河北平原典型地裂缝场地动力响应特征及抗震设防研究.pdf

摘要

河北平原地裂缝分布广泛、致灾严重，给当地工程建设和人民生活造成了严重影响。

至今，有关地裂缝分布规律、活动特征、成因机理和防治措施等方面已取得很多研究成

果，但有关河北平原地区地裂缝场地的动力响应和动力效应的研究基本还是空白，考虑

到河北平原地区构造活动强烈，地裂缝灾害频发，已严重影响到区域的工程建设和社会

经济可持续发展。因此，在该地区开展地裂缝场地动力响应特征和抗震设防的研究具有

重要的实际意义。

本文在收集资料及踏勘的基础上，选取了不同成因的高丽营地裂缝（构造成因）、隆

尧地裂缝（构造成因）、大名地裂缝（古河道成因）和唐山地裂缝（地震成因）等四条典

型地裂缝为研究对象，基于现场地脉动测试，从傅里叶谱、加速度反应谱和Arias烈度

三个不同角度分析其频谱特性，揭示了河北平原典型地裂缝对场地动力响应的影响以及

不同成因地裂缝场地的动力响应特征规律，并从防震减灾的角度，提出了工程抗震设防

的地震加速度和避让距离的建议值。研究发现：

（1）河北平原典型地裂缝对场地傅里叶谱卓越频率和反应谱卓越周期的影响较小：

卓越频率相对稳定，不随测点到地裂缝水平距离的变化而出现规律性变化。其中傅里叶

卓越频率主要集中于3.44Hz左右；反应谱卓越周期集中0.24s，且高于傅里叶谱的卓

越频率。

（2）河北平原典型地裂缝场地的动力响应具有明显的放大效应，幅值在地裂缝附

近最大，随距地裂缝距离的增大而减小，并逐渐趋于平稳。地裂缝附近的放大因子可达

1.5倍以上，且放大效应具有“上下盘效应”，活动性更强的上盘放大效应更明显。不同类

型的地裂缝场地其放大效应也有差异，整体表现为构造型地裂缝大于非构造型地裂缝

（古河道地裂缝），同时，在构造型地裂缝中，构造地裂缝的放大效应又大于地震地裂

缝。

（3）河北平原不同类型地裂缝对场地动力响应规律基本一致，但影响范围不同：构

造地裂缝场地的放大效应影响范围最大，约24m，地震地裂缝次之，约22m，古河道

地裂缝最小，不到20m。综合考虑河北平原地裂缝对场地影响范围：上盘约24m，下

盘约20m。根据场地放大效应及其影响范围，可以为河北平原地裂缝场地工程结构的合

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理抗震设防提供依据。

（4）对于地裂缝附近的建筑物，可根据影响范围进行避让；对于无法避让或已建于

地裂缝影响范围内的建筑物，可根据建筑物重要性类别，结合文中所给出的典型地裂缝

场地“地震加速度”参考值适当提高抗震设防水平。

关键词：河北平原，地裂缝场地，动力响应，地脉动，放大效应，影响范围

II

Abstract

GroundfissuresintheHebeiPlainarewidelydistributedandcauseseriousdisasters,

whichhaveseriouslyaffectedlocalengineeringconstructionandpeopleslives.Atpresent,the

researchonthegroundfissuresintheHebeiPlainmainlyfocusesonthedistribution

characteristics,activitycharacteristics,genesismechanismandpreventionmeasures,etc.,and

thereisnoresearchonthedynamiccharacteristicsofthesiteinthisarea.Consideringthestrong

tectonicactivityandfrequentoccurrenceofgroundfissuredisastersintheHebeiPlain,ground

fissureshaveseriouslyaffectedregionalengineeringconstruction