.第三章 浅震中的新技术新方法.ppt

* 地基每时每刻都在作微小的振动，简称地 微动，微动的幅度通常只有几微米，一般不为 人体所察觉。地微动的发生源可分为自然因素 和人为因素两大类，自然因素包括风、雨、 海浪、火山活动等，人为因素是指工厂生产、 交通运输、建筑施工等。 第六节 地微动观测 * 通常将有特定震源的地微动称作振动， 而将无特定振源且周期较大（大于5秒）的 地微动称作脉动，脉动的分布范围广，有时 在整个大陆地震观测台的记录都表现出非常 相似的特点，是地质学家们感兴趣的一类微 动。 * 对于无特定振源且周期又比较 短（小 于5秒）的地微动称作常时微动。无特定振 源不等于没有振源 ， 远方的振源总是存在 的。 * 因为各种远方的振源的波动在传播过程 中必然要携带中途介质（地基）特性的某些 信息，所以观测研究地基（地表或地下）的 常时微动，可以推断地基的振动特性和介质 结构。 * 说明常时微动基本性质的理论，目前有 面波理论和体波理论。这两种理论都能对常 时微动的地基振动特性作出理论解释。 * 一、常时微动的测量方法 常时微动测量一般在地下、地表和建筑物中进行。在地表或建筑物中测量时，应选择在没有工业及交通振源时进行，测点应平坦，以便于安置和调整（调平和对准方向）检波器。地下测量多在钻孔中进行，测量深度根据具体目的而定，检波器放在基岩面上或建筑物的持力层上。 * 测量仪器由检波器和带有放大器、滤波 器、磁带机和波形显示器的测量装置组成。检 波器（用于天然地震观测时称作“拾震器”或 “摆”）的选择取决于测量对象的周期范围，以 及测量位置。用于常时微动观测的检波器的体 积较通常地震勘探用的检波器体积大，有的为 长方体，有的为圆柱体，重量从几公斤到十几 公斤不等。一台检波器只围，以及测量位置。 * 一台检波器只能测一个方向的分量，如 果要在一个测点测量水平二分量（南北向、 东西向）和垂直分量时需要三台检波器。用 于地下测量的检波器一般采用井中三分量检 波器。 * 常时微动测量系统示意图 1—放大器；2—示波器；3—磁带机；4—短周期检波器； 5—长周期检波器；6—井中检波器 * 对常时微动的观测研究表明，在白天观 测时，由于工业交通等振动的干扰，其振动 形态变化复杂，且振幅较大，夜间则比较稳 定。另外还与气象因素有关，当风力强气压 低时，地表微动的振幅和周期会增大。因此， 为了得到地基微动的可靠信息，一般应选择 在夜深宁静时进行观测，同时应避开天气的 影响。 * 二、数据的处理与分析 常时微动数据处理分析方法主要有两种，一是周期频度法，另一种是频谱分析法。周期频度法着眼于研究振动出现的频度，该方法是通过人工作图的方法，确定不同周期的振动在一定的时间范围内出现的次数（频度），找出频度最高（出现次数最多）的周期作为卓越周期，其对应的频率为优势频率。 * 但随着计算机技术的迅速发展与普及， 目前已很少采用周期频度法来处理微动资料， 而是利用快速付氏变换求出微动信号的功率 谱，根据功率谱出现的最大值，可求出微动 的优势频率和相应的卓越周期。 * 三、常时微动法的应用 实践表明，常时微动的卓越周期和地基的结构及振动特性，及建筑物的抗震特性等都有密切的关系。大量试验资料表明，就功率谱而言，冲积砂土的卓越周期较小，而冲积粘土的卓越周期较大，呈现地基越软弱，卓越周期越长的倾向。 * 卓越周期是老早以前的提法，原意指的 是引起建筑场地振动最显著的某条或某类地 震波的一个谐波分量的周期，该周期与场地 覆土厚度及土的剪切波速有关。对同一个场 地而言，不同类型的地震波会得出不同的卓 越周期，因此概念上存在矛盾。 * 现在地震工程界已彻底摒弃这种提法。现 在确定地震影响系数用的是场地特征周期。即 首先根据场地覆土厚度及土的剪切波速确定建 筑物的场地类别，并据此查表得场地特征周 期，最后由设计地震分组和场地特征周期确定 抗震设计所用的地震影响系数。 * 常时微动可以为地基的分类、建筑物的抗 震性能的评价、提供抗震设计参数、对城市工 程地质进行小区划以及在滑坡监测划分稳定地 块与活动地块、确定滑动界面、研究滑坡地区 的物性等提供依据。 * 常时微动法是一种被动式地震方法，其勘 探精度不是很高，不能推断解释地基的详细构 造，只能从整体上给出地基的动态特性。与其 它精度较高的物探方法相比，可以说是一条缺 点。但从地震工程学的角度来看，这一条不但 不成为问题，反倒成为这一方法的独到之处， 因为工程地震学正是要从总体上