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強震動臺站周邊地面建筑物對觀測結果的影響分析

李小軍; 常安鵬; 劉培玄 北京工業大學建筑工程學院; 北京100124; 中國地震局地球物理研究所; 北京100081; 中國地震局發展研究中心; 北京100036
  • 強震動觀測
  • 觀測臺站
  • 場地條件
  • 建筑物影響
  • 數值模擬

摘要:強震動觀測是獲取地震地面運動最基本的手段,但其觀測質量會受到觀測臺站周邊環境的影響。本文針對不同場地條件的觀測臺站和附近不同高度建筑物,開展建筑物對觀測場地地震動影響的模擬分析,探討其對強震動觀測的影響規律。基于ABAQUS有限元分析軟件以及粘彈性邊界方法,建立了8個場地-建筑物體系計算模型,分別考慮了4種不同剪切波速的場地和4種不同層數的框架結構建筑物,計算分析了建筑物高度、觀測點與建筑之間的距離對強震動觀測及場地土波速變化的影響。結果表明:強震動臺站附近地面建筑物的存在對觀測結果將產生明顯的影響,近距離建筑物影響的相對誤差可高達20%以上;建筑物高度的變化并沒有明顯改變其影響程度和影響較大的地震動周期范圍,但較高建筑物的影響程度會隨距離增加衰減速度減慢;場地土越軟,周邊建筑物對觀測帶來的影響越大。建議:對于較軟弱場地(土層平均剪切波速低至210m/s),強震動臺站避讓建筑物的距離應不小于40m,對于較堅硬場地(土層平均剪切波速大于250m/s),強震動臺站避讓建筑物的距離應不小于25m。同時還認為,如果強震動觀測要求較高精度,需進一步增加避讓距離,且應具體考慮建筑物高度等因素的影響。

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震災防御技術

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