坡形场地对海底地震动的影响

为了填补地形对海底地震动影响认识上的空白,本文通过数值模拟,分析了海底常见坡形场地的地震动特性。结合自编地震波动程序与有限元动力分析软件ADINA,建立不同坡度海底场地模型,分析了地形、入射角度等对海底场地响应的影响。通过比较不同坡度模型的场地响应与响应谱特征,确定地形对海底地震动的影响。结果表明：P波入射时,坡形场地对海底地震动的场地放大效应与场地坡度有关,且场地放大效应随着场地坡度的增大而增强,与陆上坡形场地地震响应规律区别较大。SV波入射时,坡形场地对海底场地地震响应无明显影响。     

阶梯地形成层场地的斜入射地震动输入方法

基于黏性边界和地震动斜入射时水平成层场地反应算法,发展了一种阶梯地形成层场地的斜入射地震动输入方法,即两个侧面人工边界处采用各自高度水平成层场地的自由场反应作为输入,底面人工边界处采用入射波场作为输入。由于该方法是近似地震动输入方法,分析了人工边界位置、输入地震动、地震动入射角度、地表斜坡倾角及场地分层特性变化对该方法精度的影响。结果表明,平面SV地震波输入条件下,针对该文研究的各种工况,地表最大位移峰值误差均小于5%,说明提出的斜入射地震动输入方法精度较高,可用于阶梯地形成层场地的地震反应分析。     

直杆受地震动或人为扰动的试验及力学分析

本文对直杆受基岩爆破产生的地震动及人为扰动进行了试验研究与理论分析，试验与分析表明，人为扰动比地震动的影响要大得多，这对工程建设具有实用的参考价值。     

非线性成层地基下基岩平稳地震动输入

采用二次反演计算基岩的平稳地震动输入。首先根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）的地震影响系数曲线，利用加速度峰值等效原则迭代计算得到地面加速度平稳功率谱密度；然后通过等价线性化法计算地基各土层的剪切模量和阻尼比，将地面加速度平稳功率谱密度作为地面边界上的虚拟稳态输入，运用半无限长剪切梁上的一维波动方程，通过非线性迭代分析求得非线性分层地基下基岩的加速度平稳功率谱密度。该方法可为缺乏地面或基岩地震加速度记录资料的地区的堤坝等大型上部结构及隧道、管道等建筑物的随机地震响应分析提供较为可靠准确的基岩地震动输入，并可得到地基中不同深度的加速度、剪应变等动力响应的稳态峰值期望值，为应用随机理论进行工程抗震计算提供了依据。     

地铁地下车站在非一致性地震输入下的动力响应

由于近年来城市地下空间的开发,修建了一大批地铁车站,这些大尺度地下结构的出现,为工程抗震提出了新的课题。首先详细阐述了基于设计反应谱合成空间相关多点地震波的方法,合成的地震波不仅具有地震动的空间相关性,同时还具有强度和频率含量的双重非平稳性;再分别建立了位于三种场地中的地铁车站三维有限元模型,用无限单元来模拟无限域的影响,在此基础上分析了一致与非一致地震动输入情况下该地铁车站的地震响应特征。结果表明：在软土场地中,地震动的非一致性使车站轴向各中柱位移产生了较大的相位差,同时对侧墙的动应力影响较大;在中等和硬土场地中,地震动的非一致性对结构的动力响应影响较小,一般可以忽略。建议在对软土场地中的大尺度车站结构进行地震反应分析时,应考虑地震动的非一致性影响。     

一种考虑局部场地收敛性的多点地震动合成方法

提出一种符合实际地震动传播特点的多点地震动合成方法。目前的非平稳空间相关多点地震动合成方法在局部场地上不具备收敛性，与实际的地震波传播机制相矛盾。通过修正随机相位角，使生成的多点地震动在局部场地上具备收敛性，给出了未知和已知相位差谱统计规律两种情况下非平稳多点地震动的合成方法，进一步提出了基于实际地震记录的空间相关多点地震动合成方法。采用本文方法进行了基于美国Northridge地震和我国集集地震的多点地震动模拟研究，结果表明方法具有良好的局部收敛性，可用于大尺度结构的多点输入分析。     

二维层状盆地地震动附加放大特征研究:SV波入射

发展了一种基于谱元法和多次透射边界的平面SV波入射下二维复杂场地波动数值模拟方法。基于该方法,模拟分析了31条地震波输入下二维典型层状沉积盆地中的各场点相比其对应的一维土层模型的模拟地震动的附加放大特征,分析了放大系数对于输入地震波的敏感性。结果表明,该方法具有较高精度和良好的高频稳定性。不同地震波输入下,盆地地面运动及其放大特征存在较大差别。水平分量上平均反应谱放大系数的较大值(最大1.2左右)集中在盆地边缘区域及周期等于0.5倍～0.7倍自振周期附近,垂直分量上较大放大系数(最大0.9左右)紧邻盆地角点且周期为0.3倍自振周期处。同时,盆地对不同周期地震动的放大特征,以及不同位置点的谱放大系数随周期的变化规律均表现出明显不同,相对短周期地震动的盆地边缘效应最为强烈,而相对长周期地震动的放大作用明显减弱。此外,盆地边缘区域的放大系数对输入波最为敏感,不同地震波输入下放大系数值在较大范围内变化;而盆地中间区域的放大系数对输入波不敏感,其值的变化范围相对较小。     

复杂地形场地上多维多点地震动模拟研究

研究了复杂地形场地上多维多点地震动的模拟。将基岩加速度反应谱转换成相应的功率谱,介绍了多土层多维地震波的传播理论和基岩相干函数的选取。利用基岩功率谱与相干函数,给出了复杂地形场地上多维多点地震动的模拟方法。针对一算例进行分析,得到了非同类多土层复杂地形场地上的三个点地震动加速度时程曲线、功率谱以及不同分量的放大函数,通过比较功率谱和相干函数的吻合程度,验证了研究成果的准确性。该研究成果可应用于复杂地形场地上大跨度结构的多维多点地震动的分析。     

地震波反演与地下结构的动力响应分析

为获取软土场地的基岩地震波时程,该文利用波动法和等效线性化技术,通过自编地震波反演程序,以上海某软土场地为例,反演求得了六条基岩处的地震波时程,并进行了精度验证。在此基础上,以某地铁车站结构为工程背景,采用ANSYS程序建立土-结构相互作用体系分析模型,选取El-Centro地震波的反演基岩波作为输入,对软土场地中的地下结构进行了动力响应分析。结果表明:该文的软土场地地震波反演计算可获得较高精度的基岩地震波时程;对于不同类型的地震波,地面地震波峰值与基岩地震波峰值的比值有较大差异;与地上结构相比,地下结构虽然其水平位移反应值较大,但结构顶板与底板之间的水平向相对位移并不大。     

22层楼房爆破拆除震动监测分析

介绍了昆明市东风东路22层框剪结构办公大楼爆破拆除的地震动及周边建筑监测成果,根据爆破工程场地范围内的建筑结构类型、分布位置、该爆破工程三切口分段式爆破的特点布置了地震动测试点及测线,对地震动地面加速度、速度时程曲线、功率谱、震动记录特征、振动强度地面分布及衰减特征进行了分析,并结合实测数据就爆破振动对周边环境影响的安全判据进行了对比;此外对周边临近建筑进行了常规的变形及裂缝监测,为完善爆破拆除对周边环境的影响分析及纠纷鉴定提供了辅助数据.     

地震动频谱对小湾拱坝非线性响应的影响

将时间信号时—频联合分析的自适应谱方法用于研究地震地面运动的频率非平稳特征、提取频率非平稳信息，统计得到各个频段地震动成分的强度变化过程。在此基础上，应用均匀调制随机过程模型和演变随机过程模型合成人工地震波，以此为输入对高拱坝进行了考虑地震动时—频非平稳性的动力响应分析。结果表明，在地震力作用较小时，影响不大，但对地震力作用较大的高拱坝，地震动的非平稳性对拱坝非线性地震响应的影响不可忽略。     

中国核电工程场地设计地震动参数确定相关问题

基于中国核电工程选址和建设的实际工作,探讨了核电工程场地设计地震动参数确定几个环节中的关键问题,包括不同地震危险性分析方法的采用、地震动衰减关系的选取和设计地震动参数的综合取值等。分析了地震动衰减关系不确定性和弥散地震衰减关系等问题处理方式的变迁,比较分析了地震危险性分析确定性方法中构造地震、弥散地震的计算结果和概率方法计算结果的差异及对设计地震动参数确定的控制作用。研究表明:a.综合考虑地震危险性分析的确定性方法和概率方法的计算结果已成为中国核电工程场地地震安全性评价中确定设计地震动参数的基本思路,其中弥散地震是一个需要特殊考虑的问题;b.确定性方法和概率方法计算结果对场地设计地震动参数的控制作用受区域地震活动性强弱的影响;c.在地震活动性较弱的地区,确定性方法特别是弥散地震计算结果基本上控制着场地设计地震动参数的取值,而在地震活动性相对较强的地区,更倾向于由概率方法计算结果控制。     

设计地震波的小波包多尺度调整

提出了一种基于小波包对地震动在不同尺度上进行调整的方法。和传统的小波分析相比，该方法不仅对地震波低频分量进行精确调整，还可对其高频成分实现类似的调整。本文提出的方法可方便地应用于时频联合分析和结构抗震设计中。     

古建筑木构架长周期地震响应分析

在目前古建筑研究领域中,对木构架的抗震分析绝大多数都是在普通地震动作用下,而对长周期地震动作用下的木构架动力研究相对较少。因此,本文主要选择了两条典型的长周期地震波和两条普通的地震波,对古建筑木构架整体结构在两类地震波作用下的动力响应进行比较研究。研究表明,台湾集集地震波和Loma-Prieta 地震波的长周期成分要比El-Centro地震波和兰州波的长周期成分丰富的多;两条长周期地震波的高频成分远远少于两条普通地震波;在小震时,古建筑木构架对长周期地震动的动力响应值与普通地震动相差不大,而在中震和大震时,对长周期地震动的动力响应值要远远高于普通地震动;大震（400gal）时木构架的减震效果比中震（220gal）、小震（110gal）时的减震效果要好。     

目标地震动信号的特征提取及识别研究

地面目标的地震动信号是目标识别的关键,本文研究了机动目标地震动特性,总结出目标的地震动信号的特征提取规律,并将神经网络方法用于目标的地震动信号的分类识别中。给出了识别结构及改进的BP算法,并将改进的BP算法用于实际目标的地震动信号的分类识别,得到令人满意的结果。     

输液管线中的地震动水压力及其影响因素

强烈地震作用可使地上输液管线中的液体产生较大的动水压力。基于模态叠加原理及地震反应谱理论，考虑流体可压缩性及管弹性，建立了输液管线地震动水压力的计算模型。根据流体所处边界条件的不同，给出两种典型工况下，管流地震动水压力的计算公式，并与依据附加质量模型计算所得的结果进行了比较。比较结果表明：管线长度对管流地震动水压力有显著的影响，对长管道而言，以附加质量模型求得的的地震动水压力高于考虑流体可压缩性时求得的地震动水压力，而对于短管道，情况刚好相反。另外，场地类型及管流所处工况对管流地震动水压力也有显著的影响，软土场地上的管理道。其内部流体地震动水压力明显高于硬土场地上的动水压力。     

地震作用下软土中桩承桥墩系统响应特性分析

以软黏土中桩承桥墩系统为研究对象,分别采用等效理想弹塑性模型和双曲线型滞回本构模型来描述桩承桥墩系统和软土的动力响应行为,系统探究了地震动强度（基岩峰值加速度或基岩峰值速度）、桩身抗弯刚度和桥跨结构质量等因素对不同位置处加速度放大系数及桩基?桥墩系统最大弯矩系数的影响规律。研究发现：当基岩峰值加速度小于 0.15g 时,软土对地震波的放大效应较为强烈,而当基岩峰值加速度大于 0.2g 时,软土的阻尼耗能减弱了地震波的震动强度;桥跨结构质量的增加会显著降低桥墩顶部加速度放大系数;由于软土动力特性的非线性和软土?桩基之间相互作用关系的复杂性,桥墩和桩基最大弯矩系数与基岩峰值速度有着强烈的非线性特征,当基岩峰值速度大于 0.2 m/s 时,桩基?桥墩系统基本进入塑性变形阶段;桩身抗弯刚度和桥跨结构质量分别对桩基和桥墩最大弯矩响应的影响更大,表明桩基和桥墩地震响应分别取决于地震过程中软土的动力作用和上部结构的惯性力作用。     

场地条件校正的地震动快速评估方法研究

地表峰值加速度PGA是工程地震预警、烈度速报及结构抗震设计的重要指标参数。搜集整理日本Kik-net台网的地震记录,以我国抗震规范中采用的场地覆盖层厚度D和等效剪切波速Vse为场地特征参数,以基岩加速度峰值PBA为输入地震动强度指标,基于分类回归树CART算法,建立了以地表PGA阈值分别为40 gal、80 gal及120 gal的场地条件修正的地震动预警方法,并给出了参数指标的取值范围。通过对搜集的数据进行回判检验,3种地震强度下总体预警成功率分别为84.7%、90.1%和93.6%。采用我国川滇地区强震数据验证该方法的可靠性,结果显示总体成功率分别为88.4%、92.3%和93.4%。     

与已知场点相关的地震动场模拟研究

提出了一种与已知场点相关地震动场模型。将工程频段(0~25 Hz)分成若干个互不重叠的子段,在每个子频段内将地震动看作面波和体波的叠加;其次在每个子频段内确定影响合成地震动幅值谱的关键因素并将其引入模型中,使每个子频段的合成地震动幅值谱、功率谱和已知幅值谱、功率谱一致;再次由相位差谱频数分布与地震动强度包络的相似性,将决定地震动强度非平稳的关键因素即相位差谱引入到模型中,使合成地震动和已知地震动波形相似;最后,由模型中的频散曲线和距离参数描述不同场点之间的相干性,将合成地震动扩展到地震动场模型。El Centro地震波场点地震动场算例表明,模型不仅可以实现合成地震动场功率谱和已知场点完全一致,而且相干性合理,可以用于工程分析。     

含破碎带层状场地和均匀场地地震响应比较研究

采用有限元方法在时域内研究了含破碎带层状场地的地震响应,比较分析了含破碎带层状场地和等效均匀场地对地震响应影响的差别,以及破碎带宽度、刚度和倾角等因素对地震响应的影响。研究表明,与等效后的均匀场地相比,层状场地加速度反应谱卓越周期短、对地震动的放大作用大,当场地中存在破碎带时,层状场地中破碎带对地震波的散射效应更强,其竖向加速度的最大峰值显著大于等效均匀场地。断层破碎带宽度、刚度、倾角对地震动的影响规律与等效均匀场地基本一致,不同的是:层状场地地表加速度峰值均大于等效均匀场地;层状场地加速度反应谱的第一峰值与等效均匀场地相近,第二峰值大于等效均匀场地,其值受破碎带宽度和倾角的影响较大。