二、主要创新点
本项成果基于近年来大量新的震害经验和中外烈度评定标准对比研究,探讨人的感觉、器物的反应与烈度关系,加入新的现象,修订基于这两个指标的烈度评定标准。同时,在总结黄土地区历史震害资料的基础上,结合已有的汶川地震震害调查资料,进一步针对性地补充汶川地震甘肃灾区典型黄土场地的局部场地条件对其震害和地震动放大作用的调查;利用汶川地震获得的强震动记录及其场地钻孔、波速等资料,研究强震动作用下场地的地震反应特点和场地条件对地震动放大效应的影响机理。
本项成果主要创新点如下:
1.系统开展了基于地震现场调查资料的“人的感觉”和“器物的反应”烈度评定标准研究,总结出了各烈度区人的感觉和器物的反应典型现象,给出了烈度评定的修改建议,这些结果已在国家标准“中国地震烈度表”(GB/T 17742-2008)当中得以应用。
2.针对“随着楼层的增高,人的感觉和器物的反应就越强烈”的震害现象,系统进行了建筑物高低层地震反应差异研究。经研究发现,楼层的增加,结构位移峰值、速度峰值和加速度峰值越来越大是人的感觉和器物反应随楼层增高而增大的原因,加速度反应谱随楼层增加其谱形越来越宽,卓越周期后移,中长周期谱值增加是越来越多的不同器物反应越来越强烈的原因。
3.研究发现,随着地表水的不断下渗,地表峰值加速度及土层地震动放大作用都有减小趋势,但场地的特征周期都有增大趋势,尤其是与原始剖面(没有地表水)相比,地表水的存在对场地特征周期的放大作用,最大可达1.5倍左右,这使得地面上更多的建筑都会有较大的反应,应引起重视。如图1所示,50年超越概率10%地震动作用下地震反应谱值差,说明在50年10%超越概率地震动输入下,地下水位上升至16米和11米,结构物加震和减震的周期分界线差不多都是0.7s。水位上升至11米,0.8~1.2s加震明显;而上升至16米,加震微弱可忽略。
4.通过收集甘肃地区地震安全性评价和小区化实测原位波速资料,分析甘肃地区波速测试中的问题,对发现的问题进行分类说明,并列举的饱和黄土案例是因为测试人员没有掌握到黄土饱和软化的特性,分析波形时带有主观性;剪切波速结果过大的案例,则是现场测试过程中的失误;饱和土纵波测试案例,则主要是想说明饱和土纵波测试现状,提醒设计人员通过正确的途径获取土性力学参数。广大工程人员应予以重视,准确测得场地波速资料,为进行土工设计和预测岩土地震灾害提供更为可靠的依据。


图1 50年超越概率10%地震动作用下地震反应谱值差