渤海海域軟土層土對地震動參數(shù)的影響研究1

周星源 彭艷菊 方 怡 趙慶凱 柳揚斌 黃 帥 呂悅軍

1）應(yīng)急管理部國家自然災(zāi)害防治研究院，北京 100085

2）中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452

引言

20 世紀(jì)海洋資源開發(fā)程度較低，海域工程抗震設(shè)防需求少，且海域探測手段有限，使海域地震和地質(zhì)研究工作基礎(chǔ)與研究水平較陸域低。21 世紀(jì)，隨著“海洋強國”“21 世紀(jì)海上絲綢之路”等國家戰(zhàn)略的實施，使海洋資源開發(fā)、建設(shè)進(jìn)入快速時期，海域重大工程（如海洋平臺、海底隧道、跨海大橋等）的地震安全成為海域發(fā)展的重要技術(shù)問題。

渤海地區(qū)是北部海洋經(jīng)濟圈和京津冀協(xié)同發(fā)展重點地區(qū)，油氣資源儲量豐富，是我國海洋石油開發(fā)的重要場所，興建大量海洋石油平臺。渤海是我國東部陸緣海灣，也是北東向郯廬斷裂帶和北西向張家口-蓬萊斷裂帶交匯區(qū)，斷裂規(guī)模大，活動強烈，地震活動性強度大、頻度高（徐杰等，2015，2016）。海洋油氣平臺作為重要工程設(shè)施，需專門開展場地地震安全性評價工作，為抗震設(shè)計提供設(shè)計地震動參數(shù)（Zhang 等，2019）。海域場地地震安全性評價參考陸域場地技術(shù)方法開展，但海域場地條件復(fù)雜，存在特殊性，如海盆地形、局部軟厚沉積層、海水對海床的動力響應(yīng)影響等。海域場地地震動特性與陸域場地存在差異（胡進(jìn)軍等，2013；Wallace 等，2016；李小軍等，2020；周越，2020；Hu 等，2020），如渤海海床表層覆蓋1 層厚約8 m 的暗灰色海相淤泥沉積層（牛作民，1986）。按照陸域場地研究中常用的等效線性化方法（EL 法）對厚軟土場地進(jìn)行地震反應(yīng)分析（廖振鵬等，1989），輸入中、大地震動時，表層地震峰值加速度和反應(yīng)譜等存在較大誤差（李小軍等，2001）。導(dǎo)管架式海洋石油平臺采用深埋基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)，持力層一般位于海床下50～80 m 深的土層，在抗震設(shè)計中，根據(jù)海床層位參數(shù)進(jìn)行折算得到持力層設(shè)計地震動參數(shù)，因此，海床軟土層土對海洋平臺抗震設(shè)計參數(shù)具有重要影響，海域厚軟土場地地震反應(yīng)分析及考慮地震時的場地效應(yīng)對海洋平臺的影響是海域工程抗震研究中的重要課題（朱鏡清等，1999；李小軍，2006；李小軍等，2020）。

在強烈的地震波作用下，土體應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系表現(xiàn)出非線性、滯后性和變形積累性，這些特性對地震動參數(shù)的確定具有重要影響（陳國興等，2013）。目前，國內(nèi)工程地震研究中主要采用EL 法對土層非線性問題進(jìn)行簡化，Idriss（1992）根據(jù)大量試驗總結(jié)的土體剪切模量和阻尼比隨剪應(yīng)變變化的非線性規(guī)律進(jìn)行土體動力特性研究。但EL 法對于大應(yīng)變和非線性較強的軟土場地適用性較差，非線性計算方法（NL 法）更能真實反映土體在應(yīng)力狀態(tài)下的非線性物理過程，榮棉水等（2013）對Davidenkov 模型和Hardin-Drnevich 模型在軟土場地的適用性進(jìn)行了論證，但尚未形成統(tǒng)一公認(rèn)的軟土本構(gòu)模型。Bolisetti 等（2014）、Kaklamanos 等（2015）、Zhan 等（2011）、朱姣等（2018）對EL、NL 法進(jìn)行了對比，普遍認(rèn)為EL 法在強震時低估場地地表峰值加速度，且高頻部分計算結(jié)果誤差較大，具有明顯的濾波作用，NL 法計算結(jié)果更接近臺站記錄值。

渤海海底軟土層對地震動參數(shù)的影響顯著，軟土層吸收了高頻波能量，加強了對低頻波的放大效應(yīng)，地震波卓越周期向低頻方向移動，加劇地震對高層建筑的破壞作用（呂悅軍等，2008）。鑒于渤海海底存在深厚、軟弱沉積土層，等效線性模型在該區(qū)域的適用性較差，本文采用DEEPSOIL 軟件（Hashash，2020）對比分析渤海海底軟土層非線性和等效線性地震反應(yīng)，探究不同分析方法對海底軟土場地地震動效應(yīng)的影響，并為海域工程地震安全性評價相關(guān)工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 計算方法

1.1 土體動力本構(gòu)模型

利用DEEPSOIL 軟件進(jìn)行分析時，將波的傳播問題近似地歸結(jié)為剪切波一維垂直傳播問題，等效線性模型是近似的非線性黏彈性模型，地震反應(yīng)分析方法與SHAKE 等專業(yè)土層地震反應(yīng)分析程序中的方法類似（Hashash，2020）。當(dāng)真實地震波穿過土層時，土體承受極不規(guī)則的循環(huán)荷載，在平均意義上用1 條等效穩(wěn)態(tài)回線近似地表示所有回線平均關(guān)系，將水平場地土層地震反應(yīng)分析簡化為一維波動問題。根據(jù)試驗給定的剪切模量、阻尼比與動剪切應(yīng)變幅值關(guān)系，通過迭代方法，確定等效動剪切模量和滯回阻尼比，將非線性土層地震反應(yīng)問題簡化為線性土層地震反應(yīng)問題。

DEEPSOIL 軟件中的NL 法將土柱按多自由度集中質(zhì)量模型離散成單層，每層由相應(yīng)的質(zhì)量、非線性彈簧和阻尼器表示，將2 個連續(xù)層質(zhì)量的一半集中在共同邊界上形成質(zhì)量矩陣。剛度矩陣隨著應(yīng)變的增加不斷更新，以考慮土體非線性。土體本構(gòu)關(guān)系采用Hashash（2020）提出的雙曲線模型，該模型是基于固結(jié)壓力和Kondner 等（1963）的雙曲線模型，由Matasovic 修正，并在骨架曲線中添加了調(diào)整系數(shù)：調(diào)整系數(shù)：

1.2 場地特征

渤海為陸架淺海盆地，海底坡度平緩，渤海東部沿岸為巖質(zhì)或砂礫質(zhì)海岸，西部和西南部為粉砂質(zhì)淤泥質(zhì)海岸，海底現(xiàn)代沉積物以黃河、遼河等河流搬運的陸源碎屑物質(zhì)為主（蔡鋒等，2013；王中波等，2016，2020）。渤海整體海底地形變化較小，表層覆蓋強度很低的海相淤泥沉積層，厚約8 m（牛作民，1986；劉曉瑜等，2013）。本文選取位于渤海中部的3 個場地作為計算場地模型基礎(chǔ)，場地表層覆蓋6～8 m 粉質(zhì)黏土軟土層，其余土層為粉砂、粉砂質(zhì)細(xì)砂、粉土、砂質(zhì)粉砂、砂質(zhì)粉土、細(xì)砂等，依次記為場地1、2、3，上覆20 m 深度內(nèi)的等效剪切波速分別為176、156、162 m/s，按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2010）（GB 50 011-2010）均劃分為Ⅲ類場地，場地土層分布如圖1 所示。分別對土層進(jìn)行剪切波速試驗和應(yīng)力控制振動三軸試驗，確定每個場地土層剪切波速，根據(jù)蔣其峰等（2014）對渤海海域常見土類在不同埋深的動力學(xué)參數(shù)的統(tǒng)計分析，通過MRDF 方法對非線性參數(shù)進(jìn)行擬合，擬合參數(shù)b=0，使雙曲線模型不考慮深度的影響，根據(jù)擬合結(jié)果，按不同埋深繪制各類土剪切模量比、阻尼比和剪應(yīng)變關(guān)系曲線，如圖2 所示。由圖2 可知，當(dāng)土類相同時，剪切模量比（G/Gmax）隨深度的增加而增加，阻尼比隨深度的增加而減小，表明淺層土非線性特征較深層土明顯。

圖1 場地土層分布Fig. 1 Models of Typical Sites

圖2 渤海常見土類動力學(xué)參數(shù)Fig. 2 Dynamic Parameters of Common Soils in Bohai Sea

進(jìn)行非線性計算時，每層土分層厚度根據(jù)允許地震動傳播最大頻率fmax確定：

1.3 場地模型構(gòu)建

為分析軟土層對地震動參數(shù)的影響，根據(jù)Zhou 等（2021）對海域軟土層的定義，剔除原始場地表層剪切波速小于150 m/s 的土層，作為新的場地模型，采用EL 法和NL 法進(jìn)行場地地震反應(yīng)計算，與原始場地模型計算結(jié)果進(jìn)行對比，分析軟土層對場地地震動參數(shù)的影響。

為進(jìn)一步分析軟土層厚度對地震動參數(shù)的影響，以剔除表層剪切波速小于150 m/s 的場地模型作為基礎(chǔ)模型，構(gòu)建含不同厚度軟土層的模型，軟土層厚度每隔2 m 由0 m 逐漸增至20 m，剪切波速取100 m/s，每個場地構(gòu)建10 個土層模型，共構(gòu)建30 個場地模型，20 m 深度內(nèi)等效剪切波速為100～225 m/s，屬Ⅲ、Ⅳ類場地。

軟土層土剪切模量比和阻尼比采用榮棉水等（2013）的渤海海域典型軟土統(tǒng)計均值，擬合后的軟土剪切模量比與阻尼比隨剪應(yīng)變的變化關(guān)系如圖2 所示。

1.4 地震動輸入

輸入地震動強度對場地地震反應(yīng)分析具有顯著影響，本文選取渤海中部某場地基巖地震動反應(yīng)譜作為合成輸入地震動時程目標(biāo)譜。該場地位于沙東7.0 級潛在震源區(qū)內(nèi)，具體位置為沙南7.5 級潛在震源區(qū)北35.0 km、渤東南8.0 級潛在震源區(qū)西北66.5 km、唐山8.0 級潛在震源區(qū)東南86.5 km，地震危險性來自近場和中場大震。依據(jù)《工程場地地震安全性評價》（中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局等，2006）（GB 17741-2005），確定基巖地震動水平加速度反應(yīng)譜，結(jié)合區(qū)域地震活動特征確定強度包絡(luò)函數(shù)，采用擬合目標(biāo)函數(shù)的三角級數(shù)迭加法合成基巖地震動加速度時程，分別作為小震、中震、大震地震動輸入，基巖地震動峰值加速度分別為39、64、97、153、216、315 cm/s2。

時程采樣步長為0.02 s，選擇66 個周期作為擬合目標(biāo)譜控制點，控制點周期為0.04～6.0 s，按對數(shù)等間距分布，目標(biāo)譜與合成時程反應(yīng)譜相對誤差＜5%。目標(biāo)譜、擬合譜對比圖和基巖水平加速度時程曲線如圖3所示。

圖3 目標(biāo)譜、擬合譜對比圖和基巖水平加速度時程曲線Fig. 3 Time histories and response spectrum of the input ground motions on bedrock

2 計算結(jié)果與分析

2.1 不同計算方法對地震動的影響

2.1.1 峰值加速度隨基巖輸入地震動變化規(guī)律

不同計算方法對軟土場地和硬土場地峰值加速度的影響如圖4 所示。由圖4 可知，對于軟土場地，隨著基巖輸入地震動峰值加速度的增大，EL、NL 法得到的地表峰值加速度均呈逐漸增加的趨勢。當(dāng)基巖輸入地震動峰值加速度＜0.10g時，EL、NL 法得到的地表峰值加速度基本相同，此時土層表現(xiàn)出近似于線彈性狀態(tài)；當(dāng)基巖輸入地震動峰值加速度＞0.15g時，EL 法得到的地表峰值加速度大于NL 法，土層表現(xiàn)出較強的非線性，2 種方法計算結(jié)果差異明顯。對于硬土場地，隨著基巖輸入地震動峰值加速度的增大，EL、NL 法得到的地表峰值加速度均呈逐漸增加的趨勢。當(dāng)基巖輸入地震動峰值加速度＜0.10g時，EL、NL 法得到的地表峰值加速度基本相同，但均小于軟土場地地表峰值加速度，此時場地地震效應(yīng)近似為線彈性；當(dāng)基巖輸入地震動峰值加速度＞0.15g時，場地土體進(jìn)入強非線性階段，EL 法得到的地表峰值加速度明顯大于NL 法。

圖4 不同計算方法對軟土場地和硬土場地峰值加速度的影響Fig. 4 Peak ground acceleration of soft soil sites and hard soil sites from different simulation methods

綜上所述，當(dāng)基巖輸入地震動峰值加速度＜0.10g時，EL、NL 法得到的軟土場地和硬土場地地表峰值加速度均表現(xiàn)出放大效應(yīng)，軟土場地放大作用更顯著；當(dāng)基巖輸入地震動峰值加速度＞0.15g時，EL 法得到的軟土場地地表峰值加速度大于硬土場地，NL 法得到的軟土場地地表峰值加速度小于硬土場地，場地非線性效應(yīng)顯著，即當(dāng)強地震動輸入時，NL 法得到的軟土場地地表峰值加速度小于基巖輸入地震動峰值加速度，軟土場地表現(xiàn)出明顯的減震作用?；鶐r輸入地震動峰值加速度較大時，表層土在地震反應(yīng)中表現(xiàn)出較強的非線性，土層處于或接近屈服狀態(tài)，NL 法得到的地表峰值加速度小于EL 法。

2.1.2 峰值加速度隨深度衰減關(guān)系

渤海海底覆蓋較厚淤泥質(zhì)軟弱土層，如果采用海底表層土層位設(shè)計地震動參數(shù)折算到持力層層位，得到的設(shè)計地震動參數(shù)不能真實體現(xiàn)實際地震發(fā)生時工程結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。陳國興等（2013）通過二維非線性有限元分析模型，得到大地震遠(yuǎn)場地震動峰值加速度隨土層深度折減明顯的結(jié)論，因此，研究地震作用下軟土場地峰值加速度隨深度的衰減關(guān)系極為重要。

EL、NL 法得到的場地1 峰值加速度變化規(guī)律如圖5 所示，由圖5 可知，對于軟土場地，當(dāng)基巖輸入地震動峰值加速度＜0.1g時，EL、NL 法得到的地表峰值加速度隨著深度的增加基本呈逐漸減小的趨勢，當(dāng)深度達(dá)20 m 后，地表峰值加速度基本保持不變，與基巖輸入地震動峰值加速度相當(dāng)；當(dāng)基巖輸入地震動峰值加速度＞0.15g時，EL、NL 法得到的地表峰值加速度沿深度方向先減小，到達(dá)軟土層與硬土層（剪切波速Vs＞150 m/s）交界處時迅速增大，到達(dá)峰值后緩慢減小，該峰值一般大于海底泥面值，這表明軟土層土具有顯著減震作用。對于硬土場地，場地淺土層峰值加速度隨深度增加呈逐漸遞減的趨勢，可見明顯的土層放大作用。EL、NL 法得到的場地1 均在6～10 m 深層位處產(chǎn)生優(yōu)勢放大效應(yīng)，NL 法得到的優(yōu)勢放大效應(yīng)更明顯，此深度處為土層模型軟土與硬土分界面，土層非線性參數(shù)發(fā)生改變，土層剪切波速發(fā)生了顯著變化，分界面上下層阻抗差異性顯著。整體來看，對于軟土場地，EL、NL 法得到的軟土層土對場地峰值加速度衰減規(guī)律影響明顯，地表峰值加速度無法準(zhǔn)確反映場地受到的地震作用。

圖5 EL、NL 法得到的場地1 峰值加速度變化規(guī)律Fig. 5 Peak ground acceleration of site NO 1 obtained by equivalent linear wave propagation analysis and nonlinear analysis

2.1.3 基巖地震動頻譜關(guān)系對地表反應(yīng)譜的影響

通過3 個場地模型計算得到6 種超越概率下軟土場地EL、NL 法地表反應(yīng)譜，為更好地表現(xiàn)地表反應(yīng)譜與基巖反應(yīng)譜的關(guān)系，引入反應(yīng)譜比值（地表反應(yīng)譜與基巖反應(yīng)譜的比值）作為評判標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果如圖6 所示。由圖6 可知，3 個場地模型下反應(yīng)譜比值變化規(guī)律基本相同，受基巖地震動輸入強度的影響較顯著。EL 法得到的反應(yīng)譜比值隨著地震動輸入強度的增大，最大值逐漸向長周期方向移動，在短周期范圍內(nèi)（周期為0.04～0.2 s），小震輸入時，反應(yīng)譜比值＞1.0，并隨著基巖輸入地震動強度的增加而減小，地表地震反應(yīng)表現(xiàn)出明顯的放大作用；中震和大震輸入時，地表反應(yīng)譜略小于基巖反應(yīng)譜，海底地表軟土層對高頻地震波具有顯著的濾波作用，輸入地震動強度越大，減震效果越明顯。NL 法得到的反應(yīng)譜比值與EL 法基本相同，但在短周期范圍內(nèi)，小震輸入時，NL 法得到的反應(yīng)譜比值略大于EL 法，NL 法放大效應(yīng)更顯著；中震、大震輸入且在中長周期范圍內(nèi)（周期為0.4～1.2 s），NL 法得到的反應(yīng)譜比值略小于EL 法，變化趨勢基本一致，但峰值略有不同。隨著基巖輸入地震動強度的增加，地震動高頻部分呈先放大后被過濾的規(guī)律，中長周期具有顯著放大作用。

圖6 反應(yīng)譜比值隨基巖輸入地震動的變化Fig. 6 Site response spectrum with different input ground motions on bedrock

2.2 軟土層厚度對地震動參數(shù)的影響

通過研究不同厚度軟土場地地表反應(yīng)譜地震影響系數(shù)最大值和特征周期變化特征，進(jìn)一步探究軟土層厚度對地震動參數(shù)的影響。在地震安全性評價工作中，分析計算過程往往涉及許多不確定性因素，工程抗震設(shè)計需通過計算模型對實際問題進(jìn)行簡化，結(jié)合工程經(jīng)驗和相關(guān)規(guī)范規(guī)定給出設(shè)計值。利用水平地震影響系數(shù)最大值和反應(yīng)譜特征周期可表示場地設(shè)計譜曲線，根據(jù)龔思禮（2002）的研究，利用我國地震動參數(shù)區(qū)劃圖用速度反應(yīng)譜最大值和加速度反應(yīng)譜最大值的比值確定特征周期：

2.2.1 軟土層厚度對地表峰值加速度的影響

場地1、2、3 分別增加2、4、6 m 軟土層后計算得到的地表峰值加速度如圖7 所示，由圖7 可知，隨著軟土層厚度的增加，場地模型地表峰值加速度均降低，EL、NL 法得到的地表峰值加速度隨深度變化趨勢基本相同，且EL、NL 法得到的地表峰值加速度差值隨著基巖輸入地震動強度的增加而增大。當(dāng)軟土層厚度為4 m 時，小、中、大震輸入開始觀察到地表峰值加速度降低，大震輸入時地表峰值加速度降低現(xiàn)象更明顯，放大作用減弱；當(dāng)軟土層厚度為6 m 時，中、大震輸入，NL 法得到的地表峰值加速度小于基巖輸入地震動峰值加速度，該厚度下軟土層對場地地震具有減震作用，EL 法得到的地表峰值加速度略高于基巖輸入地震動峰值加速度；當(dāng)軟土層厚度為8 m 時，EL、NL 法計算結(jié)果均表明軟土層具有減震作用，NL 法得到的減震效果更明顯；軟土層厚度繼續(xù)增加，地表峰值加速度持續(xù)降低。在軟土層剪切波速為100、150 m/s 的分界面，由于剪切波速變化，導(dǎo)致分界面波阻抗發(fā)生變化，出現(xiàn)明顯的深部放大作用，且軟土層越厚，場地減震效果越明顯。

圖7 軟土層厚度對地表峰值加速度的影響Fig. 7 Effects of soft surface thickness on peak ground acceleration

2.2.2 軟土層厚度對地表反應(yīng)譜的影響

場地1 在小、中、大震輸入時，0、4、8、12、16、20 m 厚軟土層反應(yīng)譜比值如圖8 所示。由圖8 可知，總體上，EL、NL 法得到的反應(yīng)譜比值變化趨勢基本相同，隨著軟土層厚度的增加，反應(yīng)譜比值峰值向長周期方向移動，短周期范圍內(nèi)反應(yīng)譜比值不斷減小，軟土層對地震波具有較強的濾波作用，高頻部分被過濾，低頻部分得到加強。小震輸入時，軟土層厚度為12 m 時，高頻部分明顯降低，EL、NL 法得到的地表反應(yīng)譜與基巖反應(yīng)譜基本相同，隨著軟土層厚度的繼續(xù)增加，2 種方法得到的反應(yīng)譜比值略小于1，地表反應(yīng)譜在高頻部分低于基巖反應(yīng)譜。軟土層厚度為8 m 時，隨著軟土層厚度的繼續(xù)增加，EL 法得到的反應(yīng)譜比值最大值增長趨勢緩慢，基本保持不變；NL 法得到的反應(yīng)譜比值最大值隨著軟土層厚度的增加不斷增大，持續(xù)向長周期方向移動，直至6 s 仍未出現(xiàn)峰值。當(dāng)軟土層厚度較大時，EL 法無法準(zhǔn)確展現(xiàn)大地震動輸入時地表反應(yīng)譜低頻部分。

圖8 場地1 反應(yīng)譜比值分布Fig. 8 Response spectrum ratio of new models of site No.1

2.2.3 軟土層厚度對地震影響系數(shù)最大值和特征周期的影響

在小、中、大震輸入時，場地1、2、3 軟土層厚度與地震影響系數(shù)最大值及特征周期的關(guān)系如圖9 所示。由圖9 可知，軟土層厚度和輸入地震動強度對地震影響系數(shù)最大值及特征周期有顯著影響，且具有一定規(guī)律性。對于給定的輸入地震動，當(dāng)軟土層厚度達(dá)一定值（4～6 m）時，EL、NL 法得到的地震影響系數(shù)最大值達(dá)到峰值，然后隨著軟土層厚度的增加，地震影響系數(shù)最大值不斷降低，當(dāng)厚度達(dá)20 m 后，地震影響系數(shù)最大值基本保持不變，且輸入地震動強度越大，地震影響系數(shù)最大值越大。小震輸入時，軟土層厚度為2～6 m 時，EL、NL 法得到的地震影響系數(shù)最大值基本相同；中、大震輸入時，不同軟土層厚度下，EL 法得到的地震影響系數(shù)最大值較NL 法大。特征周期隨著軟土層厚度的增加逐漸增加，NL 法得到的特征周期增長較快，特征周期最大值較大。當(dāng)軟土層厚度為20 m 時，EL 法得到的特征周期開始保持不變，當(dāng)軟土層厚度為2～8 m 時，EL、NL 法得到的特征周期基本相同，隨著軟土層厚度和輸入地震動的增加，EL、NL 法得到的特征周期出現(xiàn)差異，小震輸入時，NL 法得到的特征周期略大，中、大震輸入時，軟土層厚度越大，EL、NL 法得到的特征周期差值越大。

圖9 地震影響系數(shù)最大值與特征周期隨軟土層厚度的變化Fig. 9 Site coefficient and characteristic period with different soft soil thickness

3 結(jié)論與建議

本文在渤海海域場地鉆孔數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分別采用EL、NL 法進(jìn)行場地建模，并通過改變軟土層重構(gòu)場地模型，探究小、中、大震輸入時，軟土層及厚度對地表峰值加速度、反應(yīng)譜比值、地震影響系數(shù)最大值和特征周期的影響，為海域工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防提供科學(xué)依據(jù)。

（1）隨著基巖輸入地震動強度的增大，EL 法得到的地表峰值加速度逐漸增加；NL 法得到的地表峰值加速度先逐漸增加，當(dāng)基巖輸入地震動較大時，增長速度變慢。EL、NL 法得到的地表反應(yīng)譜比值峰值均逐漸向長周期方向移動，海底地表軟土層對地震波高頻部分具有先放大后過濾的作用，對低頻部分的放大作用一直增加。

（2）隨著軟土層厚度的增加，EL、NL 法得到的地表峰值加速度均降低，當(dāng)軟土層厚度達(dá)4 m 時，出現(xiàn)減震作用，且減震作用越來越強烈。隨著軟土層厚度的增加，EL、NL 法得到的反應(yīng)譜比值峰值逐漸增加，且向長周期方向移動，當(dāng)軟土層厚度達(dá)8 m 后，EL 法得到的反應(yīng)譜比值峰值基本保持不變；NL 法得到的反應(yīng)譜比值峰值持續(xù)增加，且持續(xù)向長周期方向移動。隨著軟土層厚度的增加，EL、NL 法得到的特征周期逐漸增大，NL 法得到的特征周期大于EL 法。隨著地震動輸入的增大，EL、NL 法得到的特征周期均增加。

根據(jù)本研究結(jié)果，在確定海域工程，特別是深基礎(chǔ)工程抗震設(shè)計地震動參數(shù)過程中，對于位于強震構(gòu)造環(huán)境中的場地，采用NL 法計算時，需考慮軟土層對地震動參數(shù)的影響，從保守角度考慮，建立場地模型時建議刪除軟土層。