抗震反应谱场地放大系数的研究

通过对美国西部715条水平强震观测数据分析,按照场地条件、震级、震中距3个因素分组,以Ⅱ类场地峰值加速度PGA作为地震动强度,取有效峰值加速度EPA(阻尼比为5％时,0.1～0.5s范围内加速度反应谱平均值除以2.5)作为计算标准,统计得出场地放大系数.结果表明,在同一地震强度下,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ场地的场地放大系数依次增大;在同一场地条件下,场地放大系数随着地震动强度的增大呈减小的趋势.在统计结果基础之上,提出了适用于我国抗震规范的场地放大系数建议值及其应用方法,可供GB 50011-2010抗震规范修订时参考.     

设计特征周期的影响因素

本文以我国抗震规范设计特征周期的修正为前提,统计计算设计特征周期的取值.共收集美国中西部地区437条中强地震记录,采用地震波处理软件SeismoSignal进行处理分析,并对设计特征周期的影响因素进行了研究.对强震数据库的覆盖率及可用性进行研究,表明数据采集合理.将美国数百条地震动记录按震级、震中距、场地类别等条件分类,主要统计计算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地特征周期的取值,研究三因素对特征周期的影响,并进行了线性回归分析.分析结果表明:不同的场地类别和震级对设计反应谱特征周期取值有显著的影响.特征周期值随场地变软而增大,与震级具有良好的线性相关,与震中距相关性不明显.     

不同类别场地水平向峰值加速度的变化规律

通过分析美国历史上的地震记录,按照中国场地类型划分标准,把487条水平向的地震记录按照不同的震级、震中距、场地类别进行划分,分析了场地条件对峰值加速度PGA的影响．通过分析发现,场地条件对其影响非常大,在震级不同、震中矩不同时变化规律不同．同时,值得注意的是两水平方向的PCA差别较大,应该区别对待．     

震中距对不同类别场地峰值加速度的影响

通过分析美国西部地震记录,按照中国场地类别划分标准,把730条三个方向的地震记录按照震级固定,即在某一确定区间内,分别计算三类场地上平均峰值加速度（PCA）随震中距的变化规律．通过分析发现,震中距对其影响非常大,在震级不同、场地类别不同时变化规律不同．同时,值得注意的是两水平方向的PGA变化规律也不同,在具体应用中应该区别对待．另外,竖直方向的PGA与水平方向的比值不能用某个确切的值来表示．     

场地条件对抗震设计反应谱最大值的影响

本文利用日本KIK-NET台网85个台站242组强震记录,按照我国2001抗震规范进行场地分类,分别计算每个场地地下基岩与地表阻尼比为5%的加速度反应谱,并按照地下基岩输人地震动PGA的大小分为四个区间,研究每个区间场地条件对地表加速度反应谱的影响:Ⅱ类场地在短周期对地震动的放大作用最大,Ⅲ类场地次之,I类场地最小.结果表明反应谱最大值应随场地类别进行调整,最后给出了不同类别场地设计反应谱最大值的场地系数建议值.     

地震动特性对单自由度系统地震能量响应的影响

合理地选取了4类场地320条强震记录,基于SDOF体系的地震能量方程,利用弹塑性动力分析程序,研究了地震动特性对SDOF体系的地震能量响应及其分配规律的影响,结果表明,SDOF体系的地震总输入能、滞回耗能、阻尼耗能都随着震级的增大而增大,阻尼耗能是中长周期结构在小震作用下消耗地震能量的主要方式,而滞回耗能则是结构在大震作用下消耗地震能量的主要方式;随着场地土质的变软,各类地震能量响应都呈递增趋势,它们的增幅也随着场地土质的变软而加剧;只要以某一设防烈度为标准,并给出相应的能量反应谱,则其它设防烈度的能量反应谱就可以根据PGA设防烈度与PGA标准烈度比值的平方调整得到.     

基于山东省场地的沂沭断裂带地震动高频消减作用

郯庐断裂带是中国东部一条地震活动频繁的断裂带,发生过多次4.0级以上的地震,沂沭断裂带位于郯庐断裂带中段,曾发生过震级大于6.0级的地震.为了解场地条件对沂沭断裂带地震动的影响,探讨缺乏地震数据区域的地震动估计方法,以沂沭断裂带的地震动波形数据为基础,通过对数据傅里叶谱分析,研究了山东省内场地对沂沭断裂带地震动的高频消减作用,获得了场地高频消减参数Kappa,分析了Kappa与场地平均剪切波速■之间的关系,探讨了Kappa对PGA及反应谱(S_a)等地震动参数的影响.研究表明:作为一种表征场地条件的参数,Kappa具有区域性差异,且随着相应的■的增大而减小;震级相同时,Kappa只对PGA及反应谱的数值大小产生影响,而不影响二者随距离的衰减趋势.本文所得的高频消减参数可以为研究山东省场地对沂沭断裂带地震所受场地效应及模拟该断裂带地震动并分析其特点提供参考.     

大型LRB隔震储罐地震反应参数研究

铅芯橡胶支座(LRB)支座参数的最优设计范围是大型隔震储罐研究的关键问题.研究利用Bouc-Wen模型模拟LRB的力-变形非线性行为,结合Newmark增量法和龙格库塔积分法求解隔震储罐非线性动力方程,得到不同类型场地上大型LRB隔震储罐的地震响应特点,总结出LRB参数对大型隔震储罐地震反应(基底剪力、支座位移、晃动波高)的影响规律.研究表明:支座隔震频率是影响大型隔震储罐减震性能的主要参数.Ⅰ类场地上最优隔震频率范围为0.5～5 rad/s,Ⅱ类、Ⅲ类场地上最优隔震频率范围为2～5 rad/s,Ⅳ类场地上最优隔震频率范围为1.5～3 rad/s.支座屈服强度对储罐地震响应的影响取决于场地类型和隔震频率.在Ⅱ类和Ⅲ类场地上存在最优屈服强度使得基底剪力最小,并且最优屈服强度随隔震频率增加而增大.     

海相碎屑岩中高含水期储层性质变化及微观机理——以东河1油田东河砂岩为例

综合利用岩心、薄片、扫描电镜、压汞测试等资料,将研究区东河砂岩划分为4种宏观储层和3种微观储层,对不同水淹程度下宏观储层性质变化及微观机理进行研究.研究后认为东河砂岩Ⅰ~Ⅲ类宏观储层物性、泥质质量分数、驱油效率在不同水淹阶段变化规律不同,而微观变化对宏观变化有控制作用,各宏观储层变化均为3种微观储层变化相叠加的结果,常见一种微观储层为主控因素,其余为影响因素.研究结果表明:水淹后,对于平均孔隙度,Ⅰ~Ⅲ类储层先减小后缓慢增大,最终平均减小2.8%;对于平均渗透率,Ⅰ~Ⅱ类储层先增大再减小、随后显著增大,最终平均增加59.3%,Ⅲ类储层先减小再增大,最终增加96.6%;对于储层泥质质量分数,Ⅰ~Ⅱ类储层先减小再增大、随后再减小,最终平均减小0.63%,Ⅲ类储层先增大再减小,最终减小10.8%;对于驱油效率,Ⅰ类储层逐渐减小、最终降低21.1%,Ⅱ类储层逐渐增大、最终增大13.0%,而Ⅲ类储层先减小后增大、最终增大5.8%.微观机理方面,Ⅰ~Ⅲ类储层物性、泥质质量分数变化主控因素分别为中孔中喉、中孔细喉、细孔细喉微观储层性质变化,其影响因素各不相同.     

隔震支座主要参数对基础隔震结构双向地震响应的影响

为研究不同场地类型隔震支座主要参数（等效水平刚度Kf、屈服前刚度K1和屈服力Qd）对基础隔震结构双向地震响应的影响,设计Kf、K1或Qd不同的18栋基础隔震结构,基于SAP2000软件,对各隔震结构分别在不同场地类型的4组地震动作用下的双向地震响应进行分析.结果表明,隔震支座参数对不同场地类型的基础隔震结构在双向地震作用下的加速度最大值和基底剪力最大值均有显著影响,但其对基础隔震结构隔震层位移最大值的影响需根据场地类型具体考虑;在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地上,随着Kf、K1和Qd增大,基础隔震结构的加速度最大值和基底剪力最大值均呈明显的上升趋势,但对隔震层位移最大值的变化影响较小;在Ⅳ类场地上,不同隔震支座参数对隔震层位移最大值的影响较大,且有明显的规律性,即随着Kf、K1、Qd的增大,隔震层的位移峰值迅速减小,最大减幅达80％以上.     

基于单台强震数据软厚场地地震反应不确定性分析

选取新西兰 Canterbury 地区12个强震台站及2010—2012年间的台站584条记录,以浅硬场地 LPCC 作为参考台站,系统分析 Christchurch 市区软厚场地地震效应（即场地放大函数）的不确定性及地震动强度、震级、震源距及震源方位角等因素对场地放大函数不确定性的影响规律。分析结果发现：1）地震动强度水平对场地放大函数均值影响较小,仅在长周期（如大于1．0 s）段趋于增大场地的放大效应;以不同地震动强度值进行分组,地震动强度大于0．6 m／s2的分组场地放大函数标准差显著高于地震动强度小于0．6 m／s2分组,特别是地震动强度大于1．0 m／s2时场地放大函数标准差最大,反映了场地土层非线性提高场地地震效应的不确定性;2）地震震级对场地放大函数不确定性影响小,不同地震震级分组场地放大函数均值及标准差的表现基本相当;3）震源距是场地地震反应不确定性的一个重要因素,震源距小于5 km 时场地放大函数的标准差明显大于其它情况,即震源距越小地震反应不确定性越大;4）场地放大函数不确定性与震源方位角的选取基本无关,即选取不同的震源方位角场地放大函数标准差无明显差别。     

近场强地震动预测中浅源地震的Asperity模型特征

选择了29个浅源地震的滑动分布,用来研究近场强地震动预测中浅源地震的凹凸体模型特征．将凹凸体分成三种类型研究：所有凹凸体,最大凹凸体和其它凹凸体．根据凹凸体的数量将凹凸体模型分为三种模型：所有凹凸体,单凹凸体和多凹凸体．每种模型中,根据断层类型将断层分成三类：所有断层,倾滑断层和走滑断层．用最小二乘法建立了三种凹凸体模型中不同断层类型的凹凸体各参数与矩震级和相应断层参数之间的关系式．同时也建立了不同断层类型的地震破裂初始点位置参数与矩震级之间的关系式．系统地描述了近场强地震动预测中浅源地震的凹凸体模型特征．     

反应谱特征周期的统计分析

特征周期是反应谱的重要参数,是工程抗震设计的关键参数,但物理意义不明确、涉及因素多、结果离散,研究成果相对较少.从反应谱的本质出发,提出了反应谱特征周期的概率法.搜集近期1491条地震记录,采用概率法（97%）和美国FEMA-450（2003）法,以中国抗震规范特征周期分类为依据,研究了反应谱特征周期的统计规律.研究表明：概率法从面积比确定特征周期,力学概念明确,确定标准统一,与美国FEMA-450（2003）法有较好的一致性;近期地震波的特征周期分布特征表明,抗震规范规定的不同场地、不同地震分组的特征周期区段,地震记录数量不同,长周期效应不容忽视.特征周期与震级、场地类别和震中距的关系复杂且离散,特征周期呈区间分布规律,分布区间值较大,区间内部定量关系仍较难确定.特征周期与震级、场地类别和震中距的相关性不明显,反应谱特征周期按场地类别、震中距（地震分组）确定,存在不确定的风险,美国抗震规范以反应谱参数直接确定特征周期的方法,抗震规范修订时值得借鉴.     

非弹性反应谱衰减规律研究

为研究非弹性反应谱的特征,选用美国西部Californ ia州15次较大地震中的266条强地震动记录,建立了非弹性反应谱衰减规律.分析了场地条件、延性系数、震级及距离等参数对非弹性反应谱的影响.研究发现,随着场地变软或震级增大,非弹性反应谱增大;随着延性系数增加,非弹性反应谱降低,但延性系数增加到一定程度,谱值变化不大;随着距离增加,每个周期的非弹性反应谱值衰减很快.     

西安三类勘察场地隐伏地裂缝识别特征

论述了西安地裂缝勘察场地类型的划分,分析了三类勘察场地隐伏地裂缝识别存在的问题。依据西安地区地形地貌类型及地层沉积差异,将西安地裂缝三类勘察场地划分为3个亚区(Ⅲ-0区、Ⅲ-1区和Ⅲ-2区)。Ⅲ-0区位于西安北郊,地貌单元为渭河河漫滩及Ⅰ级阶地,目前尚未发现地裂缝;Ⅲ-1区位于西安西郊,地貌单元为Ⅰ级洪积台地;Ⅲ-2区位于西安东郊,地貌单元为浐河、灞河Ⅰ级阶地;Ⅲ-1区和Ⅲ-2区地裂缝研究程度低,是西安地裂缝三类勘察场地研究的难点所在。根据Ⅲ-1区和Ⅲ-2区大量地球物理勘探和工程地质钻探,提出Ⅲ-1区宜采用浅层人工地震勘探和工程地质钻探相结合的方法,控制钻孔间距不宜大于40 m,孔深宜为80~100 m;Ⅲ-2区由于存在厚层可对比的卵石(圆砾)层,可仅采用工程地质钻探方法,建议控制钻孔间距为60~80 m,孔深60~70 m。     

设计用随机地震动模型与参数的改进

在地震动平稳过滤有色噪声模型基础上，基于“二态Ｍａｒｋｏｖ，，跨越假定完善了模型参数的确定方法，建立了地震动随机模型与抗震设计规范ＧＢＪ１１－８９的联系。具体确定了模型参数（平稳持时Ｔｄ，谱强度因子Ｓ０和非平稳强度函数ｆ（ｔ）与三水准烈度（小震、中震和大震）、场地类别、近远震的定量关系，为工程结构的概率抗震设计提供了初步可用的输入地震动模型与荷载标准。     

基于广义反应位移法的过江盾构隧道纵向地震反应分析

为了解决在强震作用下大型盾构隧道纵向地震反应分析困难的问题,以武汉市三阳路过江盾构隧道工程为依托,构建了该盾构隧道二维非线性自由场地数值模型及盾构隧道整体纵向精细化梁-弹簧模型,研究了不同强度、不同频谱特性的地震动作用下盾构隧道沿纵向管环间的张开量.结果表明:不同工况下,盾构隧道相邻管环间张开量沿纵向走势呈现相似性,同一地震动作用下,张开量随着地震动强度的增加而呈非线性增长;地震动频谱特性对隧道纵向地震反应影响很大,环间张开量呈现高频减小,低频放大现象;在砂层与基岩面交界处,隧道环间张开量出现异常突变现象,在Darfield波、PGA=0.4工况下局部位置超过了一般防水措施允许的张开量最大值.计算结果为盾构隧道结构的纵向抗震设计提供了一定参考依据.     

921台湾集集地震的烈度等震线

根据收集到的9.21台湾集集大地震南投县、台中县、台北县和苗栗县的建筑物震害资料绘制了烈度等震线图,并与同一地震中记录到的地震动加速度峰值等值线图做了比较.对比结果显示二者在形状和覆盖范围上吻合的较好,从一个侧面印证了本文提出的基于宏观震害的烈度等震线图是正确的、合理的.由于这次地震中受害的主要是单层的土坯、砖石脆性结构,以及不高于7层的钢筋混凝土结构,两张等震线图的相符也大致说明地震动峰值加速度是导致脆性结构破坏的主要因素,它能够在一定程度上体现地震动对这类结构的潜在破坏势.