率越小，且頻帶愈寬，其脈動的卓越周期愈長。圖6-13是凱特〔Katz)1978在美國內(nèi)華達所作的地脈動觀測的結(jié)果。A、B、C三個觀測點的脈動頻譜圖。觀測和記錄均在夜間進展，周圍無特定干擾振動源。由于三個觀測點的距離較近，因此，可以認為三個脈動源的頻譜是近似一樣的。測試結(jié)果說明：1〕基巖外表〔觀測點A〕的地脈動頻譜曲線較平坦，接近于白噪聲信號，由于沒有第四紀土的濾波作用，測點的頻譜根本反映了整個場地的頻譜特性。2〕測點B、C的頻譜曲線具有明顯的峰值，充分表達了第四紀覆蓋土層對脈動源頻率成分的改造作用。比較B、C的頻譜曲線還可以發(fā)現(xiàn)：〔3〕脈動觀測點地基土層愈厚，土質(zhì)愈松軟〔土層剛度愈小〕，251、B點頻譜峰值的頻率較高〔10HZ〕左右C點頻譜峰值的頻率較低〔6~9HZ〕。2、B點的頻譜峰值頻帶較窄，衰減快；C點的頻譜峰值頻帶較寬，衰減慢。頻譜形狀上的上述特征，顯然是由B、C測點的不同土層形狀所引起的。其中測點C的覆蓋土層較厚，土層的剛度較小〔即剪切波速度值低〕又如珠海市某電廠工程場地，地基由裸露風(fēng)化基巖逐漸變化過渡為堅硬土地基、腫硬土地基、中軟土地基至軟弱土地基〔根據(jù)土層剪切波速劃分〕，地基土覆蓋層的厚度由零逐漸增加至45米〔圖6-14〕。地基脈動觀測結(jié)果：地脈動頻譜形狀的頻率峰值由大逐漸變小，頻譜峰值頻帶由窄逐漸變寬，地面脈動卓越周期由短逐漸增長，各鉆孔的深度和脈動卓越周期分別為：0.18~0.21s、0.30~0.40s、0.40~0.60s、0.60~0.78s.常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件26常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件27常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件28

§5.4-3場地設(shè)計特征周期〔Tg〕我國現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定，對場地周期的界定并不一致。?建筑抗震標準〔GB50011—2001〕?沿用89標準所采用的“設(shè)計特征周期Tg〞的術(shù)語，它是根據(jù)工程需要，按在一定場地條件和近震和遠震作用下，設(shè)計所用的影響系數(shù)曲線下降段起點對應(yīng)的周期值。其取值要根據(jù)設(shè)計的近、遠震和場地類別來確定。為了更好表達震級和震中距的影響，新標準將建筑工程的設(shè)計近震、遠震稱為設(shè)計分組，并在?中國地震動反映譜特征周期區(qū)域圖B?根底上略作調(diào)整后分為三組，因此，場地周期值也是預(yù)測值。在場地復(fù)蓋厚度dON和等效剪切波速Vsc平面上，按相鄰場地分界限上的Tg值取平均值，既設(shè)在Ⅰ～Ⅱ類場地、Ⅱ～Ⅲ類場地、Ⅲ～Ⅳ類場地分界限上的Tg值分別為0.3、0.4和〔〕圖中相鄰等值線的Tg值§5.4-3場地設(shè)計特征周期〔Tg〕29均為0.01S。在dON—Vsc圖上，建筑抗震設(shè)計工分規(guī)定的場地類別曲線均呈臺階狀。因此插入后的Tg等值線也可以用臺階狀折線來表示。已有的研究說明：場地土越硬，地震震中越近，場地加速度反響中高頻分量就越多，反映地震動卓越周期的特征周期就越?。环粗驮酱?，特別是Ⅲ、Ⅳ類場地。李小軍等人進展的場地土層地震反映計算研究說明，由Ⅰ、Ⅱ類場地，地震動長周期〔低頻〕成清楚顯增加，且對于Ⅲ、Ⅳ類場地其放大系數(shù)反響譜較長周期處的值遠比我國建筑抗震設(shè)計標準規(guī)定的譜值大，對Ⅳ場地，當計算基底輸入地震動幅值較大〔200Gal，300Gal時〕，其地震動長周期成分十分豐富，而短周期高頻成分相對很少，特別是Ⅳ類場地尤為如此。統(tǒng)計結(jié)果給出四類場地的反響，譜拐點周期Tg值如下：Ⅰ類場地Tg，其值約為0.18~0.40；Ⅱ類場地其值約為0.3~1.00S；Ⅲ類場地其值約為0.6~2.50S；Ⅳ類場地其值約為1.20~3.50S。均為0.01S。在dON—Vsc圖上，建筑抗震設(shè)計工分規(guī)30無須偉言，基于經(jīng)濟方面的原因選用了Tg值偏小的數(shù)值，特別是Ⅲ、Ⅳ類場地，由此可見，場地設(shè)計特征周期，是一個具有工程化定義的、并考慮經(jīng)濟因素的設(shè)計參數(shù)，它既不同于場地地震動卓越周期，更不同于地脈動的卓越周期。由于與場類別地有關(guān)的設(shè)計反響譜特征周期Tg值越大，中長周期建筑構(gòu)造物的地震作用也就越大，設(shè)防投資一般也相應(yīng)增加。從提高設(shè)防投資的效果出發(fā)，新標準允許使用插入法確定邊界限附近的Tg值。常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件31設(shè)計地震分組場地類別ⅠⅡⅢⅣ

第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.500.75第三組0.350.450.650.90表6-20不同場地設(shè)計特征周期設(shè)計地震場地類32幾種場地周期1、場地常時微動的卓越周期〔Tm〕場地常時微動卓越周期〔Tm〕也叫場地脈動卓越周期。地脈動是近地表每時每刻都存在的著的一種微小振動，它像人的脈搏一樣不停的跳動著，故此得名。2、場地設(shè)計特征周期〔Tg〕?建筑抗震標準〔GB50011—2001〕?沿用89標準所采用的“設(shè)計特征周期Tg〞的術(shù)語，它是根據(jù)工程需要，按在一定場地條件和近震和遠震作用下，設(shè)計所用的影響系數(shù)曲線下降段起點對應(yīng)的周期值。為了更好表達震級和震中距的影響，新標準將建筑工程的設(shè)計近震、遠震稱為設(shè)計分組，并在?中國地震動反映譜特征周期區(qū)域圖B?根底上略作調(diào)整后分為三組，因此，場地周期值也是預(yù)測值。幾種場地周期333、場地地震卓越周期〔Tr〕是利用場地內(nèi)已有強震記錄資料，通過頻譜分析確定的場地地震卓越周期。它是發(fā)生地震時，某一特定場地的地震反映加速度時程強度最大局部的周期成分，即根據(jù)某一特定場地的地震地面運動記錄，計算出地震反響譜的主峰位量所對應(yīng)之周期。4、場地的根本周期〔T0〕定義：場地土在振動情況下可能出現(xiàn)最大振幅的周期，稱為場地根本周期〔T0〕，或場地的卓越周期、固有周期。3、場地地震卓越周期〔Tr〕34在多數(shù)情況下，地脈動的卓越頻率與面波的最低群速度、相速度以及按體波多重反射理論得出的最大放大作用頻率均接近，從而有學(xué)者將地脈動歸入面波一類，也有學(xué)者認為它是體波或體波與面波的結(jié)合。地脈動與場地地震卓越周期一樣，反映著場地土的動力特性，因此，脈動卓越頻率與地震卓越頻率較為相似。地震場地觀測結(jié)果證實上述這種看法。例如1985年9月19日早晨，在墨西哥合眾國太平洋沿岸的中部，發(fā)生了8.1級地震。因這次地震造成距震中約400km的墨西哥城嚴重災(zāi)害，所以受到人們的普遍關(guān)注。墨西哥城大致可分為湖沼地區(qū)、基巖地區(qū)和中間地區(qū)，從布置在市區(qū)內(nèi)各個地震動觀測點所獲得的資料來看〔見表6.19〕，§5.4-4場地地震卓越周期與地脈動周期的關(guān)系〔Tr〕與〔Tm〕在多數(shù)情況下，地脈動的卓越頻率與面波的最低群速度、相35基巖、基巖堅硬土地基，地震卓越周期較短；軟弱土、深層軟弱土地基，地震卓越周期較長。1985年墨西哥地震后，小林等人在墨西哥城區(qū)內(nèi)布設(shè)了95個地脈動觀測點，〔采用地震儀器是以固有周期為1.0S的拾震器，延長到5.0S的微震儀〕。圖6-16是東西方向延伸測線上19個觀測點的記錄，圖6-16表示其富里葉波譜。觀測點1~4、19，布設(shè)在盆地邊緣的山地上，振幅明顯變小，卓越周期主要為短周期，但個別觀測點也有顯示5S左右稍長的周期。測點5~10，系布設(shè)在市區(qū)建筑物震害嚴重基巖、基巖堅硬土地基，地震卓越周期較短；軟弱土、深層軟弱土地36地區(qū)附近，測得的脈動卓越周期從1.0S~2.5S，與受害建筑物構(gòu)造的自振周期相一致。測點11~15，地脈動卓越周期更長，可從4.0~5S。根據(jù)地基鉆孔土層剖面資料說明，地面脈動卓越周期的變化與分布顯然和地基松軟土層厚度的變化與分布完全一致。因此，可以理解，微動卓越周期是由于近地表的非常松軟的土層所產(chǎn)生的，而4S左右的長周期更是反映了淺部地基特征。從上述觀測資料可以清楚地看出，墨西哥城的場地地脈動卓越周期與地震卓越周期非常相似或接近。由此可以說明，場地脈動卓越周期確實與強震地面運動有密切關(guān)系。因此，近年來，利用地脈動測試

地區(qū)附近，測得的脈動卓越周期從1.0S~2.5S，與受害建筑37常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件38常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件39常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件40資料，分析研究場地可能出現(xiàn)的場地卓越周期，在工程地震勘察工作中已經(jīng)逐漸得到推廣和運用。在這里指應(yīng)著重出的是，由于場地土層具有非線性性質(zhì)，在強烈地震動的情況下，場地地震動的卓越周期實際上應(yīng)該比地脈動的卓越周期長。而且，地脈動的周期僅是反映場地土在微弱情況下的特征，其周期可能偏短。因此，地脈動卓越周期不可能完全等于地震動卓越周期。實測的地脈動周期與地震周期兩者之間的定量關(guān)系，至今仍然未被建立起來。美國人紐馬克〔Newmark)等人通過對1967年阿拉斯加地震現(xiàn)場實驗的研究，曾提出為將場地地基在外直到正統(tǒng)，轉(zhuǎn)變成為強震時的狀態(tài)，可將地脈動卓越周期乘以1.5的調(diào)整系數(shù)。這個調(diào)整系數(shù)是否適用其它強震場地，還尚待驗證。資料，分析研究場地可能出現(xiàn)的場地卓越周期，在工程地震勘察工作41§5.5地震共振效應(yīng)與震害地震時，假設(shè)建筑物的構(gòu)造自振周期〔或頻率〕與場地土的卓越周期〔或頻率〕相接近或一致，兩者變發(fā)生共振響應(yīng)，從而使振動力、振幅和振動持續(xù)時間大大增加，同時也大大增加了建筑構(gòu)造物的地震反響，結(jié)果導(dǎo)致建筑物構(gòu)造因為承受過大的荷載而遭受破壞，這種現(xiàn)象稱為建筑物場地的地震共振效應(yīng)。場地的卓越周期測試結(jié)果說明，場地土層猶如一個濾波器，對于不同方向傳過來的地震波入射波都具有濾波性能，假設(shè)場地為軟弱土層〔剪切波速比較低〕那么對高頻信號具有一定的濾波性能，對于低頻信號那么起放大作用。而且場地土厚度越大，濾波作用越明顯。因此場地土的剛度與厚度不同，其濾波、選頻與共振放大作用也不同。地層堅硬場地土的地振動以短周期為主，而厚層軟軟場地的地震動是以長周期為§5.5地震共振效應(yīng)與震害42主，這就是卓越周期較短的淺薄層堅硬土地基上，剛性構(gòu)造物的震害比較重，而場地的卓越周期較長的深厚層軟弱土的地基上，柔性構(gòu)造物〔如高層、特高層構(gòu)造物〕的地震反響比較強烈，導(dǎo)致震害比較嚴重的原因。例如1975年2月4日遼寧省海城7.3級地震，震后宏觀考察發(fā)現(xiàn)：營口市在堅硬場地上面蓋的多層磚房破壞都明顯加重，這種情況發(fā)生的原因主要是多層磚房的自振周期比較短〔0.3~0.5s)與堅硬土的固有周期重合，發(fā)生共振響應(yīng)而加重建筑物破壞的緣故。1976年唐山大地震，薊運河上游閻莊子大橋，在強大地震力的作用下與橋址融入土地基產(chǎn)生的大振幅、低頻共振，造成五跨大型橋面板向南飛騰疊落〔照片8-3〕，但位于河邊的單層瓦房，因為自振頻率比地基的地震動頻率小的多，故未發(fā)生共振，平房安然無恙。主，這就是卓越周期較短的淺薄層堅硬土地基上，剛性構(gòu)造物的震害43寧和成建局院內(nèi)的大型磚統(tǒng)水塔，也因自振周期與軟土地基卓越周期接近產(chǎn)生強烈的共振而毀壞，但近旁的2房屋與三層樓房卻未遭損壞。1995年1月17日，日本阪神發(fā)生7.2級地震，軟弱地基與高架橋構(gòu)造發(fā)生共振作用，使大阪與神戶連接的高架道路多處倒塌，造成交通癱瘓。據(jù)日本鐵道研究所對神戶地區(qū)六個車站附近的電站的地震記錄結(jié)果分析說明，高速鐵路的高架橋墩，其構(gòu)造的自振頻率與場地表的卓越周期相吻合，因而發(fā)生共振而遭破壞，在Hanshin高速公路上因共振而引起強烈的搖晃有的橋跟橋墩的縱向配筋約束力缺乏而過早被剪斷，造成橋墩底部以上部位的彎曲破壞，致使高架橋道路在地震時突然傾倒〔照片8-4〕，鷹取資料證實，高架橋墩搖擺的幅度是地面的3~5倍，鷹取車站的水平加速度增幅約3倍，〔橋墩為21m/S2，地面為6.6m/S2〕。寧和成建局院內(nèi)的大型磚統(tǒng)水塔，也因自振周期與軟土地基卓越周期44高層建筑。物也發(fā)生共振如大阪一棟高層公寓，地稅是45層，地下是30層，高92.5米，從常備的5臺強振儀記錄到的這次地震數(shù)據(jù)中可以看出，樓宇層次越高，加速度、位移值就越大。目前，國內(nèi)外一些大型設(shè)備及其它儲罐，一般多營建在沿海地帶填造的松軟地基上，當儲液罐遭受長周期的地震波影響時，且場地的卓越周期與儲液罐液面晃動的根本周期相近似時，便會產(chǎn)生強烈的共振效應(yīng)，從而激發(fā)儲液罐液面晃動反響，導(dǎo)致儲液罐破壞和儲液由灌頂溢出的事故。例如1923年九月日本關(guān)東地震，1964年6月新瀉地震，1964年3月美國阿拉斯加地震，油罐均遭破壞，釀成嚴重的次生災(zāi)害，特別是新瀉昭和煉油廠起火，熊熊大火持續(xù)352個小時，80多個儲液罐全部燒光，整個廠區(qū)被燒成廢墟。高層建筑。物也發(fā)生共振如大阪一棟高層公寓，地稅是45層，地下45常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件46常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件47常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件48常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件49常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件50常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件51作業(yè)與思考題1〕簡述場地的根本周期、場地地震卓越周期、場地常時微動的卓越周期的根本定義？2〕簡述場地地震卓越周期與地脈動周期的關(guān)系？基巖、基巖堅硬土，軟弱土、深層軟弱土地基，地震卓越周期將發(fā)生什么變化？3〕什么叫地震共振效應(yīng)？對建筑物產(chǎn)生什么影響？作業(yè)與思考題52§5.6在工程、防震減災(zāi)方面的應(yīng)用§5.6-1用于建筑場地的分類根據(jù)常時微動與地基固有振動特性的密切關(guān)系，因此在工程地震勘察和地震小區(qū)劃的工作中，常常使用常時微動的結(jié)果進展地基分類。我們在關(guān)于場地土的類型與建筑物類別的劃分中已經(jīng)介紹了，在此不再多費筆墨。§5.6在工程、防震減災(zāi)方面的應(yīng)用53§5.6-2利用常時微動的卓越周期推算Vs的平均速度在場地根本周期的測定中，已經(jīng)給出了：單一土層場地的根本周期和多層土場地的根本周期、層厚度與場地平均剪切波速的計算公式。從此公式中，可以推算出求出Vs的平均速度。日本田中愛一郎〔1988年〕在常時微動和場地法律關(guān)系的研究中提出用常時微動觀測的結(jié)果推算地面下30米橫波速度的經(jīng)歷公式：式中Vs是地外表30米厚土層的平均剪切波速；Tm是常時微動的平均周期；A是常時微動觀測到的最大振幅；α、β是場地周期和場地振幅影響系數(shù)§5.6-2利用常時微動的卓越周期推算Vs的平均速度式54α、β的選擇見表3-6A、B兩種不同方法計算場地類別的數(shù)值，其中A方案是使用場地平均周期計算的場地類別，B是使用場地卓越周期確定的場地類別。α、β的選擇見表3-6A、B兩種不同方法計算場地類別的數(shù)55§5.5-3在地震“安評〞中的應(yīng)用：1〕常時微動與震害日本人金井清等人，對于建筑物的震害與地基常時微動卓越周期的關(guān)系，進展了大量的觀察研究。圖3-14是日本幾次大地震時房屋破壞率與常時微動卓越周期的關(guān)系圖。由圖中可見，幾乎在所有的情況下場地常時微動的卓越周期在0.4秒左右時，房屋的破壞率都最大，這是因為日本的舊式民房根本是木制構(gòu)造的，其固有周期一般多在0.4秒左右。顯然，房屋破壞是由共振作用造成的。1968年十勝沖地震時，野越三雄等人在函館市詳細地調(diào)查了地震烈度的分布，進展了常時微動的觀測，研究了烈度分布和常時微動之間的關(guān)系。指出常時微動功率譜的第一峰點對應(yīng)的頻率與烈度有一定關(guān)系，§5.5-3在地震“安評〞中的應(yīng)用：56頻率與烈度有一定關(guān)系，場地常時微動卓越周期越大，對應(yīng)的地震烈度也越大。1966年邢臺地震，在某個烈度異常區(qū)觀測了地面常時微動，也發(fā)現(xiàn)了常時微動的卓越周期與震害有較明顯的關(guān)系。表層黃土較簿〔小于十米〕卓越周期小于0.1秒的地區(qū)房屋破壞很輕，表層黃土較厚〔20~30米〕常時微動卓越周期稍長〔0.17~0.23秒〕的地區(qū)建筑物、房屋破壞嚴重，常時微動大于0.23秒的地區(qū)，建筑物、房屋破壞反而較輕。結(jié)果說明建筑物震害與場地常時微動卓越周期存在著一定關(guān)系。1967年河北唐山大地震時，常時微動的卓越周期的觀測結(jié)果也說明，震害與常時微動頻數(shù)頻率與烈度有一定關(guān)系，場地常時微動卓越周期越大，對應(yīng)的57周期譜的形狀也有一定關(guān)系，頻譜寬的震害一般較嚴重，頻譜的寬度用η來表示，下式表示了和常時微動周期間的關(guān)系：式中：hmax是周期頻度譜最大峰點高度，對應(yīng)T2周期〔秒〕；T1和T3是1/2hmax幅度的最大、最小周期；T0是場地的卓越周期。周期譜的形狀也有一定關(guān)系，頻譜寬的震害一般較嚴重，頻譜的寬度58常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件59常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件602〕常時微動在地震小區(qū)劃中的應(yīng)用：如果在某個場地和地區(qū)的很多觀測點，進展了大量的常時微動觀測，獲得了各個觀測點的振動特性數(shù)據(jù)，據(jù)此，可以劃分不同的地基。許多城市地震小區(qū)劃都把常時微動的觀測作為場地土動力特性調(diào)查的一個手段，有時也把常時微動的結(jié)果為場地的分區(qū)和表征出動力學(xué)特征的參考指標。其具體做法是：首先按一定比例尺的測網(wǎng)，進展常時微動觀測，求出各點的優(yōu)勢周期。再依據(jù)工程地質(zhì)資料，特別是鉆孔地質(zhì)柱狀圖和標貫〔N〕值，制定地基分類的判定準那么，最后繪出地震小區(qū)劃圖。如遼寧省大連市地震小區(qū)劃圖，場地分類主要是根據(jù)土層的平均剪切模量，同時同時參考了常時微動觀測的結(jié)果及`工程地質(zhì)條件，表3-9列出了大連市地震小區(qū)劃中小區(qū)劃分的場地參數(shù)，其中常時微動體檢的結(jié)果主要是：加速度記錄的主峰頻率和均方根振幅。2〕常時微動在地震小區(qū)劃中的應(yīng)用：61常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件62常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件63在長春市地震小區(qū)劃中也給出了由常時微動結(jié)果所作的分區(qū)圖。見3-16圖。分區(qū)的主要依據(jù)是功率譜卓越周期Tp<0.125S為主，構(gòu)成的一類場地用Ⅰ表示，其中包括Ⅰ1~Ⅰ5，整體剛度較大表現(xiàn)為硬土類特征；卓越周期Tp=0.3~0.7S為主構(gòu)成的這類場地用Ⅲ表示，其中包括Ⅲ1~Ⅲ3，Ⅲ類場地為第四紀沉積物較厚，是場地整體剛度較小的軟土地基。介于兩者之間的是卓越周期Tp=0.25S的Ⅱ類場地，典型場地的功率譜曲線，如圖3-17。在長春市地震小區(qū)劃中也給出了由常時微動結(jié)果所作的分區(qū)圖。見364常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件65§5.5-4利用常時微動測試構(gòu)造物的振動特性現(xiàn)代科學(xué)研究以說明，建筑物〔構(gòu)造物〕的振動特性〔自振頻率、阻尼比、和振型〕與其構(gòu)造、地基的構(gòu)造有關(guān)。如果建筑物自身的優(yōu)勢頻率與該地區(qū)地震的主頻接近或一致，那么應(yīng)采取采取措施改善其振動特性。否那么地震時的共振破壞是可怕的。調(diào)查建筑物〔構(gòu)造物〕的方法有兩種：一種是強迫振動法；一種是常時微動法。前者使用振動機，用不同頻率加振來測定構(gòu)造物的響應(yīng)，強迫振動法更接近地震時的實際情況，但對構(gòu)造物施加的外力過大，可以使機構(gòu)物遭到一定的破壞。常時微動不需要激振設(shè)備，對構(gòu)造物的自振頻率、振型、阻尼比，與所要求去的參數(shù)非常一致，這種方法非常適合建筑物的振動測試。

§5.5-4利用常時微動測試構(gòu)造物的振動特性66〔一〕測試的原理和方法：1〕構(gòu)造物振動特性的三要素：構(gòu)造物的振動特性包括自振頻率、阻尼比、和振型。由于構(gòu)造物的復(fù)雜性，理論分析時，常將其簡化為由質(zhì)點和彈性桿組成的多自由度體系來進展。1、單自由度體：單自由度體系，在無阻尼情況下的自由振動為一階簡諧振動，其角頻率，只與本身的質(zhì)量〔m〕和剛度〔ｋ〕有關(guān)，與起振條件無關(guān)實際上，振動的物體是要受到阻力的，對于房屋這一類構(gòu)造物來說，其振動是一種欠阻尼的減幅振動，自振頻率和振型只有一個。2〕多自由度體系：〔一〕測試的原理和方法：67研究說明，多自由度體系存在多個自振頻率，且自振頻率數(shù)目與和自由度數(shù)是相等的。如N個自由度就存在n個自振頻率，依次排列為：其ω1為第一自振頻率或根本頻率，依次為第一、第二，…第n個頻率。研究還證明，對于某一自振頻率ω，各質(zhì)點振動位移間存在一定的比例關(guān)系，形成一個對應(yīng)于某一頻率ω不變的振動形式，稱為振型。有n個自由度,就有n個自振頻率，與其對應(yīng)的就有n階振型。實際的振動是n個振型疊加的復(fù)合振動。圖3-10是三個自由度體系振動示意圖。

研究說明，多自由度體系存在多個自振頻率，且自振頻率數(shù)目與和自68常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件69由于構(gòu)造物存在著阻尼，而高頻率的高階振型衰減較快，且振幅較小，因此對構(gòu)造物影響較大的是前n階振型。因此，一般工程構(gòu)造只考慮第一振型，對于重要的高、柔構(gòu)造物才考慮第二、三振型。2〕數(shù)據(jù)處理方法：與特性參數(shù)提?。簶?gòu)造物振動測試的分析處理方法主要有四種：主諧量法、高橋法、半頻譜法和頻譜分析法。僅就第四種方法做一些簡單介紹。這是一種有關(guān)功率譜來確定構(gòu)造物振動的有效方法，共分三步：1固有頻率確實定；2阻尼比確實定；3振型確實定。由于構(gòu)造物存在著阻尼，而高頻率的高階振型衰減較快，且振幅較小70〔二〕測試技術(shù)：構(gòu)造物振動測試與常時微動觀測使用的儀器設(shè)備都一樣，傳感器、記錄器的體積小、重量輕、頻帶寬、動態(tài)范圍大各道間相頻特性好。建筑物的振動，一般是由地基的常時微動和風(fēng)造成的，測量時要注意風(fēng)的影響，并避開人為活動帶來的干擾。在建筑物振動測試中，ⅰ)拾震器應(yīng)放在整體連接較好的部位，如樓梯墻角和受力墻和承重墻的墻角。不要放在樓板的中央，因為這樣僅記錄了樓板的局部振動特性。ⅱ)建筑物的構(gòu)造物的振動測試多數(shù)以水平方向為主，只有在估計根底的擺動時才測量垂直方向振動的信號。①當儀器記錄道數(shù)目有限時，對于每棟建筑物可以分別進展測量，比方，一次測長軸方向，一次測短軸方向。②在測試扭轉(zhuǎn)振動時，需在建筑物兩端同時進展。〔二〕測試技術(shù)：71三〕關(guān)于建筑物振動特性的一些介紹：1、低矮建筑物的振動特性：低矮建筑物的振動主要是由地基的常時微動所引起的。為了解振動特性，可同時測量地基的常時微動。對于構(gòu)造簡單，整體性較好的低層建筑，其自振頻率和阻尼比方表3-1所示：建筑物振動特性

木結(jié)構(gòu)預(yù)制件結(jié)構(gòu)磚混結(jié)構(gòu)自振頻率?0（Hz)

2.5

6.8

3~4阻尼比h

(%)

6.04.51~5表3-1低層建筑物的振動特性三〕關(guān)于建筑物振動特性的一些介紹：建筑物木結(jié)構(gòu)72一般來說，建筑物越舊，高度越高，材料越柔、地基土越軟、其自振頻率越低。判定建筑物的新舊和質(zhì)量好壞，可通過長期監(jiān)測，并根據(jù)動態(tài)特性的變化來進展。另外，還可以通過了解構(gòu)造物的振型變化確定其是否損壞及其大致位置。圖3-11為一海洋石油鉆井平臺模型，在平臺的南端有三根桿件與主腿脫開，事先并未覺察。從振型測量結(jié)果來看，水平兩各方向兩端的振動幅度不均勻，相差20%~30%，南端的位移幅度比北端大，在正常情況下，南北兩端應(yīng)該能夠均衡平移。此時，說明南端剛度降低。后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)平臺南端有一脫節(jié)點。從垂直振型來看在底部出現(xiàn)變號，不符合第一、二振型的規(guī)律。在固有頻率方面，第一固有頻率從6.044Hz降到↓5.932Hz，第二固有頻率從23.85HZ降到23.35HZ，僅變化了2%。一般來說，建筑物越舊，高度越高，材料越柔、地基土越軟、其自73常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件742〕多層和高層建筑物的振動特性：建筑物的優(yōu)勢周期，沿其長邊方向和短邊方向是不同的。低層建筑物〔5層以下〕長邊方向的優(yōu)勢比短邊方向短，而高層建筑物〔7層以上〕長邊方向的優(yōu)勢周期比短邊長。建筑物高度愈高，優(yōu)勢周期越長，但高度一樣的建筑物，其優(yōu)勢周期不盡一樣，有一個數(shù)值分布范圍。不同建筑物的高度越高，各種優(yōu)勢周期的分布范圍越寬。建筑物常時微動主要是建筑物與地基相互作用的綜合反映，高度一樣的建筑物優(yōu)勢周期不同，可以用地基條件不同來解釋。建筑在堅硬地基〔S波速度高〕上的構(gòu)筑物其優(yōu)勢周期較短。3〕建筑物振動特性的穩(wěn)定性：由觀測統(tǒng)計結(jié)果來看，建筑物振動的震動源為平穩(wěn)的隨機過程，因此建筑物振動也是平穩(wěn)的隨機過程。一般情況，建筑物振動并不是一個具有各態(tài)歷經(jīng)性的隨機過程，要得到振動參數(shù)，必須作20~30次的統(tǒng)計平均。2〕多層和高層建筑物的振動特性：75§5.5-5常時微動與砂土液化日本1964年、新瀉地震的破壞，其中由地基的砂土液化造成的震害比較突出。廣泛發(fā)生砂土液化，使房屋地基普遍下降1米，按現(xiàn)代抗震設(shè)計的1530棟鋼筋混凝土建筑物，均發(fā)生不均勻沉陷，其中有310棟發(fā)生傾倒，圖中某公寓住宅群嚴重傾斜。后經(jīng)化驗證明，此處砂土堆集層較厚，可達30米。50%的顆粒大小介于0.2~0.4mm，地下水距地面僅有一米的距離。一些人在震害最嚴重的地區(qū)，以常時微動測試為主結(jié)合地表層波速測試、土質(zhì)調(diào)查，詳細地研究了地基的砂土液化震害與常時微動特性之間的關(guān)系，指出了在非液化土地點與液化震害地點的土層。物理特性具有明顯的差異。前者常時微動的頻譜比較簡單，頻譜曲線以單峰值§5.5-5常時微動與砂土液化76常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件77為主，而后者那么比較復(fù)雜，特別是在稍高頻段附近都有明顯地峰值，這個特點在150個觀測點分析得出地結(jié)果，幾乎完全是一致地。日本人歸納了液化地點和非液化地點的常時微動譜的形態(tài)特征，并將其分為A型B型兩種頻譜，見圖3-21的關(guān)系。并且與同時觀測到的剪切波速值、地下水位進展了分析與比較。圖3-22中可以看出，常時微動頻譜類型、由圖中分析可見，在地下水位小于一米，S波速度小于100m/s時，常時微動的頻譜峰值形狀呈現(xiàn)A型的場地，場地的砂土液化震害概率最高；當?shù)叵滤恍∮谌?，，S波速度小于130m/s時，多屬于A型場地，砂土液化得可能性也較多。上述特征，在其它地區(qū)也有出現(xiàn)。研究與預(yù)測說明，常時微動的觀測與分析研究，完全有可能成為震害砂土液化預(yù)測研究的一個重要的手段。為主，而后者那么比較復(fù)雜，特別是在稍高頻段附近都有明顯地峰值78常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件79常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件80

常時微動的觀測，有時還被應(yīng)用于其它很多領(lǐng)域。1、評價建筑物的抗震性能：為評價一座三層建筑物的抗震性能，在抗震加固施工前后進展了常時微動的觀測，如下圖.圖中可以看出，施工后波形振幅變小，頻率有所升高。中圖為功率譜的比照；以下圖為測點與屋外地外表測點的功率譜比較。優(yōu)勢頻率升高1~2HZ。2、在山體滑坡地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用：在滑坡地區(qū)做常時微動的網(wǎng)狀面積測量，求出各點的頻譜，然后在根據(jù)穩(wěn)定區(qū)和活動區(qū)的資料，對頻譜進展分類，進而到整個測區(qū)進展全面評價，劃分出穩(wěn)定區(qū)、活動區(qū)和亞穩(wěn)定區(qū)。

81常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件82如果滑坡體塊的剪切波速為值，根據(jù)常時微動的優(yōu)勢周期的1/4法那么，計算出滑動界面的深度。反之假設(shè)界面深度，也可以運用1/4的法那么如果滑坡體塊的剪切波速為值，根據(jù)常時微動的優(yōu)勢周期的183常時微動在工程地震中的應(yīng)用幻燈片PPT本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！常時微動在工程地震中的應(yīng)用幻燈片PPT本課件PPT僅84§5.3建筑物場地土的周期特性§5.3-1建筑物場地土類型與建筑場地類別一、關(guān)于建筑場地的概念：建筑場地是指工程建立所直接占有并直接使用的有效面積的土地，大體相當于廠區(qū)、居民小區(qū)和自然村的地區(qū)范圍的建筑所在地。從工程地震勘察的角度來說，場地〔site)的概念不僅代表著所劃定的建筑占用地面積，還應(yīng)該涉及建筑物所處的工程地質(zhì)環(huán)境與巖土體的穩(wěn)定性的問題。在地震區(qū)，凡工程地質(zhì)條件簡單，只具有同一地質(zhì)單元的場地，通常都具有一樣或相近的反響譜特性。但對于面積較大，工程地質(zhì)條件較復(fù)雜的場地，那么不同工程地質(zhì)單元的地段，其場地相關(guān)反響譜的特性明顯不同。

§5.3建筑物場地土的周期特性§5.3-1建筑物場地土類85二、場地土的類型于建筑場地類別：一〕場地土類型的劃分：場地土類型是確定建筑場地類別的主要依據(jù)。為了考慮不同場地土質(zhì)條件對地震反響影響，需要對場地土進展分類。對地震反響影響，需要對場地土進展分類。

場地土的類型系指場地內(nèi)表層土剛度〔軟硬程度〕的表征，它是根據(jù)巖土名稱、形狀和剪切波速來劃分的。我國現(xiàn)有關(guān)建筑物抗震設(shè)計標準規(guī)定，一般取地下20米、且不得深于場地覆蓋層厚度，根據(jù)土層的形狀及平均剪切波速，將場地劃分為：堅硬土、中硬土、中軟土、軟弱土四種類型，見表7-1。

二、場地土的類型于建筑場地類別：86

土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍（m/s)堅硬土或巖石穩(wěn)定巖石、實密碎石土υS>500

中硬土中密稍密的碎石土、中密的礫、粗、中砂，?μ﹥200KPa的粘性土和粉土、堅硬黃土。500≥υS>250中軟土稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細砂，?μ≤200KPa粘性土和粉土，?μ﹥130KPa的填土、可塑黃土。250≥υS>140軟弱土淤泥和淤泥質(zhì)的土，松散的砂，新近沉積的粘性土和粉土，?μ≤

130KPa的填土，流塑黃土。υS﹤140表7-1場地土類型的劃分土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍堅87〈建筑物抗震設(shè)計標準〉規(guī)定，對于層數(shù)不超過十層且高度不超過三十米的一般建筑物，當場地?zé)o實測剪切波速時，可根據(jù)巖土名稱和性狀，按表7-1來劃分土地類型，在利用當?shù)亟?jīng)歷在表7-1的的剪切波速范圍內(nèi)估計個土層的剪切波速。這里特別提起注意的是，由于各地區(qū)土層沉積環(huán)境的不同，由個種土類構(gòu)成的層狀場地土的性狀差異很大，即使同一類型的土層，其飽和度、密度、有效應(yīng)力等物理力學(xué)性質(zhì)也有明顯的變化。顯然，對重大的建筑場地進展場地土分類時，應(yīng)該以實測剪切波速為依據(jù)。?鐵路工程抗震設(shè)計標準?〔GBJ11-87)將場地土劃分為三類：Ⅰ類場地土：巖石和土層為密實的塊石土、漂石土或巖土，土層平均剪切波速大于500米/秒?！唇ㄖ锟拐鹪O(shè)計標準〉規(guī)定，對于層數(shù)不超過十層且高度不超過三88Ⅱ類場地土：Ⅰ類場地土和Ⅲ類場地土以外的穩(wěn)定土或土層的平均剪切波速大于140米/秒并小于500米/秒。Ⅲ類場地土：土層為松散飽和的中沙、細砂、粉砂；新近沉積的軟性土或軟塑至流塑的粘性土；淤泥和淤泥質(zhì)土；新填土，或土層的平均剪切波速小于或等于140米/秒。常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件89二〕建筑場地類別的劃分：建筑場地類別是場地條件的表征，劃分場地類別主要作為在抗震設(shè)計中選擇設(shè)計反響譜的依據(jù)。我國現(xiàn)行有關(guān)工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的抗震設(shè)計標準注意根據(jù)土層等效剪切波速和場地覆蓋層的厚度將建筑物場地劃分為四類：二〕建筑場地類別的劃分：90等效剪切波速（m/s)

場地類別ⅠⅡⅢⅣ

Vse＞5000500≥

Vse＞250

＜5≥5250≥Vse＞140

＜33~50＞50

Vse＜140

＜33~15＞15~80＞80表7~2各類建筑場地的復(fù)蓋層厚度等效剪切波速場地91卓越周期周期確定場地類別卓越周期周期T（S）

場地類別0.1＜T≤0.400.4＜T≤0.80T＞0.80ⅡⅢⅣ卓越周期周期確定場地類別卓越周期周期T場地類別92作業(yè)與思考題1、什么叫建筑物的場地？2、場地土類型和場地類別是怎樣按平均剪切波速進展劃分類別的？作業(yè)與思考題93?建筑抗震設(shè)計標準?〔GB500011－2001〕4.1

場地?建筑抗震設(shè)計標準?〔GB500011－2001〕94建筑場地的類別劃分，應(yīng)以土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度為準。土層剪切波速的測量，應(yīng)符合以下要求：

1

在場地初步勘察階段，對大面積的同一地質(zhì)單元，測量土層剪切波速的鉆孔數(shù)量，應(yīng)為控制性鉆孔數(shù)量的1/3～1/5，山間河谷地區(qū)可適量減少，但不宜少于3個。2在場地詳細勘察階段，對單幢建筑，測量土層剪切波速的鉆孔數(shù)量不宜少于2個，數(shù)據(jù)變化較大時，可適量增加；對小區(qū)中處于同一地質(zhì)單元的密集高層建筑群，測量土層剪切波速的鉆孔數(shù)量可適量減少，但每幢高層建筑下不得少于一個。建筑場地的類別劃分，應(yīng)以土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度95土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍〔m/s〕堅硬土或巖石穩(wěn)定巖石，密實的碎石土υs＞500中硬土中密、稍密的碎石土，密實、中密的礫、粗、中砂，fak＞200的粘性土和粉土，堅硬黃土500≥υs＞250中軟土稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細、粉砂，fak≤200的粘性土和粉土，fak＞130的填土，可塑黃土250≥υs＞140

軟弱土淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的粘性土和粉土，fak≤130的填土，流塑黃土υs≤140注：g為重力加速度。常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件96

式中υse———土層等效剪切波速〔m/s〕；

d0———計算深度〔m〕，取覆蓋層厚度和20m二者的較小值；

t———剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間；常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件97等效剪切波〔m/s〕場地類別ⅠⅡⅣⅣυse＞5000500≥υse＞250＜5≥5250≥υse＞140＜33～50＞50υse≤140＜33～15＞15～80＞80?建筑抗震設(shè)計標準?〔GB500011－2001〕常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件98地段類別

地質(zhì)、地形、地貌有利地段

穩(wěn)定基巖，堅硬士，開闊、乎坦、密實、均勻的中硬土等不利地段

軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（如故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘漢溝谷和半填半挖地基）等

危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)展斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯的部位地段類別地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅硬士，開闊99土的類型

巖土名稱和性狀

土層剪切波速范圍（m/s）堅硬土或巖石

穩(wěn)定巖石，密實的碎石土υs＞500中硬土

中密、稍密的碎石土，密實、中密的礫、粗、中砂，fak＞200的粘性土和粉土，堅硬黃土

500≥υs＞250中軟土

稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細、粉砂，fak≤200的粘性土和粉土，fak＞130的填土，可塑黃土

250≥υs＞140

土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍（m/s）堅硬土或100§5.4-1場地地震卓越周期一、場地地震卓越周期定義：〔Tr〕場地地震卓越〔Tr〕是利用場地內(nèi)已有強震記錄資料，通過頻譜分析確定的場地地震卓越周期。它是發(fā)生地震時，某一特定場地的地震反映加速度時程強度最大局部的周期成分，即根據(jù)某一特定場地的地震地面運動記錄，計算出地震反響譜的主峰位量所對應(yīng)之周期。場地地震卓越周期反映了：1〕場地土的固有動力特性。2〕地震震源機制。3〕遠近場的影響。4〕傳播介質(zhì)等特性。地震動災(zāi)害和地震動觀測資料說明，不同場地的地基對地震波的頻率響應(yīng)是不一樣的，也可以說地基有選頻特性，這取決于它們本身的固有周期。當震源機制、震級大小、震中距遠近一樣時，同一場地的地震卓越周期與場地的根本周期均為相當確實定值。由于地震波的周期與震級、震中距和場地等土質(zhì)條件等關(guān)系§5.4-1場地地震卓越周期101比較復(fù)雜，至今沒有統(tǒng)一公式。通常認為：震級變大，震源所輻射的地震波周期變長，頻帶變寬，地震動頻率向低頻方向移動。因此，地震的卓越周期會隨地震的增大而增長；相反，地震變小，地震卓越周期變短。含有多種頻率的地震波在傳播過程中，短周期衰減較快，長周期衰減較慢，所以后者比前者傳播得遠，地震波的周期隨震中距的增大而增長；地震動周期，隨著場地地基剛度的減弱而增長。地基愈松軟，場地地震動的放大倍數(shù)越大，周期越長，因此相反，那么周期變短。通常，具有基巖和堅硬土地基，地震卓越周期都較短，一般為0.1~0.3秒左右，厚層新添土回填土之類的地基的地震卓越周期都超過1秒，而深層的軟弱土地基，如淤泥、淤泥質(zhì)土地基，那么可以高達2~3.5秒。比較復(fù)雜，至今沒有統(tǒng)一公式。通常認為：震級變大，震源所輻射的102綜上所述，場地的地震動性質(zhì)隨震源機制、震級大小、震中距離和土層性狀不同而變化，并不是恒定不變的。因此，不存在固定不變的卓越周期。然而，盡管每一次地震的地震動特性都不同，但對于某一特定工程場地，其地震卓越周期，卻是與場地土條件存在著某種相關(guān)性。因此，對于不同場地土的地基，其地震卓越周期仍可大致加以估計。例如1977年3月羅馬尼亞弗朗恰〔Vrancea)發(fā)生的7.2級地震，距震中150km的布加勒斯特市，強震儀記錄的地面加速度周期為1.0~1.4秒，比震源區(qū)的地震周期長幾倍，市內(nèi)自振周期為0.8~1.25秒的樓房破壞嚴重。1968年日本十勝近海7.7級地震，儀器記錄距震源很近的八戶，短周期占波占優(yōu)勢；相反，距震源700km的東京常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件103常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件104儀器記錄的都是長周期波，而且譜幅大，見以下圖：1985年9月墨西哥8.1級地震，在距離震中400km的墨西哥城，儀器記錄巖石場地的地震動的卓越周期小于0.5s，硬土場地的卓越周期小于等于1.0s，軟土與硬土過度區(qū)場地的卓越周期為1.0s，軟土場地的卓越周期為2.0s，特斯柯柯湖〔Texcoco〕附近的軟土場地的卓越周期為3.0~4.0s。無論如何，Tr仍是真正反映一定場地上地震動的卓越周期，也是建筑場地工程抗震設(shè)計所需要的一定地震動強度的相應(yīng)場地周期真值。但是，由于適宜的強震記錄不容易獲得，所以，在工程抗震設(shè)計中，工程師不得不采用其它方法確定場地的地震卓越周期，如場地設(shè)計特征周期〔又叫拐點周期〕Tg。儀器記錄的都是長周期波，而且譜幅大，見以下圖：105§5.4-2場地常時微動的卓越周期〔Tm〕場地常時微動卓越周期〔Tm〕也叫場地脈動卓越周期。產(chǎn)生地脈動的源可分為自然震源和人工震源兩大類。通常這些震動源的位置、性質(zhì)和能量大小都具有隨機性，因此，地脈動的激發(fā)和產(chǎn)生的波是隨機的。但由于地脈動所產(chǎn)生的波在場地土層中的多重反射和折射，在其傳播過程中必然積累和攜帶了富裕程度土層構(gòu)造的固有動力特性的大量信息，這種固有特性是不隨時間變化的，因此地脈動可視為一種平穩(wěn)的隨機過程。正是這種不隨時間變化的場地固有特性的信息，使地脈動信號具有某種統(tǒng)計規(guī)律。于是，人們就可以運用計算機，對工程建筑場區(qū)，不同地點的常時微動測試結(jié)果通過頻譜分析，研究地基波形頻率特性，確定場地的脈動卓越周期?！?.4-2場地常時微動的卓越周期〔Tm〕106地脈動測試結(jié)果說明，在地脈動頻譜中，存在著充分反映出場地土固有特性的信息。具體地說，場地土對不同方向傳播過來的入射波具有濾波性能，它能增強或抑制入射波群頻率成分的比值，從而形成一種平穩(wěn)的近似不變的頻譜形狀。但由于場地土的性質(zhì)與構(gòu)造不同，其濾波作用亦不同，因此地脈動的信號頻譜也不同。即使在同一建筑工程場區(qū)上，不同位置的觀測點，也常常發(fā)現(xiàn)在地基土質(zhì)、性狀出現(xiàn)變化的過渡地段，地脈動的頻譜形狀均有差異。總之，不同工程場地地脈動觀測結(jié)果說明：〔1〕地脈動的形狀與與共此地的場地地基土的構(gòu)造組合密切相關(guān)；〔2〕脈動觀測點土層地基越薄，土質(zhì)越堅硬〔土層剛度愈大〕，基巖埋藏深度較淺，那么地脈動的峰值頻率愈高，且?guī)捿^窄，其地脈動卓越周期愈短。地脈動測試結(jié)果說明，在地脈動頻譜中，存在著充分反映出場地土固107〔3〕脈動觀測點地基土層愈厚，土質(zhì)愈松軟〔土層剛度愈小〕，基巖埋藏深度較深，那么地脈道的峰值頻率越小，且頻帶愈寬，其脈動的卓越周期愈長。圖6-13是凱特〔Katz)1978在美國內(nèi)華達所作的地脈動觀測的結(jié)果。A、B、C三個觀測點的脈動頻譜圖。觀測和記錄均在夜間進展，周圍無特定干擾振動源。由于三個觀測點的距離較近，因此，可以認為三個脈動源的頻譜是近似一樣的。測試結(jié)果說明：1〕基巖外表〔觀測點A〕的地脈動頻譜曲線較平坦，接近于白噪聲信號，由于沒有第四紀土的濾波作用，測點的頻譜根本反映了整個場地的頻譜特性。2〕測點B、C的頻譜曲線具有明顯的峰值，充分表達了第四紀覆蓋土層對脈動源頻率成分的改造作用。比較B、C的頻譜曲線還可以發(fā)現(xiàn)：〔3〕脈動觀測點地基土層愈厚，土質(zhì)愈松軟〔土層剛度愈小〕，1081、B點頻譜峰值的頻率較高〔10HZ〕左右C點頻譜峰值的頻率較低〔6~9HZ〕。2、B點的頻譜峰值頻帶較窄，衰減快；C點的頻譜峰值頻帶較寬，衰減慢。頻譜形狀上的上述特征，顯然是由B、C測點的不同土層形狀所引起的。其中測點C的覆蓋土層較厚，土層的剛度較小〔即剪切波速度值低〕又如珠海市某電廠工程場地，地基由裸露風(fēng)化基巖逐漸變化過渡為堅硬土地基、腫硬土地基、中軟土地基至軟弱土地基〔根據(jù)土層剪切波速劃分〕，地基土覆蓋層的厚度由零逐漸增加至45米〔圖6-14〕。地基脈動觀測結(jié)果：地脈動頻譜形狀的頻率峰值由大逐漸變小，頻譜峰值頻帶由窄逐漸變寬，地面脈動卓越周期由短逐漸增長，各鉆孔的深度和脈動卓越周期分別為：0.18~0.21s、0.30~0.40s、0.40~0.60s、0.60~0.78s.常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件109常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件110常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件111

§5.4-3場地設(shè)計特征周期〔Tg〕我國現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定，對場地周期的界定并不一致。?建筑抗震標準〔GB50011—2001〕?沿用89標準所采用的“設(shè)計特征周期Tg〞的術(shù)語，它是根據(jù)工程需要，按在一定場地條件和近震和遠震作用下，設(shè)計所用的影響系數(shù)曲線下降段起點對應(yīng)的周期值。其取值要根據(jù)設(shè)計的近、遠震和場地類別來確定。為了更好表達震級和震中距的影響，新標準將建筑工程的設(shè)計近震、遠震稱為設(shè)計分組，并在?中國地震動反映譜特征周期區(qū)域圖B?根底上略作調(diào)整后分為三組，因此，場地周期值也是預(yù)測值。在場地復(fù)蓋厚度dON和等效剪切波速Vsc平面上，按相鄰場地分界限上的Tg值取平均值，既設(shè)在Ⅰ～Ⅱ類場地、Ⅱ～Ⅲ類場地、Ⅲ～Ⅳ類場地分界限上的Tg值分別為0.3、0.4和〔〕圖中相鄰等值線的Tg值§5.4-3場地設(shè)計特征周期〔Tg〕112均為0.01S。在dON—Vsc圖上，建筑抗震設(shè)計工分規(guī)定的場地類別曲線均呈臺階狀。因此插入后的Tg等值線也可以用臺階狀折線來表示。已有的研究說明：場地土越硬，地震震中越近，場地加速度反響中高頻分量就越多，反映地震動卓越周期的特征周期就越??；反之就越大，特別是Ⅲ、Ⅳ類場地。李小軍等人進展的場地土層地震反映計算研究說明，由Ⅰ、Ⅱ類場地，地震動長周期〔低頻〕成清楚顯增加，且對于Ⅲ、Ⅳ類場地其放大系數(shù)反響譜較長周期處的值遠比我國建筑抗震設(shè)計標準規(guī)定的譜值大，對Ⅳ場地，當計算基底輸入地震動幅值較大〔200Gal，300Gal時〕，其地震動長周期成分十分豐富，而短周期高頻成分相對很少，特別是Ⅳ類場地尤為如此。統(tǒng)計結(jié)果給出四類場地的反響，譜拐點周期Tg值如下：Ⅰ類場地Tg，其值約為0.18~0.40；Ⅱ類場地其值約為0.3~1.00S；Ⅲ類場地其值約為0.6~2.50S；Ⅳ類場地其值約為1.20~3.50S。均為0.01S。在dON—Vsc圖上，建筑抗震設(shè)計工分規(guī)113無須偉言，基于經(jīng)濟方面的原因選用了Tg值偏小的數(shù)值，特別是Ⅲ、Ⅳ類場地，由此可見，場地設(shè)計特征周期，是一個具有工程化定義的、并考慮經(jīng)濟因素的設(shè)計參數(shù)，它既不同于場地地震動卓越周期，更不同于地脈動的卓越周期。由于與場類別地有關(guān)的設(shè)計反響譜特征周期Tg值越大，中長周期建筑構(gòu)造物的地震作用也就越大，設(shè)防投資一般也相應(yīng)增加。從提高設(shè)防投資的效果出發(fā)，新標準允許使用插入法確定邊界限附近的Tg值。常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件114設(shè)計地震分組場地類別ⅠⅡⅢⅣ

第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.500.75第三組0.350.450.650.90表6-20不同場地設(shè)計特征周期設(shè)計地震場地類115幾種場地周期1、場地常時微動的卓越周期〔Tm〕場地常時微動卓越周期〔Tm〕也叫場地脈動卓越周期。地脈動是近地表每時每刻都存在的著的一種微小振動，它像人的脈搏一樣不停的跳動著，故此得名。2、場地設(shè)計特征周期〔Tg〕?建筑抗震標準〔GB50011—2001〕?沿用89標準所采用的“設(shè)計特征周期Tg〞的術(shù)語，它是根據(jù)工程需要，按在一定場地條件和近震和遠震作用下，設(shè)計所用的影響系數(shù)曲線下降段起點對應(yīng)的周期值。為了更好表達震級和震中距的影響，新標準將建筑工程的設(shè)計近震、遠震稱為設(shè)計分組，并在?中國地震動反映譜特征周期區(qū)域圖B?根底上略作調(diào)整后分為三組，因此，場地周期值也是預(yù)測值。幾種場地周期1163、場地地震卓越周期〔Tr〕是利用場地內(nèi)已有強震記錄資料，通過頻譜分析確定的場地地震卓越周期。它是發(fā)生地震時，某一特定場地的地震反映加速度時程強度最大局部的周期成分，即根據(jù)某一特定場地的地震地面運動記錄，計算出地震反響譜的主峰位量所對應(yīng)之周期。4、場地的根本周期〔T0〕定義：場地土在振動情況下可能出現(xiàn)最大振幅的周期，稱為場地根本周期〔T0〕，或場地的卓越周期、固有周期。3、場地地震卓越周期〔Tr〕117在多數(shù)情況下，地脈動的卓越頻率與面波的最低群速度、相速度以及按體波多重反射理論得出的最大放大作用頻率均接近，從而有學(xué)者將地脈動歸入面波一類，也有學(xué)者認為它是體波或體波與面波的結(jié)合。地脈動與場地地震卓越周期一樣，反映著場地土的動力特性，因此，脈動卓越頻率與地震卓越頻率較為相似。地震場地觀測結(jié)果證實上述這種看法。例如1985年9月19日早晨，在墨西哥合眾國太平洋沿岸的中部，發(fā)生了8.1級地震。因這次地震造成距震中約400km的墨西哥城嚴重災(zāi)害，所以受到人們的普遍關(guān)注。墨西哥城大致可分為湖沼地區(qū)、基巖地區(qū)和中間地區(qū)，從布置在市區(qū)內(nèi)各個地震動觀測點所獲得的資料來看〔見表6.19〕，§5.4-4場地地震卓越周期與地脈動周期的關(guān)系〔Tr〕與〔Tm〕在多數(shù)情況下，地脈動的卓越頻率與面波的最低群速度、相118基巖、基巖堅硬土地基，地震卓越周期較短；軟弱土、深層軟弱土地基，地震卓越周期較長。1985年墨西哥地震后，小林等人在墨西哥城區(qū)內(nèi)布設(shè)了95個地脈動觀測點，〔采用地震儀器是以固有周期為1.0S的拾震器，延長到5.0S的微震儀〕。圖6-16是東西方向延伸測線上19個觀測點的記錄，圖6-16表示其富里葉波譜。觀測點1~4、19，布設(shè)在盆地邊緣的山地上，振幅明顯變小，卓越周期主要為短周期，但個別觀測點也有顯示5S左右稍長的周期。測點5~10，系布設(shè)在市區(qū)建筑物震害嚴重基巖、基巖堅硬土地基，地震卓越周期較短；軟弱土、深層軟弱土地119地區(qū)附近，測得的脈動卓越周期從1.0S~2.5S，與受害建筑物構(gòu)造的自振周期相一致。測點11~15，地脈動卓越周期更長，可從4.0~5S。根據(jù)地基鉆孔土層剖面資料說明，地面脈動卓越周期的變化與分布顯然和地基松軟土層厚度的變化與分布完全一致。因此，可以理解，微動卓越周期是由于近地表的非常松軟的土層所產(chǎn)生的，而4S左右的長周期更是反映了淺部地基特征。從上述觀測資料可以清楚地看出，墨西哥城的場地地脈動卓越周期與地震卓越周期非常相似或接近。由此可以說明，場地脈動卓越周期確實與強震地面運動有密切關(guān)系。因此，近年來，利用地脈動測試

地區(qū)附近，測得的脈動卓越周期從1.0S~2.5S，與受害建筑120常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件121常時微動在工程地震中的應(yīng)用教學(xué)課件12