4.7 掌握不同级别地震安全性评价工作地震动时程合成的要求和方法
4.8 掌握不同级别地震安全性评价工作场地地震反应分析模型及参数确定的要求和方法
模型确定原则：I级、II级工作和地震小区划，地面、土层界面及基岩面均较平坦时，可采用一维分析模型；土层界面、基岩面或地表起伏较大时，宜采用二维或三维分析模型。
对于大多数局部场地或大面积场地（如城市区划场地）的局部范围一维分析模型适用；而对于局部场地地面、土层界面及基岩面起伏较大的情况，由于场地土体特性沿水平向变化显著，以一维场地模型进行场地地震反应分析则难以模拟场地条件对地震动的影响，这时宜建立二维或三维场地模型。 参数确定原则：场地地震反应分析模型参数包括土层剖面描述参数及土体力学性能参数，它是土层厚度（空间三维变化）、土体密度、土体S波和P波波速、土体动力非线性关系，即剪变（或压缩）模量比与剪（或轴）应变关系曲线、阻尼比与剪（或轴）应变关系曲线。这些参数均可根据场地工程地质条件勘测与试验结果确定。
（1）I级工作应根据土力学性参测定结果确定模型参数
对于I级工作，应根据场地分层岩土静力和动力特性实际测定结果直接确定场地计算模型的所有参数。
（2）II级工作和地震小区划应由土力学性能测定结果及相关资料确定模型参数。
非控制性钻孔的场地计算模型参数确定中，当实测资料不足时，可根据土的常规物理力学性能或岩（土）性能指标，采用经验关系确定相应的模型参数。对于深度大于100m的那些控制性钻孔在其100m以上深处（地震输入
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界面之上）没有实测波速值或非控制性钻孔没有实测波速值的情况下，确定相应的计算力学模型参数时应采用所似估计法弥补所缺波速值。波速值近似估计分两种情况：
A）对具有土性描述的钻孔，如果此钻孔附近有完整钻孔波速值的测点，则可以采用土性及深度类比方法估计此钻孔所缺波速值；如果附近无完整钻孔波速值的测点，可以采用本地或工程地质条件相类似的其他地区的波速值的随土类及埋深变化的统计经验关系式，估计此钻孔所缺波速值； B）对于深度无土性描述的钻孔，则应利用钻孔附近及其他钻孔的土性描述及波速值资料勾划出此钻孔周期的土层分层面分布图，并由此得到此钻孔深部的土性描述，而后利用土性及深度类比方法依据附近钻孔波速资料估计此钻孔所缺深部波速值，并确定计算地震输入面。
在采用近似估计方法弥补所缺波速值和地震输入面后，应进行波速值和地震输入界面位臵的不确定性对场地地震反应的影响分析。 6.9 掌握不同级别地震安全性评价工作地震输入界面的确定要求
A）I级工作应采用钻探确定的基岩面或剪切波速不小于700m/s的层顶面作为地震输入界面；
B）II级工作和地震小区划应采用下列三者之一作为地震输入界面： --钻探确定的基岩面；
--剪切波速不小于500m/s的土层顶面；
--钻探深度超过100m，且剪切波速有明显跃升的土层分面界或由其它方法确定的界面。
地震输入界面应具有两个基本特性：
--地震输入面以外的介质应为基岩或足够坚硬且非线性较小的土体；
--地震输入界面之下介质的波速值与其上部的土层的波速值之间应
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满足一定的比值条件。
4.10 熟悉土力学参数确定的方法
场地波速的测定：单孔检层法、跨孔法波速测试法和面波法。利用面波波速与剪切波速之间的换算关系，确定剪切波波速。VR?KiVS 其中Ki是一个依赖于介质泊松比的常数。
场地土动力性能参数的测定：地震安全性评价中所指的土动力性能指场地土的剪切模量比与动剪应变关系曲线，阻尼比与动剪应变的关系曲线。这两种曲线在进行场地地震反应分析计算时要用到。测试方法有共振柱试验法和动三轴试验法。
4.11 掌握场地地震反应分析的常用方法
土层地震反应分析是场地地震动参数确定的一个重要部分。场地对地震动影响的分析，理论上讲属于三维动力问题。然而，对于某些局部范围内场地条件较为均匀简单的情况，可以将场地介质模型简化为成层土层模型。这一模型属于一维场地模型。
一维场地地震反应分析方法所涉及的主要问题是土体介质动力方程的建立、土体介质非线性的考虑及动力方程的求解。建立何种形式的动力方程应与采用什么样的方法求解动力反应相适应，而动力方程求解方法的选取又与土体非线性特性的考虑方法有关。
在一维成层场地地震反应的分析方法中，较早出现的是时域弹性波传播理论方法，但这一方法实际上只能给出覆盖土层层数较小情况下的反应解。而后出现了频域弹性波传播理论方法，这一方法则适用于任意土层层数情况。为了考虑土体的非线性效应，出现了等效线性化分析方法及直接时域非
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线性逐步积分法。
等效线性化土层地震反应分析方法：
等效线性化土层地震反应分析方法是一种间接考虑土体非线性的方法，它是频域线性波动分析方法的基础上利用非线性动力方程的等效线性化处理手段给出的。这一方法可分为两部分，一是线性方程的频域波动求解，二是土体非线性的等效线性化处理。
等效线性化的基本思想为：在真实地震波穿过土层时，土体承受极不规则的循环荷载，在应力-应变平面上，土体应力-应变关系呈现复杂的回线图像，各个回线的大小、开关及方位都是变化的。为了使问题简单化，用一条在平均意义上等效的稳态回线即滞回曲线近似地表示所有回线的平均关系。这条等效化的回线的应变幅值称为等效剪应变幅值。
土层非线性地震反应分析的等效线性化方法的应用范围、条件和不足之处： 本质上讲，等效线性化方法仍属于线性计算方法，它只能从时间过程的平均意义上粗略地体现土体的非线性影响，而不能反映土体的非线性物理过程性。另外，等效线性化方法还存在一个适用的条件，就是非线性程度较小，即小的非线性情况。因此，对于土体反应将进入大非线性范围及对土体非线性的物理过程较为关心的情况，等效线性化方法将不再适用。 4.12 掌握计算场地相关反应谱确定的依据与要求
采用与工程场地相适应的场地力学模型（一维、二维或三维场地模型），利用适当的分析方法，在已知场地力学参数及计算地震动输入的情况下，可以给出场地不同位臵（包括不同深度处）地震反应地震动时程，而后计算出地震动时程对应的场地相关反应谱，并考虑输入地震动随机样本时程的差异
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对场地相关反应谱的影响，采用取包络谱或平均反应谱值的方法给出计算场地地震动相关反应谱。另外，因为直接计算所得场地地震动相关反应谱曲线形状较为复杂，为了便于结构地震反应分析计算，场地地震动相关反应谱通常以规准化形式给出。一般情况下，标定反应谱值为计算反应谱的平均拟合值，而对于核电站等十分重要的工程场地，标定反应谱值为计算场地反应谱的外包线值。
（1）一维模型土层厚度应划分得足够小，使层内各点剪应变幅值大体相等，计算可用等效线性化波动法。
获得足够小的计算土层厚度，可以确保计算土层层内各点剪应变幅值大体相等，以在计算中合理地反映较厚土层中不同深度位臵土体的非线性程度的差别。理论上讲，计算土层厚度值越小计算反应精度越高。根据理论分析及计算经验，计算土层厚度值控制在所考虑的有效地震波最短波长的1/20-1/5，计算土层厚度与土层的波速值成正比例关系。
基于已有工作的实践经验，采用等效线性化处理土体的非线性问题具有一定的理论依据和合理性，规范中仍然规定了可以采用等效线性化波动法进行场地地震反应分析计算。开展场地地震反应分析计算的另一类方法则是直接的非线性时域方法。直接的非线性时域方法进行场地地震反应分析计算已在一些工程场地地震安全性评价工作中得到应用，直接的非线性时域方法具有更为合理地反映土体非线性特性对场地地震动影响的物理过程的优势，特别是对于具有较厚覆盖土层的场地及地震动输入强度较大的情况。困此，利用直接非线性时域方法进行场地地震反应分析成为发展趋势。
（2）二维及三维模型采用有限元法求解时，有限元网格在波传播方向的尺寸应在所考虑最短波长的1/12-1/8范围内取值。以确保场地地震反应计算中所考虑的地震动高频成分计算结果的精度。
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