基于钻孔数据的大同场地类别与地震动参数分布研究

马秀芳，陈永新

(1.山西省地震局，山西 太原 030002；2.太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站，山西 太原 030025)

0 引言

场地类别根据建筑场地覆盖层厚度和土层等效剪切波速等因素，划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类[1]。建筑场地类别的确定除对建筑抗震设防起着极其重要的作用外，也对地震地质灾害评估、地震应急中的灾害预警有着重要的作用。

第五代地震动参数区划图与第四代相比，增加地震构造区的概念，建立“三级潜在震源区”划分的技术体系，采用符合国际上地震危险性分析趋势、符合我国地震资料和地震活动性特点的地震活动性模型[2]。地震动参数衰减关系借鉴国内外有关最新研究成果，以大量观测数据为基础，建立我国分区地震动参数衰减关系[2]。大同断陷盆地有着独特的、复杂的地貌和新构造，多年来，一直被列为国家地震局划定的晋冀蒙交界带地震重点监视防御区的主体。大同市又是该地区人口密度、建筑密度最高的地区，更重要的是第四代和第五代地震动参数区划图在大同市发生很大变化[3-4]。已有的地震安全性评价项目是按照第四代地震动参数区划图进行，而且是一个个独立的、分散的个体，缺乏对大同市在第五代地震动参数区划图指导下场地类别与地震动参数整体宏观的认识。故对大同市场地类别和在新区划图指导下的地震动参数计算结果进行分析，更有研究意义。

1 数据与方法

收集大同市开展过的地震安全性评价报告117项，重点整理报告中的319个钻孔数据，核对报告中各场地的场地类别。选取有代表性的22个工程场地，在第五代地震动参数区划图的指导下，重新对各场地进行地震危险性概率分析和土层反应计算，确定各场地50年超越概率为63%、10%、2%的地震动参数，对大同市场地类别和地震动参数结果进行分析。

2 研究结果分析

2.1 大同市工程场地场地类别分布

进行的安全性评价项目集中分布在大同市南部，工程场地的场地类别主要为Ⅱ类和Ⅲ类，其中，绝大多数为Ⅱ类，只有6个为Ⅲ类，且分布在2个区域，南部的3个场地比较集中，北部的3个相对分散(见第11页表1、图1)。

2.2 大同市工程场地地震动峰值加速度分布

比较这些工程项目，从中选择分布比较分散的22个，在第五代地震动参数区划图的指导下，对各场地进行地震危险性概率分析和土层反应计算，确定各场地50年超越概率为63%、10%、2%的地震动参数。根据GB18306-2015中编图指标为Ⅱ类场地条件下的Max(αmaxⅡ,10%/50Y，αmaxⅡ,2%/50Y/1.9),配合该标准条文的规定，保证在全国范围内不低估罕遇地震动所对应的峰值加速度[2]，比较αmaxⅡ,10%/50Y和αmaxⅡ,2%/50Y/1.9，选取较大值作为最后结果(见表2、第12页图2)。

表1 大同市工程项目Ⅲ类场地钻孔资料表Table 1 Drilling data of projects with class Ⅲ site in Datong

图1 大同市工程项目场地类别分布图Fig.1 The distribution of site classification of projects in Datong

表2 22个工程场地50年超越概率63%、10%、2%的地表水平峰加速度和地震影响系数模型常数(阻尼比:0.05)Table 2 Surface horizontal peak acceleration and seismicinfluence coefficient model constant of thebasic ground motion of 22 projects

编号项目名称50年超越概率AmaxgαmaxgT1secTgsecγ18114大同市武定北路东侧城市棚户区改造建设项目63%0.0670.1670.100.400.910%0.2010.4970.100.560.92%0.3820.9540.100.820.919大同市亿都国际综合楼项目63%0.0680.1690.100.400.910%0.2010.5030.100.550.92%0.3810.9520.100.780.920大同市云城乳业有限责任公司国有垦区危房改造及配套基础设施项目63%0.0690.1720.100.430.910%0.1970.4920.100.750.92%0.3700.9240.101.050.921魏都·澜庭小区项目63%0.0680.1690.100.400.910%0.1990.4950.100.560.92%0.3780.9440.100.800.922大同市城区第十四小学校上河校区项目63%0.0680.1700.100.400.910%0.2060.5060.100.560.92%0.3910.9770.100.800.9

50年超越概率10%的水平峰值加速度中，只有大同市益丰房地产开发有限责任公司丽华家园工程场地的结果是0.182 g，位于0.15 g区，其余21个均在0.195～0.209 g之间，平均值为0.203 g，位于0.20 g区，与第五代地震动参数区划图一致。

图2 大同市50年超越概率10%的水平地震动峰值加速度分布图Fig.2 The distribution of seismic peak ground acceleration of the basic ground motion in Datong

2.3 大同市工程场地地震动特征周期分布

50年超越概率10%的特征周期如表2和图3所示，特征周期在0.52～0.65 s之间，平均值为0.58 s，各概率水平的特征周期Tg虽然呈现一定的离散性，但相差较小。

3 结论

图3 大同市50年超越概率10%的特征周期分布图Fig.3 The characteristic periods of the basic ground motion in Datong

地震构造的研究有助于认识断裂的危险性[5-7]，认识工程场地所处的地震环境，而场地类别则直接影响场地对地震环境的响应。研究选取的大同市工程场地绝大多数为Ⅱ类场地，有6个Ⅲ类场地，其中南部的3个较集中，北部的3个相对分散。

在第五代地震动参数区划图的指导下，重新对分布比较分散的22个工程场地进行地震危险性概率分析和土层反应计算，确定场地50年超越概率为63%、10%、2%的地震动参数。50年超越概率10%的水平峰值加速度中，只有大同市益丰房地产开发有限责任公司丽华家园工程场地的结果是0.182 g，位于0.15 g区；其余均在0.195～0.209 g之间，平均值为0.203 g，位于0.20 g区，与第五代地震动参数区划图一致。但这些项目在第四代区划图中都位于0.15 g区，设防偏低。50年超越概率10%的特征周期在0.52～0.65 s之间，平均为0.58 s，特征周期Tg结果虽具有一定的离散性，但相差较小。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB50011—2010 建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010：28.

[2] 高孟潭.GB18306—2015 中国地震动参数区划图[M].北京：中国质检出版社、中国标准出版社，2015：169，20.

[3] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会.GB18306—2015 中国地震动参数区划图[S].北京：中国标准出版社,2015.

[4] 马秀芳.第五代与第四代区划图山西省域部分差异性初步研究[J].山西地震，2014(1)：24-26.

[5] 扈桂让，李自红，闫小兵，等.韩城断裂晚第四纪活动性研究[J].地震地质，2017(1)：206-217.

[6] 闫小兵，李自红，赵晋泉，等. 黄河壶口逆源速率及其与韩城断裂的关系[J].地震地质，2016(4)：911-921.

[7] 徐 伟，杨源源，袁兆德，等. 华山山前断裂断错地貌及晚第四纪活动性[J].地震地质，2017(3)：587-604.