范留明, 谢 超, 赵 钦(西安理工大学 土木建筑工程学院, 陕西 西安 710048)

地震是危及人民生命财产的突发式自然灾害,而大量的建筑震害是由于结构物与场地地基的共振或类共振效应引起的。当建筑结构的自振周期与场地自振周期接近或一致时,两者构成的系统在地震过程中产生共振作用,使振动幅值变大,导致建筑物发生严重损坏[1]。由于共振作用而被放大的场地自振周期称为卓越周期。

为了避免地面建筑物与地基土在地震时产生共振,需要研究场地自振特性,而准确估算场地的自振周期是其关键。目前,确定场地自振周期的方法大致分为直接测定法和波速法两大类[2-3]。直接测定法[4-5]是通过对强震记录或地脉动记录进行Fourier分析得到自振周期,但这类方法需要良好的强震或震动记录信息,且容易受场地局部条件的限制或人为因素的干扰。在实际工程中,波速法的应用最为广泛。波速法又可细分为简化法、解析法[6-7]和数值法[8]三种。通过对各种自振周期计算方法比较发现[9],虽然这些方法各有优势,但是同时也存在不足之处,普遍问题是方法本身的假设过于理想化,对场地的地层结构、土性特点、土层与基岩的相互作用等问题考虑不足。为此,作者提出一种考虑基岩影响的场地自振周期的计算方法,期望对解决上述问题的研究工作中起到抛砖引玉的作用。

1 场地谐波激励谱法

对给定场地输入不同周期的简谐波,可以计算得到不同周期简谐波作用下场地的最大反应,场地最大反应与相应简谐波周期所形成的关系曲线,称为场地谐波激励谱。……