摘要:基于渭南市地震小區(qū)劃、區(qū)評(píng)和各類安評(píng)共260個(gè)鉆孔的實(shí)測剪切波速資料,采用一次函數(shù)、二次多項(xiàng)式和三次多項(xiàng)式模型,按照?qǐng)龅仡悇e對(duì)該地區(qū)常見土類剪切波速與深度之間的關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)回歸,通過對(duì)比擬合優(yōu)度值得到最優(yōu)擬合回歸關(guān)系式為三次多項(xiàng)式模型。將預(yù)留鉆孔的預(yù)測波速與實(shí)測波速進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了最優(yōu)模型的預(yù)測精度,同時(shí)研究了巖土類型和場地類別對(duì)模型預(yù)測精度的影響,結(jié)果表明區(qū)分巖性和劃分場地類別能在一定程度上減小預(yù)測波速的相對(duì)誤差,提高模型的預(yù)測精度。以黃土、粉質(zhì)粘土為例,將推薦模型和同為黃土場地的文獻(xiàn)模型分別得到的波速預(yù)測值進(jìn)行對(duì)比,表明剪切波速與土層深度統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型具有明顯的區(qū)域特性,巖土類型和深度對(duì)模型的區(qū)域適應(yīng)性也有一定影響,實(shí)際工作中無法獲取剪切波速實(shí)測資料時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用本地區(qū)的統(tǒng)計(jì)模型。
關(guān)鍵詞: 工程地震; 剪切波速; 土層深度; 場地類別
doi:10.16256/j.issn.1001-8956.2024.03.002
剪切波速是工程地震中進(jìn)行場地地震影響評(píng)價(jià)的重要物理量,是進(jìn)行建筑場地類別劃分的重要依據(jù)[1-3],是砂土液化判別[2-4]和黃土震陷評(píng)價(jià)[3]的重要指標(biāo),也可用來估算土的密度、孔隙率、重度、計(jì)算土的動(dòng)力學(xué)參數(shù)以及粗略劃分巖土性質(zhì)等[4-5]。前人研究表明剪切波速受巖土特征、土的狀態(tài)、土層埋深以及測試環(huán)境等多種因素影響。王平[6]分析了測試方法、初始孔隙比、飽和度、天然密度和深度等因素對(duì)黃土場地剪切波速的影響規(guī)律,并確定了各因素的貢獻(xiàn)率,認(rèn)為飽和度最大,其次是深度。劉益平[7]針對(duì)黏土、粉質(zhì)黏土、粉土和粉細(xì)砂,分析了有效上覆土壓力和深度與剪切波速的關(guān)聯(lián)程度。杜燕林[8]利用灰色關(guān)聯(lián)分析法得到了深度和土的常規(guī)物理性質(zhì)指標(biāo)與剪切波速的關(guān)聯(lián)度。侯頡[9]利用灰色關(guān)聯(lián)法分析了深度和巖土類型與土層剪切波速之間的相關(guān)性。李凡[10]利用灰色關(guān)聯(lián)法得到了深度和土性指標(biāo)兩種因素對(duì)天津軟土剪切波速影響的主次排序。凌曉梅[11]統(tǒng)計(jì)分析了深度和土的常規(guī)物理性質(zhì)指標(biāo)與剪切波速之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)各指標(biāo)與剪切波速之間均有一定的線性相關(guān)性。
在剪切波速與影響因素變化規(guī)律的研究中,對(duì)剪切波速與土層深度之間關(guān)系的研究最多、最普遍。以往研究大多都是針對(duì)某個(gè)地區(qū)或區(qū)域開展的,這體現(xiàn)了剪切波速與土層深度之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系具有顯著的地域性特點(diǎn)。段蕊[12]、阿里木江·亞力昆[13]、李建有[14]、王強(qiáng)[15]、榮棉水[16]、蔣其峰[17]、閆振軍[18]、戰(zhàn)吉艷[19]和薛鋒[20]等針對(duì)不同地區(qū)將該地區(qū)剪切波速與土層深度間的關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)回歸,得到了各土類最優(yōu)擬合經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式。有學(xué)者[25-28]還進(jìn)一步討論了場地類別和土體狀態(tài)對(duì)剪切波速與土層深度之間相關(guān)性的影響。王琦[21]給出了天津地區(qū)考慮和不考慮場地類別情況下各土類剪切波速與埋深的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)關(guān)系式。喬峰[22]討論了廣西柳州地區(qū)土體狀態(tài)對(duì)剪切波速與土層深度間相關(guān)性的影響,指出區(qū)分土體狀態(tài)能顯著提高模型的預(yù)測精度。宋?。?3]給出了哈爾濱市不同場地類別條件下各土類剪切波速與土層深度的最優(yōu)回歸函數(shù)模型。邱志剛[24]得到了黑龍江地區(qū)不同土類在不同土體狀態(tài)下剪切波速與土層深度之間的擬合結(jié)果。在實(shí)際工作中因多種主客觀因素影響導(dǎo)致波速測試結(jié)果存在一定偏差,此外為節(jié)約項(xiàng)目成本和外在條件的限制不可能每個(gè)鉆孔都進(jìn)行剪切波速測試,因此統(tǒng)計(jì)回歸得到剪切波速隨土層深度變化的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式,既可以檢驗(yàn)波速數(shù)據(jù)的可靠性,又可對(duì)無法獲得波速數(shù)據(jù)的鉆孔進(jìn)行補(bǔ)充,具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。本文中基于地震小區(qū)劃、區(qū)評(píng)以及安評(píng)工作中大量實(shí)測剪切波速資料,建立渭南市區(qū)黃土、粉質(zhì)粘土、中砂和細(xì)砂的剪切波速與土層深度間的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)關(guān)系,為該地區(qū)實(shí)際工程提供基礎(chǔ)支撐。
1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源
1.1 地形地貌概況
渭南地處陜西省關(guān)中平原東部,地貌類型主要有河流沖洪積平原、黃土臺(tái)塬和山前洪積扇等。中部的渭河沖積平原又可劃分為四個(gè)工程地質(zhì)亞區(qū):河漫灘、一級(jí)階地、二級(jí)階地和三級(jí)階地。地層巖性年代主要包括古近系、新近系和第四系,其中古近系和新近系地層巖性主要由湖積相、沖洪積相砂巖、泥巖以及礫巖等基巖土層構(gòu)成,第四系主要由更新統(tǒng)和全新統(tǒng)組成,成因類型主要有沖積、沖洪積、風(fēng)積、湖積和洪積等,巖土類型主要以黃土、粉土、粉質(zhì)粘土和砂土為主[25]。根據(jù)剪切波速測試結(jié)果,按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[26]中劃分建筑場地類別的方法,渭南沖積平原區(qū)的場地類別可以分為Ⅱ類和Ⅲ類??紤]到渭南市區(qū)的主要工程地質(zhì)單元是渭河沖積平原,因此本文中以渭河沖積平原作為統(tǒng)計(jì)區(qū),進(jìn)行土層剪切波速和深度關(guān)系統(tǒng)計(jì)回歸。工程地質(zhì)分區(qū)及鉆孔分布如圖1所示。
1.2 資料來源和數(shù)據(jù)選取
收集渭南市區(qū)地震小區(qū)劃、區(qū)評(píng)及安評(píng)報(bào)告中260個(gè)鉆孔的實(shí)測剪切波速資料,除無實(shí)測剪切波速值和驗(yàn)證模型預(yù)留的鉆孔外,對(duì)剩余257個(gè)鉆孔的剪切波速實(shí)測值進(jìn)行篩選和分類,鉆孔來源統(tǒng)計(jì)見表1。由于黏土、填土、黑壚土、結(jié)核層、卵石等數(shù)據(jù)量不足,Ⅱ類場地的粉土和粗砂數(shù)據(jù)量也較少,擬合結(jié)果不能客觀反映實(shí)際情況,因此只對(duì)4種常見土類(黃土、粉質(zhì)黏土、中砂和細(xì)砂)進(jìn)行分析討論。4種常見土類數(shù)據(jù)量共8 086組,其中Ⅱ類場地2 603組,Ⅲ類場地5 483 組。剪切波速數(shù)據(jù)均采用單孔檢層法測試得到,測試間距20 m以上為1 m,20 m以下為2 m,數(shù)據(jù)均來源于剪切波速小于500 m/s的土層。常見土類剪切波速分布范圍見表2。
2 剪切波速隨深度變化關(guān)系統(tǒng)計(jì)分析
2.1 分析方法
關(guān)于土層剪切波速與深度間關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析前人做了大量研究。有學(xué)者[18-19]采用線性函數(shù)、冪函數(shù)和多項(xiàng)式等簡單的模型來統(tǒng)計(jì),有學(xué)者[20-23]考慮到土層剪切波速與深度關(guān)系曲線變化特征和以往常用模型存在的缺陷,構(gòu)造了復(fù)合函數(shù)、分段函數(shù)等新型模型,以便獲得更好的擬合效果。通過觀察土層剪切波速隨深度變化關(guān)系曲線的規(guī)律[27],結(jié)合常用幾種回歸公式的擬合結(jié)果,最終選擇一次函數(shù)、二次多項(xiàng)式和三次多項(xiàng)式3種統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型(模型1:VS=aH+b;模型2:VS=aH2+bH+c;模型3:VS=aH3+bH2+cH+d。式中,VS為土層剪切波速,H為土層深度,a、b、c、d為擬合參數(shù))。利用Origin 2017軟件的數(shù)據(jù)擬合功能對(duì)常見土類(黃土、粉質(zhì)黏土、中砂、細(xì)砂)進(jìn)行回歸分析,得到區(qū)分巖土類型的剪切波速回歸公式。采用擬合優(yōu)度R2(0<R2<1)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)回歸結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)趨勢相似度的優(yōu)劣,R2越接近1,擬合效果越佳。通過對(duì)比3種模型的擬合優(yōu)度值,得到本地區(qū)土層剪切波速隨深度變化的最優(yōu)擬合回歸關(guān)系式,并對(duì)最優(yōu)擬合關(guān)系式進(jìn)行可靠性檢驗(yàn)和區(qū)域適用性分析。
2.2 統(tǒng)計(jì)回歸分析
2.2.1 不分巖性的統(tǒng)計(jì)分析
按上述方法,對(duì)研究區(qū)8 086組樣本數(shù)據(jù),按照?qǐng)龅仡悇e信息,繪制剪切波速與土層深度之間關(guān)系的散點(diǎn)圖,圖中部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)存在較大偏離或明顯錯(cuò)誤,這可能是由于土層結(jié)構(gòu)中存在軟、硬夾層,土體狀態(tài)的不同以及測試環(huán)境等因素造成的,此類數(shù)據(jù)需予以剔除。首先對(duì)原始數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合,取置信概率為90%,如果該數(shù)據(jù)點(diǎn)位于置信度90%的預(yù)測帶外,則認(rèn)為是不可靠點(diǎn)將其剔除。本次共刪除852組數(shù)據(jù),對(duì)剩余的7 234組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)回歸分析,得到的樣本數(shù)據(jù)和擬合回歸曲線如圖2所示。
由圖2可以看出,不同場地類別情況下,隨著土層深度增加剪切波速有明顯的遞增趨勢,兩者之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性。擬合優(yōu)度值均大于0.80,說明3種模型的擬合結(jié)果都比較理想,其中三次多項(xiàng)式模型的擬合效果最佳,能更好的反映剪切波速與土層深度之間的相關(guān)關(guān)系。
2.2.2 區(qū)分巖性的統(tǒng)計(jì)分析
為研究巖土類型對(duì)剪切波速隨深度變化關(guān)系的影響,分別將4種常見土類按照不同場地類別信息進(jìn)行擬合,得到的樣本數(shù)據(jù)和擬合回歸曲線如圖3所示。
由圖3可知,在不同場地類別條件下,4種常見土類的剪切波速與土層深度關(guān)系均具有明顯的正相關(guān)性。剪切波速統(tǒng)計(jì)回歸結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)的擬合優(yōu)度值基本都大于0.80,3種模型擬合結(jié)果的相似度均較好、精度較高。其中三次多項(xiàng)式函數(shù)的擬合效果最好,更適合來表示統(tǒng)計(jì)深度范圍內(nèi)剪切波速隨深度的變化規(guī)律。各模型擬合優(yōu)度值如圖4所示。為方便表達(dá),各土類在不同統(tǒng)計(jì)模型下的擬合情形,統(tǒng)一采用編號(hào)表示。
由圖4可知,除粉質(zhì)黏土采用一次函數(shù)模型外,粉質(zhì)黏土、中砂和細(xì)砂均在Ⅲ類場地條件下,3種統(tǒng)計(jì)模型的擬合優(yōu)度值最高,在Ⅱ類場地條件下的擬合優(yōu)度值最低。黃土采用一次函數(shù)模型時(shí),在Ⅲ類場地條件下統(tǒng)計(jì)模型的擬合優(yōu)度值最高;采用二次多項(xiàng)式模型和三次多項(xiàng)式模型時(shí)時(shí),在Ⅱ類場地條件下統(tǒng)計(jì)模型的擬合優(yōu)度值最高;采用三次多項(xiàng)式模型時(shí),在Ⅲ類場地條件下統(tǒng)計(jì)模型的擬合優(yōu)度值最低。每種土類的3個(gè)統(tǒng)計(jì)模型的擬合優(yōu)度值均未出現(xiàn)在Ⅱ類和Ⅲ類場地條件下都高于場地未分類,但表現(xiàn)出進(jìn)行場地分類后,總有一類場地模型的擬合優(yōu)度值高于場地未分類的,表明模型的預(yù)測精度可以通過場地分類得到提高。
3 實(shí)例驗(yàn)證
3.1 可靠性驗(yàn)證
為進(jìn)一步驗(yàn)證推薦模型的預(yù)測精度,選取未參與統(tǒng)計(jì)的渭南市高新區(qū)區(qū)評(píng)ZK13(Ⅱ類場地,孔深90 m)和渭南市地震小區(qū)劃WNSK141(Ⅲ類場地,孔深90 m)兩個(gè)驗(yàn)證鉆孔,將不同場地類別條件下推薦模型得到的剪切波速預(yù)測值與實(shí)測值進(jìn)行對(duì)比分析,給出相對(duì)誤差,相對(duì)誤差表示模型預(yù)測值與實(shí)測值之差占實(shí)測值的比值,結(jié)果如圖5所示。
由圖5可知,ZK13中在Ⅱ類場地條件下,剪切波速預(yù)測值在深度60 m之后有個(gè)別樣本點(diǎn)與實(shí)測值的相對(duì)誤差大于15%外,其余樣本點(diǎn)相對(duì)誤差均在15%以內(nèi)。場地未分類條件下,所有樣本點(diǎn)相對(duì)誤差均在15%以內(nèi)。WNSK141中兩種場地類別條件下,剪切波速預(yù)測值在深度50m之后都有個(gè)別樣本點(diǎn)與實(shí)測值的相對(duì)誤差大于15%,其余樣本點(diǎn)相對(duì)誤差均在15%以內(nèi)??傮w上兩個(gè)驗(yàn)證鉆孔中,在考慮和不考慮場地類別兩種條件下,剪切波速預(yù)測值相對(duì)誤差在15%以內(nèi)的樣本點(diǎn)占比均達(dá)90%以上,表明推薦模型具有較高的預(yù)測精度和可靠性。
為研究巖土類型和場地類別對(duì)剪切波速隨深度變化的統(tǒng)計(jì)推薦模型預(yù)測精度的影響,對(duì)兩個(gè)驗(yàn)證鉆孔中相同深度的土層,在場地分類和未分類兩種情況下,分別計(jì)算推薦模型的剪切波速預(yù)測值與對(duì)應(yīng)實(shí)測值的相對(duì)誤差。以剪切波速預(yù)測值在場地未分類條件下的相對(duì)誤差為縱坐標(biāo),場地分類條件下的相對(duì)誤差為橫坐標(biāo),結(jié)果如圖6所示。
ZK13中,中砂和黃土的一些樣本點(diǎn)出現(xiàn)在Ⅱ類場地條件下預(yù)測波速的相對(duì)誤差明顯更大,細(xì)砂在場地未分類條件下預(yù)測波速的相對(duì)誤差全部大于Ⅱ類場地的。WNSK141中,粉質(zhì)黏土有兩個(gè)樣本點(diǎn)出現(xiàn)在Ⅲ類場地條件下預(yù)測波速的相對(duì)誤差明顯更大,黃土和細(xì)砂在場地未分類條件下預(yù)測波速的相對(duì)誤差全部大于Ⅲ類場地,中砂在場地分類和未分類兩種條件下預(yù)測波速的相對(duì)誤差接近相等(圖6)。兩個(gè)驗(yàn)證鉆孔中,至少有一種土類在場地未分類條件下預(yù)測波速的相對(duì)誤差全部大于場地分類的。同種土類在場地分類與在場地未分類條件下,預(yù)測波速相對(duì)誤差的大小情況不同,表明巖土類型和場地類別都對(duì)剪切波速與深度統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型的預(yù)測精度存在影響,區(qū)分巖性和劃分場地類別能在一定程度上減小預(yù)測波速的相對(duì)誤差,提高模型的預(yù)測精度。
3.2 區(qū)域適應(yīng)性分析
為探究剪切波速與土層深度統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型的區(qū)域適應(yīng)性,以黃土、粉質(zhì)黏土為例,選取文獻(xiàn)中同為黃土場地的剪切波速與土層深度統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型,得到文獻(xiàn)模型與相同場地類別條件下推薦模型的剪切波速預(yù)測值,計(jì)算兩者之間的相對(duì)誤差,相對(duì)誤差表示文獻(xiàn)模型預(yù)測值與推薦模型預(yù)測值之差占推薦模型的比值。選取的文獻(xiàn)模型包括薛鋒[24]基于西安市(渭河沖積平原)實(shí)測波速,在不考慮場地類別條件下給出的黃土和粉質(zhì)黏土模型(簡稱薛模型),王曉軍[28]基于閻良地區(qū)(渭河及其支流一級(jí)階地)實(shí)測波速,在Ⅱ類場地條件下給出的黃土和粉質(zhì)黏土模型(簡稱王模型),以上文獻(xiàn)模型的回歸公式見表3,對(duì)比分析結(jié)果如圖7所示。
由圖7可知,同一場地類別條件下,黃土中王模型與推薦模型剪切波速預(yù)測值相對(duì)誤差最大為13.2%,當(dāng)深度大于6 m隨深度的增加相對(duì)誤差逐漸增大。薛模型與推薦模型剪切波速預(yù)測值相對(duì)誤差最大為15.5%,其余深度處均在5%以內(nèi),波速預(yù)測值總體上表現(xiàn)出較好的一致性。粉質(zhì)黏土中王模型與推薦模型剪切波速預(yù)測值相對(duì)誤差最大為11.8%,在深度25~64 m 較推薦模型的波速預(yù)測值偏小,其余深度處偏大。薛模型與推薦模型剪切波速預(yù)測值相對(duì)誤差為9.8%~15.5%和推薦模型的波速預(yù)測值偏差較大。兩種土類的文獻(xiàn)模型與相應(yīng)場地類別條件下的推薦模型得到的波速預(yù)測值有顯著差異,表明剪切波速與土層深度統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型具有明顯的區(qū)域特性,巖土類型和深度對(duì)模型的區(qū)域適應(yīng)性有一定影響。
4 結(jié) 論
基于渭南市區(qū)大量剪切波速實(shí)測數(shù)據(jù),分別采用一次函數(shù)、二次多項(xiàng)式和三次多項(xiàng)式模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到剪切波速與深度的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)關(guān)系式,利用未參與統(tǒng)計(jì)的預(yù)留鉆孔驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型的預(yù)測精度,最后以黃土、粉質(zhì)黏土為例,將推薦模型和同為黃土場地的其他文獻(xiàn)模型的波速預(yù)測值進(jìn)行對(duì)比,討論統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型的區(qū)域適應(yīng)性。主要結(jié)論如下:
(1) 由剪切波速與土層深度的統(tǒng)計(jì)關(guān)系可知,不同場地類別條件下,剪切波速隨土層深度增加有明顯的遞增趨勢,兩者之間表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性。不同巖土類型中,三次多項(xiàng)式模型的擬合效果均最好,更適合來表示統(tǒng)計(jì)深度范圍內(nèi)剪切波速隨深度的變化規(guī)律,其他兩種擬合方法也可以得到較好的結(jié)果。
(2) 由模型的可靠性驗(yàn)證結(jié)果可知,推薦模型的剪切波速預(yù)測值除個(gè)別樣本點(diǎn)與實(shí)測值的相對(duì)誤差大于15%外,其余均在15%以內(nèi)??傮w上兩個(gè)驗(yàn)證鉆孔中,在考慮和不考慮場地類別兩種條件下,剪切波速預(yù)測值相對(duì)誤差在15%以內(nèi)的樣本點(diǎn)占比均達(dá)90%以上,表明推薦模型具有較高的預(yù)測精度和可靠性。
(3) 由巖土類型和場地類別對(duì)剪切波速與深度統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型預(yù)測精度的影響結(jié)果可知,兩個(gè)驗(yàn)證鉆孔中,至少有一種土類在場地未分類條件下預(yù)測波速的相對(duì)誤差全部大于場地分類的。同種土類在場地分類與場地未分類條件下,預(yù)測波速相對(duì)誤差的大小情況不同。表明巖土類型和場地類別都對(duì)剪切波速與深度統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型的預(yù)測精度存在影響,區(qū)分巖性和劃分場地類別能在一定程度上減小預(yù)測波速的相對(duì)誤差,提高模型的預(yù)測精度。
(4) 由模型的區(qū)域適應(yīng)性分析結(jié)果可知,兩種土類的文獻(xiàn)模型與相應(yīng)場地類別條件下的推薦模型得到的波速預(yù)測值有顯著差異,表明剪切波速與土層深度統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型具有明顯的區(qū)域特性,巖土類型和深度對(duì)模型的區(qū)域適應(yīng)性也有一定影響,實(shí)際工作中無法獲取剪切波速實(shí)測資料時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用本地區(qū)的統(tǒng)計(jì)模型。
推薦模型只考慮了巖土類型和場地類別兩個(gè)影響因素,由于缺乏數(shù)據(jù)資料未考慮土的基本物理性質(zhì)、土的狀態(tài)等因素,有必要進(jìn)一步分析討論,以便更好地為實(shí)際工程提供基礎(chǔ)支撐。
參考文獻(xiàn):
[1] 裴軍.巖土工程勘察中剪切波速的應(yīng)用[J].河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,33(3):63-66.
[2] 孫東風(fēng),張宏明,劉攀.剪切波速與靜力觸探在砂土液化判別中的應(yīng)用[J].港工技術(shù),2018,55(S1):135-139.
[3] 張晴毅,李明永,王峻,等.剪切波速和含水率雙指標(biāo)評(píng)價(jià)黃土震陷[J].地震工程學(xué)報(bào),2017,39(2):330-333.
[4] 朱菲菲,胡志東,楊曉艷.單孔法波速測試技術(shù)相關(guān)性因素分析及其在巖土工程勘察中的應(yīng)用[J].土工基礎(chǔ),2012,26(6):119-121.
[5] 李玥.波速測試與標(biāo)貫試驗(yàn)在預(yù)估砂土密度中的應(yīng)用研究[J].吉林水利,2021,467(4):22-25.
[6] 王平,王強(qiáng),王峻,等.黃土場地剪切波速影響因素模糊灰關(guān)聯(lián)分析研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2014,33(增2):4 200-4 304.
[7] 劉益平,鄧維祥,周康.基于標(biāo)貫試驗(yàn)的巖土剪切波速多因素公式分析[J].勘察創(chuàng)新,2022,(增刊):30-33.
[8] 杜燕林,賀為民,石林珂.鄭州東區(qū)土層剪切波速影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析[J].江西有色金屬,2009,23(3):12-14.
[9] 侯頡,塔拉,余大新.基于灰色關(guān)聯(lián)分析回歸天津市區(qū)土體剪切波速[J].內(nèi)陸地震,2018,32(1):80-82.
[10]李凡,李大華.天津軟土剪切波速影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析[J].勘察科學(xué)技術(shù),2004,(3):9-11.
[11]凌曉梅,滕新保,張麗,等.一種水利行業(yè)估算土層剪切波速的智能方法[J].人民長江,2021,52(增刊1):306-308.
[12]段蕊,王曉軍,袁志祥,等.銅川新區(qū)土層剪切波速與土層深度的統(tǒng)計(jì)關(guān)系研究[J].內(nèi)陸地震,2019,33(3):221-226.
[13]阿里木江·亞力昆,唐麗華,劉志堅(jiān).和田市土層剪切波速與土層埋深關(guān)系統(tǒng)計(jì)分析[J].內(nèi)陸地震,2019,33(3):231-233.
[14]李建有,王朝進(jìn),徐興倩,等.昆明盆地剪切波速與土層深度關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012,34(S2):43-47.
[15]王強(qiáng),王蘭民,吳志堅(jiān),等.天水市巖土體剪切波速與埋深的變化關(guān)系[J].地震工程與工程振動(dòng),2014,34(增刊):251-252.
[16]榮棉水,呂悅軍,蔣其峰,等.渤海常見土類剪切波速與埋深關(guān)系分析[J].震災(zāi)防御技術(shù),2017,12(2):290-296.
[17]蔣其峰,葛孚剛,魏瑋.魯西平原地區(qū)土體剪切波速與埋深關(guān)系研究[J].世界地震工程,2019,35(3):138-143.
[18]閆振軍,呂悅軍,黃雅虹,等.華北地區(qū)剪切波速與深度之間統(tǒng)計(jì)關(guān)系的通用模型特征研究[J].震災(zāi)防御技術(shù),2019,14(2):305-312.
[19]戰(zhàn)吉艷,陳國興,劉建達(dá).蘇州城區(qū)深軟場地土剪切波速與土層深度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系[J].世界地震工程,2009,25(2):14-17.
[20]薛鋒,王慶良,胡亞軒,等.西安市巖土體剪切波速與土層深度關(guān)系的研究[J].地震工程學(xué)報(bào),2014,36(2):252-255.
[21]王琦,劉紅帥,鄭桐,等.天津地區(qū)覆蓋土層剪切波速與埋深的相關(guān)性分析[J].地震工程與工程振動(dòng),2018,38(6):191-200.
[22]喬峰,薄景山,張兆鵬,等.廣西柳州地區(qū)常見土類剪切波速與埋深之間的相關(guān)性[J].地震學(xué)報(bào),2020,42(1):111-118.
[23]宋健,師黎靜,黨鵬飛,等.哈爾濱市剪切波速與埋深相關(guān)性分析[J].建筑結(jié)構(gòu),2010,50(增刊):1 089-1 092.
[24]邱志剛,薄景山,羅奇峰.土壤剪切波速與埋深關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析[J].世界地震工程,2011,27(3):83-88.
[25]陜西省地震局工程地震勘察研究院.渭南市地震小區(qū)劃項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告[R].西安:陜西省地震局檔案室,2011.
[26]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50011—2010 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2016.
[27]齊文浩,劉德東,張宇東,等.剪切波速推測的工程應(yīng)用[J].防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報(bào),2007,9(4):17-20.
[28]王曉軍,張晗亮,田偉新,等.航空工業(yè)組團(tuán)閻良片區(qū)土層剪切波速與深度的統(tǒng)計(jì)關(guān)系[J].華北地震科學(xué),2019,37(1):23-26.
STATISTICAL STUDY ON RELATIONSHIP BETWEEN SHEAR
WAVE VELOCITY AND SOIL DEPTH IN WEINAN
CHEN Xiao-yu, TIAN Wei-xin
(Shaanxi Earthquake Agency, Xi’an 710068, Shaanxi, China)
Abstract: Based on the measured shear wave velocity data of 260 boreholes in Weinan City, the relationship between shear wave velocity and depth of common soil types in this area is statistically regressed according to the site category by using the first-order function, second-order polynomial and third-order polynomial models. By comparing the goodness of fit, the optimal fitting regression relationship is the third-order polynomial model. The prediction accuracy of the optimal model is verified by comparing the predicted wave velocity of the reserved borehole with the measured shear wave velocity. At the same time, the influence of rock and soil types and site types on the prediction accuracy of the model is studied. The results show that distinguishing lithology and classifying site types can reduce the relative error of the predicted wave velocity to a certain extent and improve the prediction accuracy of the model. Taking loess and silty clay as examples, the predicted values of wave velocity obtained by the recommended model and the literature model of the same loess site are compared. It shows that the statistical relationship model between shear wave velocity and soil depth has obvious regional characteristics, and the type and depth of rock and soil also have certain influence on the regional adaptability of the model. When the measured data of shear wave velocity cannot be obtained in practical work, the statistical model of the region should be preferred.
Key words: Engineering earthquake; Shear wave velocity; Depth of soil layer; Site type