基于KiK-net台站的中美场地类别对比分析_641

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44
地震工程与工和振动
第35 卷
由表1 平日表 2 可以看出: 中 美标准的仄
表2 美国抗震规范场地类别划分标准
另iJ在于 考虑指标和取值范围的不同，但均采
Table 2 The site classifïcation standard of American seismic code
(51278474) ， l'\aional S cien l"e ar川n叫1 lure Se川附 (N�:IS20 140 1) 作者简介·刘Jì\玄( 1986 - ) ，男，研究实习员，lîßi十，主要从事一[程地展 研究 . �:-rnail: Il'xOOOOOl @ 126. curn
3.2 基于美国抗震规范的场地类别划分结果 同样，按照美同建筑抗震规范的场地分类标准，对 KiK- net 的661 fì站场地进行了分类:A 类14个、 R类
罔，罔2 (b)为不同类别场地行站在KiK-net 中的比例罔;向罔可知，KiK- net fì站场地类别以E类为主，其数
量达到总数的75.950毛，1 类、皿类、町类数量依次递减，所占比例分别为:17.4%、5.14%、 1 .51%。 600
502
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Abstract: Acording to the site classification standards of Chinese and American seismic codes， the 661 stations sites belong ing to Japanese KiK-net are sorted.There are 1 80 stat i ons， in which the overburden thicknesses are no less than 20 meters. B y means of least叫uare method， the statistical fomlUlas between 飞20 and V.电30 are esta blished for d ifferent site categor i es accord ing to Chinese seismic code. The cone叩ond ing relati on between Chinese and A­ merican site classification is explored. The ob tained results can provide a scientific basis for selecting the strong motion data to detenn ine the seismic parameters for engineerings. Key words: KiK-net station; site classification;也创r - wave velocity; seismic code; least square method
地震中不同场地上的强震观测记录和土层地震反应分析 比较结果，NEHRP 提出了一个以表层30 m 范围内 的专价剪切披速为主要参数的场地分类标准和相应的设计反应谱调整方案L 10_。
3 场地类别划分结果
由于巾、 美、 日三国的剪切波速测试方法相同，因而剪切波速资料具有可比性，所以场地分类的对比具有
实际军义。 本文以 KiK-nel的661 台站场地钻孔剪切波速资料为基础数据，分别w用中美抗震规地中场地
第35卷第6期 2015年12月
地 震 T伞 程 与 T伞 程 振 动
EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING DYNAMICS
飞/01.35 No.6 Dec.2015
文章编号: 1000 - 1301 (2015) 0 6 - 0042 - 05
。OT :10.131 97/j. eeev.2015.0 6.42. l i upx.00 6
基于I(iI(-net台站的中美场地类别对比分析
刘培玄ljt红帅l，赵纪生I，刘艳琼2
(1地完运动监测..l.程 研究中心， 北京 1000元， 2中困地)�局L程力学 研究所，黑龙江哈尔滨150080)
摘 要:以H木KiK-net台站场地剪切波速资料为基础分别按照中、美抗展规范的场地类别划分标
准，确定了661个台站的场地类别;选择了覆盖层厚度不小于20 11的 1 180个台站的等效剪切波速资
用了等效剪切波速作为分类指标，其内涵完 今相同，只是计算深度有不同的考虑。 巾同 规范叶算深度取 20 m 是网为在相同的叶算 深 度 条 件 下， �建 筑 抗 震 设计规 范》 (GB50011 -2001 ) 中等效剪切波速计算结果 与《建筑抗震设计规范þ ( CBJll -8 9)巾平均
场地类别 A
料，采用最小二乘法，建立了E类和皿类场地的儿。和儿。统计公式，探讨了巾美场地类别的对应天
系。所得的结果为孜同确定场地设ì 1地震功参数时强震功资料的选取提供了依据，并为吸纳美同场
地设计地震动参数成果提供基时u
关键词: KiK-net-F干站;场地分类;剪切波速;抗震规范;最小二乘法
中图分类号:P315 . 91
文献标志码:A
Comparison of site classification between Chinese and American seismic codes based on data of Japanese KiK-net station
LIU Peixuan1 ， LIU Hongshuai1 ， ZHAO J isheng1 ， LIU Yanqiong2
本文以 KiK-ne L台站场地资料为 基础，对比分析了中美场地类别的区别和联系，依据 Kik-ne l资料构建 了中国H类和皿类场地 与美国场地类别的对两关系，为场地条件对地震动影响研究提供了依据。
1 日本KiK-net介绍
KiK-net(Kiban Kyosh in networ k)1川|是由日本防灾 科学技术研究所建设和管理的强震动行网，是在日本高 灵敏度地震台网(H川et)的6 96个台站基础上，山安装 在钻孔战部和对所自 由地表的两组强震仪组成井下强震 动观泪IJ fì阵构成。 KiK-net 使用的是-轴力平衡式加速 度仪，自振频率为450 Hz，采样率为 100 Hz，动态 范围为 1 14 dB，幅频响而由线平坦区|间为0.1 -30 尬。 在 KiK ­ net 的6 96个台站巾，有661个台站拥有详细的场地钻孔 剪切波速资料，其巾大部分台站钻孔深度在 100-200 m 之间，只有少部分深度超过 1 000 m c KiK-net 台站在日 本境内基本完全覆盖，他围涉及海滨软土到基岩场地，如 附1所示。
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75.959毛
场地类别
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图2 基于 中国抗震规范的场地类别划分结果 Fig. 2 The site elassifïeation results based on Chinese seismie eode
品红山等[3:、 郭峰等[4]分别利用 美同十几个台站和235个台站(来向 美同、 日本、 欧洲和台湾)的场地勘 探资料，研究了附在的对应关系 c 需要指出的是，美同抗震规 范的凡。 计算的是浅表30 m 的等效剪切波速， 而上述成果的儿。与中国抗震规范的等效剪切波速E义相同，并非与儿。的物理忌义完全对荫，故其分析 结 果的离散性可能高些c 日本Kik- net 台站数量多，更为重要的是翔实的台站场地资料和丰富的强震记录，为 探讨场地条件的影响提供了难得的机遇。
2 中美抗震规范的场地分类标准
图1 KiK-neL台站分布图 Fig. 1 The distribution map of KiK-net stations
中同抗震规 范中场地类别划分采用的是双指标分类方法，I1IJ覆盖土层厚度和等效剪切波边，将场地类别 划分为I、E、皿、N(J_LJ类，其巾I类分为1 0 、1 I两个亚类，场地类别划分标准如表1 所水;美国抗震规 范 采 用的是单指标分类方法，即地表以下30 m范围内的等效剪切波速(V，剧) ，将场地类别划分为 A、B、C、D、E五 类，场地类别划分标准如表2 所示。
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等先生剪切波速V;3U (m/s) V节。>1 500
1500;言下、30 >760 760;， f、30 >360 360;， V.写30二三lXO
lXO > VS3U
剪切波速计算结果相比偏 小，考虑到实际需要和规范分类标准的延续性，在《建筑抗震设汁规范H GB5001 1 2001 )的修订中将计算深度从15 m 增加到20 m191;美国规范计算深度取30 m 是根据1 98 9年Loma Prieta 等
类别划分指标进行相应的计算，得出不同规范下的场地类别划分结果。
3.1 基于中国抗震规范的场地类别划分结果
按照中同抗震规范的场地分类标准 KiK- net 的661 台站场地类别共划分为四类: 1 类115个、H类 502
个、皿类34个、N类 10个。 图2展示了不同场地类别台站分布情况，其中图2 (a)为四类场地台站数量直方
引言
场地条件对地震动的影响显著，研究其影响的最直接有效的方法是基于强震观测的三维台站记录，分析 局部场地条件对地震动的影响。 强震观测的三维台站目前中同仅有唐山响日堂台站，且破坏性地震的记录偏 少，远不能满足场地效应研究的需求，而日本Kik- net 台站是世界1..较密集的强震三维 台站，且其具有丰富的
表1 中国抗震规范场地类别划分标准 Table 1 The site classification standard of Chinese seismic code
岩七的剪切波i豆飞或士的等效剪切波速(mls)
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800 ""人>500
500二三队 >250
250二三v.乍 >150
收稿日期2015 -01 -28， 修订日期2， 015 -02 -26 基金项目.巾固地震局地震科技星火计划项U (XHI3032Y);国家自然科学东金项U (51278474)，国家重大科技专项项U (2013ZX-
0600200 1-9)，地壳运动监测了程 研究 巾心主任基金项目 ( N川也0 1401) Supported by， Science for Earthquake Reôilience， China Earthquake Adminiôtrition (X H13032Y) ， National Natmal Science Foumlation of China
(1. Naliunal �:arlllquake Infraôlrure Service， Beijing 100036， China， 2. Institute of Engineering Mechanics， China Ealthquake Administration， HarLin 150080， China)
6期
刘士百玄，等:某于KiK-net台站的中美场地类别对比分析
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强震记录和完整的士层波速结构，能够为强震稀少的广大地仄地震动参数研究提供基础11数据，促进场地条件 对地震动影响的深入研究Q
场地分类是工程 上处理局邮场地条件对地震动影响的简洁有效方法。 为了能够利用 Kik-net 台站强震 记录给归不同场地类别的影响结果，首先需要对台站场址进行分类。 考虑到 巾同《建筑抗震设计规范 (GB500门-20 10n[] (以下简 称 "中同抗震规范 ") 和美同建筑抗震设计规范 2] ( < Bu ilding Seismic S aleLy Council}> ，2004 ，以下简称"美同抗震规范")中场地类别划分标准的差异，影响和阻碍了中美相关成果的交流 和借鉴，国此有必要探讨中美场地类别的对J\在关系。