28.3 场地选择与划分的意义及对抗震设计的影响
　　人们常常看到在具有不同工程地质条件的场地上，建筑物在地震中的破坏程度是明显不同的。于是人们自然就想到既然在不同场地条件下建筑物所受的破坏作用是不同的，那么，选择对抗震有利的场地和避开不利的场地进行建设，就能大大地减轻地震灾害。另一方面，由于建设用地受到地震以外的许多因素的限制，除了极不利和有严重危险性的场地以外往往是不能排除其作为建设用场地的。这样就有必要按照场地、地基对建筑物所受地震破坏作用的强弱和特征进行分类，以便按照不同场地特点采取抗震措施。这就是地震区场地选择与分类的目的。
　　1 较早详细地研究场地土对震害影响的是美国人伍德(Wood)，他对1906年大地震在旧金山市区内的震害进行了详细的现场调查，曾发现位于坚硬岩石、砂岩、基岩上薄覆盖层，砂和冲积层、人工填土以及沼泽上的建筑震害差异很大。其后，在1923年日本关东大地震时，人们调查了如下3种地基上房屋的震害：
(1)河流三角洲、淹没盆地、填筑咸水湖、泥质冲积层以及回填土；
(2)砂丘、海滩、河漫滩以及洪积火山岩层；
(3)坚硬的第三系地层，致密的砾岩以及岩石。
结果发现震害程度有很大的差别，其中第(1)类场地上的木结构房屋震害要比第(3)类严重好几倍。从此以后，不同场地上建筑物震害程度的差异引起了更大的关注。
　　2  60年代初，周锡元在认真收集国内外宏观震害资料的基础上，总结出如下一些规律：
(1)如果不考虑建筑物的实际抗震性能，松软潮湿的土壤对于一般建筑物的抗震多数是不利的；
(2)在坚硬地基上建筑物的破坏通常都是由于地震荷载作用的结果，在软弱地基上建筑物破坏的原因则比较复杂。建筑物基础的竖向和水平位移，地基的不均匀沉陷，因液化和强度骤然降低而使土壤结构失去稳定性等往往也是软弱地基上建筑物遭受破坏的主要原因；
(3)柔性结构在软弱地基上容易遭到破坏，坚硬地基对抗震比较有利。软弱地基上的高柔结构在地震时(特别是当震中距离较大时)可能遭受到共振的威胁；
(4)在不同土壤上刚性结构破坏的宏观调查结果常相矛盾，刚柔地基对刚性建筑的地震影响是有利还是不利尚难断言。
在这之后，仍有许多研究者对不同地震的宏观调查加以总结，结论纵然不尽相同，但从总体上讲，大致与上述规律接近。问题在于如何将这种宏观现象所提供的经验应用到工程上去。
　　3 关于如何考虑场地条件对建筑物抗震性能的影响，较早的处理方法是采用前苏联学者麦德维杰夫的烈度调整方法。麦氏根据宏观调查资料，发现在同一次地震作用下，相距很近的不同地基土壤上的烈度可以相差2、3度之多。据此，麦氏建议用调整烈度值的方式来处理场地影响，以一般中等强度的土壤为标准，基岩上的烈度可以降低l度，软弱地基上的烈度可以提高1度。前苏联规范采用了这一建议，并规定调整的幅度为±l度。
对场地影响的另一种处理方法是日本规范和罗马尼亚规范，他们都对不同结构类型采用不同的地震力系数。日本规范由于考虑到软弱地基上柔性结构较刚性结构易受破坏而在坚硬地基上不易破坏的规律将地基分为4级，并根据不同地基等级和结构类型采用不同的地震力系数。其目的是将软弱地基上刚性结构的地震力减小柔性结构的地震力增大。罗马尼亚规范将地基分为5级，用意与日本规范相仿。
　　4 我国在制订1964《地震区建筑设计规范(草案)》时，研究人员在分析前苏联和日本规范的有关规定时曾指出麦德维杰夫以宏观调查资料为基础的小区域烈度划分方法抹杀了结构动力特性的影响，忽视了不同结构在相同地基上有不同反应的客观事实；应用这个方法，不问结构性能如何，笼统地提高或降低设计烈度，成倍增大或减少地震作用，必将导致不够经济或不够安全的设计。另一方面，像日本规范那样单纯分别结构类型和不同地基土质条件调整地震力系数的方法也不够全面，因为地基的影响不是完全能通过侧向地震作用来反映的，例如软弱地基在地震时易于失效，提高地震作用只能增强上部结构的抗震强度，对于防止地基失效并无很大作用。为此认为，所谓场地地震影响是建筑场地的地质构造、地形、地基等工程地质条件对建筑物的综合影响，这些条件的影响各不相同，在规范中应该区别对待。为此决定，从抗震角度区分建筑场地对抗震有利和不利的条件，选择有利于抗震的场地，同时按照各类场地以及结构物的特点，决定地震作用和抗震构造措施。对于地基失效问题则应采用地基处理的办法来解决。

　　宏观震害现象表明，自振周期较长的结构在软地基上震害重，自振周期较短的结构在硬地基上震害重。这表明，场地对频谱特性的影响是很重要的。基于这一认识，在制定《地震区建筑设计规范(草案)》时，我国学者率先就提出以强震观测结果所给出的4种场地反应谱作为设计依据的观点。近些年来，随着宏观震害资料的进一步累积，强震观测记录的大量获得，基于层状土模型的理论研究和分析，人们对场地条件的地震影响又有了进一步的认识。事实上，场地条件对震害的影响应包括有两方面的意义，一是场地土对地震动的影响，二是不同场地上各类建筑物的震害差异。为了考虑场地的不同震害影响与地震反应，通常的做法是在总结以往经验的基础上将场地划分成若干类，然后对现有的强震记录按场地类别分类统计地面运动衰减规律和反应谱。这种做法在强震记录比较多的美国和日本是很普遍的。分类的标准应当反映强震地面运动特性和主要因素，但由于强震记录数量有限不可能分得很细。基于这一考虑，在近些年的抗震设计规范修订工作中，对场地类别进行了重新划分，力求反映场地的动力效应。
　　总之，有关场地条件影响的认识正在不断深入，如何将研究成果应用在工程上，是人们努力的目标之一。
【例题28】场地条件对震害影响包括的意义为(        )。
A、场地土对地震动的影响；
B、不同场地上各类建筑的震害差异；
C、地震动对场地土的影响；
D、同一场地上的不同建筑之间的震害差异；
答案：A、B
【例题29】下列通过地震震害现然象得出的结论，正确的叙述为(        )。
A、自振周期较长的结构在软地基上震害重；
B、自振周期较短的结构在硬地基上震害轻；
C、自振周期较长的结构在软地基上震害轻；
D、自振周期较短的结构在硬地基上震害重；
答案：A、D
【例题30】下列关于场地地震影响作用的叙述，正确的为(        )。
A、 场地地震影响是建筑场地的地质构造、地形、地基等工程地质条件对建筑物的综合影响；
B、 场地地震影响是建筑场地的地质构造对建筑物的影响；
C、 场地地震影响是建筑场地的地形对建筑物的影响；
D、场地地震影响是建筑场地的地基对建筑物的影响；
答案：A