基岩输入时程随机数对场地峰值加速度的影响研究震灾防御技术.PDF

第 12 卷 第 2 期 震灾防御技术 Vol. 12 ，No. 2 2017 年 6 月 Technology for Earthquake Disaster Prevention Jun. ，2017 张海，侯成国，尤红兵，杨彩红，陈三红，2017 ．基岩输入时程随机数对场地峰值加速度的影响研究．震灾防御技术，12 （2 ）： 254—265 ．doi ：10.11899/zzf 基岩输入时程随机数对场地 峰值加速度的影响研究1 ， ） ） ） ） ） 张 海1 3 侯成国3 尤红兵2 杨彩红2 陈三红2 1）天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室，天津 300384 2 ）中国地震灾害防御中心，北京 100029 3 ）天津城建大学土木工程学院，天津300384 摘要 研究基岩输入时程随机数对场地峰值加速度的影响，对核电厂设计地震动参数的合理确定具有 重要意义。本文选取了某重要核电站场地具有代表性的 3 个钻孔，建立了场地计算模型。根据确定性 方法、概率性方法得到的基岩反应谱及其包络谱，基于不同随机数，分别合成了 400 条基岩输入时程。 采用 LSSRLI-1 程序进行了场地地震反应，根据 4800 个计算结果，研究了不同随机数对地表峰值加速 度的影响，给出了自然对数下峰值加速度标准差的估计，揭示了峰值加速度的分布规律，提出了对核 电厂设计地震动参数合理确定的建议。 关键词：随机数 人造地震动 峰值加速度 核电厂 引言 核电厂场地地震安全性评价中，基岩地震动一般任取 5 个随机数进行人工合成，得到互 不相关的输入时程（国家地震局，1998；卢寿德，2006 ）。采用不同的随机数可得到不同的时 程样本，对场地地表峰值加速度（PGA ）有不同的影响（李小军，2006 ）。研究地震动随机数 对地表峰值加速度的影响，可揭示地表峰值加速度的分布规律，对合理确定核电厂的抗震设 计地震动参数具有重要意义。 对场地地震反应影响因素的研究，主要集中在土体参数的影响，如剪切波速、输入界面 以及动力学参数等（赵松戈等，2000 ；吕悦军等，2008 ；孙锐等，2009 ；王冲等，2011 ；张 海等，2011 ；曹均锋等，2013 ；沈得秀等，2014 ；李建亮等，2015 ）。目前研究随机数对地表 地震动参数影响的相关成果还较少。Rathje 等（2010 ）研究认为，采用 5 条时程进行分析， 计算结果中位数的误差在 20%之内；如果要将误差减小到 10%或 5%，需要 10 或 20 条时程； 要得到较稳定的标准差，至少需要 10 条时程，最好 20 条。周春海（2014 ）利用某实际化工 1 基金项目 国家自然科学基金项目（编号），天津市自然科学基金项目（滨海新区软土场地地震动参数确定方法 及其工程应用研究） ［收稿日期］ 2017-01-04 ［作者简介］ 张海，男，生于1977年。教授，博士，主要从事工程波动理论、城市综合防灾减灾研究。E-mail：zhanghai@ ［通讯作者］ 尤红兵，男，生于 1970 年。正研级高级工程师。主要从事地震工程研究。E-mail ：hbyou@126.com 2 期 张海等：基岩输入时程随机数对场地峰值加速度的影响研究 255 场地 50 年超越概率 2% 、10%、63%的基岩反应谱，分别以 50 个不同随机数合成了基岩人造 地震动，研究了随机数对地表地震动参数的影响，但没有研究峰值加速度的合理估计。对于 核电厂工程场地的地震安全性评价，在基岩地震动合成、场地地震反应分析、场地相关谱的 确定等方面要求更高，与上述研究分析的其他工程场地有显著差别。 本文以某重要核电厂场地为例，根据不同基岩反应谱，采用不同的随机数，分别合成了 400 条基岩