河口盆地非线性地震效应及设计地震动参数

针对基岩明显起伏、土层非均匀分布的典型河口盆地场地，考虑土体非线性特征，采用黏弹性人工边界模拟无限域对地震波动的影响，建立大尺度精细化二维有限元模型，分析了盆地地表地震动幅值、频谱、持时、传递函数特征，探讨了基岩起伏土层的地震动聚集效应及盆地边缘效应。结果表明：（1）盆地近地表土层表现出不同程度的地震动放大效应，且随土层深度增加呈非单调递减特征，基岩突变处地震动聚集效应明显，盆地两侧产生较为显著的边缘效应；场地中、长周期地震动的放大作用显著；（2）多遇地震、偶遇地震和罕遇地震水平时，场地卓越周期依次介于0.35～0.65s、0.40～0.75s和0.50～1.05s之间；给出了盆地地表pga（地表峰值加速度）、卓越周期均值等值线图及地表加速度反应谱放大因子建议值，地表设计地震动参数amax（地震影响系数）与tg（特征周期）明显大于现行《建筑抗震设计规范》取值；（3）盆地特殊位置地表地震动持时得到不同幅度增长，且与输入地震动特性相关；（4）该盆地对0.5～2.0hz频段基岩地震动的放大效应比较显著，对小于0.2hz或大于2.5hz的基岩地震动，该盆地地震动放大效应不明显；（5）福州城区及其邻近区域地震动放大效应普遍较大。大尺度二维非线性分析一定程度上能合理反映微地形起伏、土层分布及土体非线性对地震波传播过程的影响。