作者：王千秋 

广东华悦建设工程技术有限公司

关于经过土层选择性的放大和过滤衰减的进一步解释

（一条新的地震波诞生）

注：图中横坐标数需要除以 10。           图 3-1

五 关于卓越周期的解释

地震波是在岩石层中传播，地震波有多种频率成分，但是在多种频率的振幅中幅值最大的那一个频率对应的周期，称之为地震动的 ‘卓越周期’。（注意这个是地震波的卓越周期）。

从图 3-1可以看到： 地震波又通过覆盖的土层传向地面，在传向地面的过程中，与土层固有周期相一致的地震波将被放大，而另外一些与土层固有周期不一致地震波将被衰减。这样经过土层选择性的放大和过滤衰减后，地表的地震动的 ‘卓越周期’发生了变化，可能是原来的那个卓越周期，也可能换成别的周期成为了‘卓越周期’。这时候如果建筑结构的固有周期和地震动的卓越周期相一致，建筑结构的振动会加大，相应的，震害也会加重。

六 关于一个新的地震波诞生。

根据动力放大系数的定义， D是最大谐振反应振幅与最大静位移的比值，从图3-1中可以看到，地震波有多种频率成分，但是有的频率的振幅放大了，有的频率的振幅衰减了，但是没有一个频率的振幅消失。就是说‘在经过覆盖土层的选择性放大和过滤衰减之后， 地震波中多种频率成分没有增加，也没有减少，只是有的振幅放大了，有的振幅减小了（可能趋近于零）。严格的说，一条新的地震波诞生了。 而且同一次地震，在不同的场站测到的地震波不同，为什么会有不同，因为不同的场站所在位置的覆土阻尼比、固有周期不同，对各个频率的放大和衰减不同，所以地震波就不同。也有相同的部分，比如在各个频率的周期时长没有变化，还有地震时间总时长也没有变化。

根据以上原理，《建筑抗震设计规范》第 5.1.2条，在进行时程分析法进行结构抗震计算时（含弹性时程和弹塑性时程）的选波原则是：应按 场地类别 和 设计地震分组 （即震中距）选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线。

七 遗留问题

1 在第五条中，是固定 ω 并且从左向右滑动 ，现在我们固定 并且从左向右滑动 ω ，我们会发现随着覆盖土层的频率由大到小，或者说覆盖土层的周期由小到大，放大系数曲线是不是和《建筑抗震设计规范》中的反应谱曲线基本相同。那么他们之间有没有关系，如果有是什么关系，如果没有也给于说明。我我会在下一篇给出解答。

2 我在上一篇重点讲了 结构动力放大系数， Ⅱ类土,是2.25，Ⅲ类土是2.5。 在第四条给出了解答，也可能 在下一篇进行详细的讨论。

3 从以上的解释中可以知道当地震波在传导过程中，地震波的振幅的变化，主要和阻尼比、频率（或者周期）有关系。对于建在覆盖土层上的建筑结构，有的只有一个阻尼比，有的有两个阻尼比，比如建在混凝土结构、混合结构上的钢结构。还有建在覆盖土层上的超高层建筑结构，有加强层，有的有一道，有的有多道，加强层的刚度要远大于非加强层，那么在加强层的部位频率（或者周期）是不是发生了变化，地震波在传导过程中，遇到加强层是放大还是衰减，我在以后的文章中将尽可能的给于解答。

4 地震波在传导过程中，对于设置有隔震、减震装置的建筑结构受力的影响，也可能给于讨论。

参考资料：

洪飞宇的关于《地震影响系数最大值 αmax计算 》

王锁军《浅谈建筑结构抗震设计概念》

陈国兴 著《岩土地震工程学》

R.克拉夫、J.彭津 著《结构动力学》

K.乔普拉 著《结构动力学》

《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2010等