1.5　PGA与EPA比例关系分析

1.5.1　美国西部基岩记录

PGA与EPA值间的各种比值的最大、最小、均值及方差见表1.6和图1.6。

1.5.1.1　PGA/EPA

从表1.6来看,统计平均而言,PGA略大于EPA值,水平分量PGA/EPA=1.102,竖向分量PGA/EPA=1.082,即PGA约为EPA的1.1倍。不同记录间PGA与EPA的差异还是比较大的,其中水平分量PGA/EPA值在0.484～2.368,竖向分量PGA/EPA值在0.610～1.972。

1.5.1.2　不同分量间EPA比值

不同分量间EPA比值也不同,其中EPA1/EPA2=1.141,方差为0.231;EPA1/EPA3=1.977,方差为0.715;EPA2/EPA3=1.937,方差为0.948;水平与竖向EPA的比值为1.957。

1.5.1.3　不同分量间PGA比值

PGA1/PGA2=1.072,方差为0.100;PGA1/PGA3=1.948,方差为0.636;PGA2/PGA3=1.963,方差为0.894;总平均水平PGA比竖向PGA为1.956。

1.5.1.4　结果分析

就单个地震记录而言,PGA有可能大于、等于或小于EPA,但从统计平均结果来看,PGA值稍大于EPA值,PGA/EPA在1.1左右。当PGA/EPA<1.0时,按PGA值进行抗震设计可能会偏不安全;当受局部高频影响PGA/EPA远大于1.0时,按PGA进行抗震设计可能会偏于保守而没必要地增加工程投资。

不同分量间EPA的比值关系与不同分量间PGA的比值关系相似,无论是两水平分量间EPA的平均比值还是水平与竖向分量间EPA的平均比值与PGA的相应比值均较为接近,其中两水平分量间的平均比值均为1.1左右,离散性也都较小;水平与竖向分量间的平均比值则在1.96左右,接近于2,这说明竖向分量加速度峰值直接取为水平分量的1/2～2/3的做法是可行的。目前抗震设计规范中取竖向分量加速度值为水平分量的2/3,与实际记录统计结果相比是偏于安全保守的取值方法。

1.5.2　我国台湾SMART-1台阵土层记录

PGA与EPA值间的各种比值的最大、最小、均值及方差见表1.7和图1.7。

1.5.2.1　PGA/EPA

由表1.7可知,从统计平均来看,PGA略大于EPA值,水平分量PGA/EPA=1.143,竖向分量PGA/EPA=1.294。就单个记录来看,比值的差别还是比较大的,其中水平分量PGA/EPA值在0.543～2.543,竖向分量PGA/EPA值在0.603～3.148。

1.5.2.2　不同分量间EPA比值

EPA1/EPA2=0.890,方差为0.020;EPA1/EPA3=1.599,方差为0.036;EPA2/EPA3=1.899,方差为0.025;平均水平EPA比竖向EPA为1.745。

1.5.2.3　不同分量间PGA比值

PGA1/PGA2=0.929,方差为0.003;PGA1/PGA3=1.679,方差为0.023;PGA2/PGA3=1.821,方差为0.027;总平均水平PGA比竖向PGA为1.750。

1.5.2.4　结果分析

从统计平均结果来看,PGA>EPA;不同分量间EPA的比值关系与不同分量间PGA的比值关系相似,无论是两水平分量间EPA的平均比值还是水平与竖向分量间EPA的平均比值与PGA的相应比值均较为接近,其中两水平分量间的平均比值均为0.9左右,离散性也都较小;水平与竖向分量间的平均比值则在1.750左右,即水平与竖向峰值加速度的平均比值也在1.5～2范围内。

1.5.3　不同场地条件下PGA与EPA比值关系的比较分析

就统计平均而言,无论是基岩场地还是SMART-1台阵所在的土层场地条件,均表现为PGA>EPA。相比较而言,土层上的PGA/EPA稍大于基岩上的对应值,统计方差则土层记录的方差值小于基岩记录的相应值。这是因为:所采用的SMART-1台阵记录来自于6次地震,其中6次地震除E-45的震中距R=79km外,其他5次地震的R≤30km,且6次地震的震级也较大,近场中强震的高频较丰富,因而统计结果表现出土层PGA/EPA比基岩的稍大。另外,SMART-1台阵各个测点间的间距很小,因传播途径及场地条件的不同所带来的影响较小,由此引起的地震动峰值特性的变化也就较小;而所采用的美国西部的强震记录资料则来自于20次地震41个台站,且这些台站的位置分布较广,因震源机制、传播途径及局部场地条件的不同而引起的地震动峰值特性的变化也就较大,数据的离散性较大,所以统计方差为基岩的大于土层记录的方差。