拱坝自由场地地震动模拟

提出了拱坝自由场地地震动的模拟方法，这种方法能反映地震动的空间相关性、随机性、传播性，同时能考虑地震动沿河谷高程的强度放大和水平方向的强度衰减，有望为拱坝动力分析提供较为合理的地震输入。     

随机地震作用下土石坝边坡的稳定性分析

本文考虑地震动的随机性，在土石坝随机地震反应分析和有限元边坡稳定分析方法的基础上，建立了随机地震作用下土石坝边坡的稳定性分析方法，并通过对土坝动力模型试验的数值验证及—理想土石坝边坡的动力稳定性分析，证明这种方法是合理的、有效的。     

地基土-偏心结构相互作用体系强解耦法可行性研究

进行了平扭耦联问题时域内地震反应分析,建立了地基土-偏心结构相互作用体系弹性地震反应运动方程,采用Wilson-θ法编制Matlab程序在时域内直接积分得到体系地震反应,并与地震波频域内强解耦法计算的体系地震反应结果进行对比来验证强解耦法的可行性.结果表明:采用强解耦法得到的地震反应与采用时域内直接积分得到的地震反应非...     

地表多层框架结构地震反应分析

考虑土体－结构动力相互作用，通过有限元软件建立了一个含有三层地下室的框架结构，对其进行地震作用下的三维动力反应分析。对比研究了地震动频谱，地震动峰值加速度，结构动力特性和土体动力特性对其地震响应的影响。结果表明:结构地震反应虽然在不同工况下不尽相同，但整体符合一定规律，地下室顶底板处中柱的受力较大，呈现出剪切变形的模式；场地土体的动力特性和地震动峰值对结构地下部分地震反应影响显著；结构频率和地震动频谱特性对结构中柱地下部分地震反应影响较小，采用Ｆｏｕｒｉｅｒ谱强度平均频率匹配度可较好的反映地震动频谱特性和结构自振频率的共振效应引起的地震反应放大。     

龙羊峡重力拱坝强震分析

为掌握坝区场地和坝体结构的地震反应特征，及时给出大坝地震安全监测数据和制定应急措施，在龙羊峡重力拱坝建立了强震反应台阵。至今，记录到强震加速度１００多条， 为龙羊峡强震记录的分析处理，研究两山岭本和拱坝反应特征及水库地震的特点，为龙羊峡大坝安全监测和抗震减灾提供了第一手资料。     

基于设定地震的重大工程场地设计反应谱的确定方法

场址设计地震动参数的合理确定是重大工程抗震安全分析的重要环节之一。本文分析了基于地震危险性概率分析方法所得到的一致概率反应谱所存在的问题和不足，提出了一个新的反应谱确定方法，其直接采用不经烈度转换的反应谱衰减关系式且以场地相应设防概率水平的地震动峰值加速度为前提，采用发生概率最大的原则和与潜在震源中主干断裂相关联的原则确定场地相关设计反应谱。实例分析表明，该方法所确定的设计地震及场址反应谱参数较为合理，易于为工程设计人员所接受，并能满足工程抗震设计需求。     

考虑饱和两相介质的土层地震反应分析

地下水位以下的饱和土层是两相介质,波在其中传播需要考虑水和土的相互作用。为了考虑饱和土层中水土耦合作用,将饱和两相介质的Biot波动理论引入土层地震反应,用来计算地下水位以下饱和土层的地震反应。在此基础上,采用有限差分法,结合人工透射边界,提出了一种考虑饱和两相介质的土层地震反应分析方法。利用该方法计算了响嘡台阵3^#测井的土层地震反应,并与等效线性化方法计算结果和实际强震记录进行了对比分析。结果表明:该方法和等效线性化方法均可以反映出和实测结果相似的加速度时程和反应谱数据,该方法的理论模型较单相介质方法更合理,计算得到的加速度时程和反应谱数据也更接近真实记录。     

不利围岩条件下施工期调压井的动力有限元分析

调压井作为一种地下薄壁结构,其动力特性对于围岩地质条件十分敏感。本文结合一工程实例,运用瞬态动力学方法,在进行调压井自振特性分析的基础上,按照单纯考虑水平地震荷载作用及考虑水平与竖向地震荷载组合作用两种计算工况,对不利围岩地质条件下施工期调压井的动力响应特性进行了有限元仿真分析。结果表明:在水平与竖向地震荷载组合作用下,衬砌结构位移及应力的分布规律与单纯水平地震荷载作用情况基本相同,但其位移及应力均有所增大。由此说明,地震组合作用增加了衬砌结构的动力反应,竖向地震作用也会影响衬砌结构水平方向的动力反应。因此,在进行调压井结构的抗震设计时,考虑水平与竖向地震的组合作用是必要的。     

纵缝对重力坝地震反应影响的研究

本文采用显式有限元结合人工透谢边界进行波动分析，配合动接触力模型考虑纵缝接触非线性问题，用静动组合方法考虑静动荷载的耦合作用，形成新的重力坝地震反应分析的计算体系，对一典型的含纵缝重力坝进行了地震反应分析。在考虑地基辐射阻尼的条件下得出了纵缝的存在及纵缝初始宽度、填充情况、缝面摩擦系数等因素对坝体地震反应影响的一系列结论。     

随机振动理论在工程抗震中的应用

针对工程结构随机振动理论在工程抗震中应用的研究进展进行了较详尽的介绍,对地震的随机性以及地震引起地面运动的模拟进行了分析,介绍了地震反应的随机振动方法,对虚拟激励法和概率密度演化理论进行了对比分析。     

冲击回波法检测混凝土内部缺陷的有限元仿真分析

为了探究混凝土结构在瞬时冲击荷载作用下的响应特征以及应力波在混凝土介质中的传播规律和影响因素,进一步完善冲击回波法检测理论和提高混凝土缺陷检测与识别精度,基于ADINA有限元分析软件,设计构建了一系列有缺陷和无缺陷的混凝土板结构有限元模型,运用动力有限元分析理论,对混凝土结构冲击回波响应特征以及弹性应力波传播的动力学特征进行数值仿真分析。结果显示:混凝土板内有缺陷存在时,板厚对应频率均向低频漂移,且方形空洞比圆形空洞引起的漂移量稍大;当缺陷埋深超过缺陷横向尺寸3倍以上时,分析结果的偏差会陡然增大;对埋深小于10 cm的浅表层缺陷,其偏差值较大。结果表明,有限元仿真分析直观地展现了应力波在混凝土介质中的动态传播过程以及波场与缺陷体相互作用的规律,仿真分析结果与应力波传播基本理论及物理模型试验结果基本一致,验证了本有限元模型的合理性以及数值仿真分析方法的适用性和可行性。     

随机波浪力连续场的降维模拟

根据水质点的水平速度和加速度过程的功率谱密度,利用线性化的Morison方程,从平稳随机过程自相关函数的角度推导了随机波浪力的功率谱密度函数。在平稳随机过程的源谱表达基础上,通过将标准正交随机变量集定义为仅含1个基本随机变量的正交函数形式,实现了随机波浪力连续场的降维模拟。同时,结合快速傅里叶变换（FFT）技术,给出了随机波浪力连续场降维模拟的快速算法。应用该方法对某一单个小尺度直立圆柱桩所受的随机波浪力进行模拟,给出了随机波浪力过程的均值、标准差、自相关函数及互相关函数等数值特征,并与Monte Carlo方法的结果进行对比分析。研究表明,降维模拟方法具有较高的模拟精度与效率。     

基于黏弹性介质的隧道地震二维正演模拟

针对隧道中各种不良地质体的超前预报问题,以黏弹性介质为基础,在空气隧道周围添加一定厚度的开挖损伤带,建立符合实际情况的观测系统,通过交错网格有限差分正演,模拟地震波在断层、软弱夹层、溶洞等地质灾害体模型中的传播,根据不同时刻的波场快照来研究相应地质模型地震记录的响应特征。通过对隧道地震二维波场模拟结果进行分析,研究结果表明:对一阶速度-应力黏弹性波动方程,采用交错网格有限差分,并且对隧道添加约束条件,可以快速、有效地实现隧道地震的二维正演模拟,并且波场快照能够清楚地反映地震波在不同地质模型中的传播特征以及波的转换特征,地震记录能够反映不同地质模型的地震响应特征,可以为实际隧道超前预报提供理论依据。     

不同地质条件下边坡动力特征的DDA方法分析

为了对边坡动力响应特征进行分析,基于非连续变形分析(DDA)方法,改进了部分程序,并利用改进的DDA建立了边坡分析模型。该模型绘制了坡体中加速度放大系数等值线图,首先验证了模型黏滞边界的远近对边坡动力响应特征影响极小;其次,分析了不同坡角、坡高、岩性及输入一定地震波周期条件下的边坡加速度放大系数等值线随高程及水平深度的变化特征。分析表明:坡角、坡高小于一定值时,加速度放大系数随高程及水平深度增加呈递增趋势,同一边坡岩性较硬或输入波周期较长时,加速度放大系数较大;而当边坡中存在节理及软弱夹层等不利地质体时,地震波传播会受到反射和透射作用的影响,从而影响边坡的动力特征。经DDA模拟计算揭示:当岩体弹性模量较大时,节理对地震波传播的透射作用较强,且当节理间距与输入波长的比值小于临界值时,其比值越大,节理对波的透射作用越强;岩体分界面下部岩性较上部岩性硬时,随着2种岩体弹性模量差值增大,透射波峰值加速度衰减越明显,而反之分界面以下岩体较上部软时,随2种岩体弹性模量差值增大,透射波峰值加速度放大越明显;当软弱夹层厚度以及其与周围岩体波阻抗的比值较大时,地震波经过软弱夹层时的透射作用较小。     

地震荷载作用下确定土的阻尼比的频域分析法

为了从频域角度分析地震荷载作用下土的阻尼比,将随机过程理论引入土阻尼比分析中,并提出了一种基于傅里叶变换的频域分析法,最后通过试验及数值分析手段验证了利用该方法确定土的阻尼比的可行性。结果表明:通过傅里叶变换的频域分析方法得到的地震荷载下土的阻尼比是一个与频率相关的函数;任意一种土及地震波都可得到一条"阻尼比-频率谱"。实际工程应用时,建议将土阻尼比看作随地震波输入过程而动态变化的参数。通过此频域分析法可找到每类土、每种地震波作用下的"阻尼比-频率谱",即可得到土的动态阻尼比参数。以期为随机荷载作用下土阻尼比的确定提供参考。     

宽级配卵石推移质输移随机过程的分维研究

深入探讨、分析长江三峡工程上游河道宽级配卵石推移质输移特点及其随机过程，更清楚地认识三峡工程回水变动区河道泥沙运动规律是一个很重要的研究课题。本文应用70年代发展起来的现代数学手段分形（分维）几何学，R／S分析，对长江上游年来沙量过程进行分形特性分析，用R／S分析计算其分形维数，表明长江上游悬沙和推移质年沙量的分形维DH分别为1．321和1．378；赫斯特数H分别为0．679和0．622，均大于0．5，根据分形几何学，R／S分析原理，说明三峡工程上游来沙量发展过程发现为正相关，是具有持久记忆性，周期性的随机过程－分式布朗运动过程，长江上游沙量发展趋势有可能表现为：良性循环或恶性循环”两种，长江上游来沙量必须依靠持久的水土保持治理和水库群拦截，否则会出现恶性循环的可能，文中用分形几何学，R／S分析方法对宽级配卵石推移质输移实测随机过程进行计算，结果表明对测量时间间隔8－9分钟的采样，所获得的输沙率随机过程的分组数DH＝1．47（H＝0．53），接近马氏过程（DH＝1．5），测量时间间隔3分钟的采样，所获得的输沙率随机过程的分维数DH＝1．33（H＝0．67），为非马氏过程，表明过程具有持久记忆性和周期性。     

CRITERION OF STOCHASTIC LAYER NEAR A PLANAR HOMOCLINIC ORBIT OF NONLINEAR DYNAMICAL SYSTEM

ＣＲＩＴＥＲＩＯＮＯＦＳＴＯＣＨＡＳＴＩＣＬＡＹＥＲＮＥＡＲＡＰＬＡＮＡＲＨＯＭＯＣＬＩＮＩＣＯＲＢＩＴＯＦＮＯＮＬＩＮＥＡＲＤＹＮＡＭＩＣＡＬＳＹＳＴＥＭＡｌｂｅｒｔＣ．Ｊ．Ｌｕｏ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ...     

A drifting trajectory prediction model based on object shape and stochastic mo-tion features

There is a huge demand to develop a method for marine search and rescue（SAR） operators automatically predicting the most probable searching area of the drifting object. This paper presents a novel drifting prediction model to improve the accuracy of the drifting trajectory computation of the sea-surface objects. First, a new drifting kinetic model based on the geometry characteristics of the objects is proposed that involves the effects of the object shape and stochastic motion features in addition to the traditional factors of wind and currents. Then, a computer simulation-based method is employed to analyze the stochastic motion features of the drifting objects, which is applied to estimate the uncertainty parameters of the stochastic factors of the drifting objects. Finally, the accuracy of the model is evaluated by comparison with the flume experimental results. It is shown that the proposed method can be used for various shape objects in the drifting trajectory prediction and the maritime search and rescue decision-making system.