基于小波方法的近海域地震动时频特性分析

将小波变换的方法应用于近海场地地震动的时频分析。收集到了美国加州以及日本相模湾近海场地台站地震动加速度记录,并采用Matlab软件对其进行了6层小波包分解。分析了近海场地地震动加速度的能量谱以及时频分布特征,同时与同一地震事件相邻的陆域场地地震动加速度记录以及汶川、芦山地震的内陆场地地震动加速度记录进行比较。研究发现,近海场地地震动能量主要集中在前8阶子频带上,低频带能量占优势,能量分布与陆域相邻场地的不同,内陆地震动则在高频段有明显的能量分布|近海场地水平向和竖向地震动表现出能量分布的宽频带特性,但竖向地震动能量值远小于水平向,地震动能量在时间域内出现明显的二次释放过程。     

基于NGA模型的汶川地震区地震动衰减关系

基于汶川地震 64 个余震强震动记录数据,结合 NGA 衰减关系模型以及一维场地非线性反应模型,应用基于最大可能性估计的统计算法,对峰值加速度、峰值速度、峰值位移以及不同周期的加速度反应谱进行了衰减关系研究。得到了汶川地震区基岩场地以及各类土层场地的地震动衰减关系。与其他人的研究成果对比,表明 NGA 模型衰减关系估计的基岩场地地震动相对较低,而估计的土层场地地震动相对较高。     

浙江地区地震动衰减关系及历史地震等震线分析

地震动哀减规律的研究对于重大工程抗震设计和地震小区划具有重要意义。就工程应用而言,地震动哀减规律的研究主要采用统计方法。历史的证缺乏足够加速度记录的地区,现在普遍采用的地震动估计途径有二,一为烈度法,一为地震动法。地震动法以前提假定不同,又可分为烈度距法和烈度震级法。本文以烈度震级法估算地震动衰减关系。     

地下结构地震响应分析的高效混合模拟方法

数值模拟是地下结构抗震分析的重要手段之一,然而地震动输入及边界效应、模型尺度规模等因素均会影响数值模拟的计算精度和效率,并且存在计算尺度、计算时间、计算精度之间的矛盾,因此如何高效、精确地模拟地下结构与地层相互作用体系的地震响应仍是亟待解决的关键问题。基于区域缩减法（DRM）将边界元和有限元相融合的核心思想,旨在建立能够合理模拟地下结构-地层系统地震响应特征的高效混合分析方法。首先将地下结构-地层整体模型划分为近场地层-结构内域子模型和远场地层外域子模型,通过构造重合节点保证内域-外域耦合边界处的位移连续性;其次,基于边界元求解外域自由场或地形影响下的非自由场地震动特征,并采用DRM构造矩阵方程将外域动力响应转化为等效地震荷载,可以在保证地震动合理输入的前提下极大地缩减外域模型尺寸,进而实现对内域中地下结构地震响应的快速参数化分析;最后,设计了两组典型算例以检验该方法的可靠性和高效性。结果表明：对于无地形影响下的双线隧道地震响应模拟,通过与远置边界参考解对比验证了方法的有效性;对于受地形条件影响下的双线隧道地震响应模拟,本方法在保证精度要求的基础上极大缩减了包括地形在内的外域模型范围,...     

青藏铁路沿线冻土场地地震动特征研究

基于对青藏铁路沿线多年冻土区的现场地质考察、14个典型钻孔的地质编录以及现场测试,获取了青藏铁路沿线多年冻土区土层波速的基本特征。而后结合室内动三轴有关冻土动强度的试验结果,使用该地区50a超越概率为62.5%,10.0%和2.0%的人造基岩地震波输入,通过土层地震反应计算,分析研究青藏铁路沿线冻土区10个冻土场地的地震动加速度时程与加速度反应谱的基本特征及其影响因素,同时,统计研究地温对场地的地震动加速度反应谱的影响。结果表明,青藏铁路沿线多年冻土区土层波速及横波与纵波之波速比值较非冻土区大,地震强度对冻土区场地的地震动加速度幅值具有决定性影响,冻土区典型地震动加速度反应谱的中、短周期成分所占比例较大,冻土场地的地震动加速度反应谱的幅值随地温的降低而普遍减小。     

顺层隧道地震响应的波动方法研究

 顺层岩体是隧道工程中常见的地质情况,震害突出,但尚无有效的地震响应分析方法,因而难以深入研究其响应机制和规律。为此,建立一种地震波动输入方法及相应公式,该方法以有限元法与时域波动分析法相结合,采用黏弹性人工边界,基于顺层岩体的横观各向同性本构关系,考虑岩体中地震波的偏振特性和相速度变化特点,适用于地震波斜入射方向与隧道纵断面平行的情况。同时,为验证所提出方法的实用性和可行性,应用其分析某顺层岩体中高速铁路隧道结构的地震响应规律。结果显示：当岩层水平或竖直时,则qP波引起的衬砌内力包络图对称;当岩层倾斜时,则qP波引起的衬砌内力包络图不对称,不对称性的幅度与岩层倾角相关;岩层倾角不同,则弯矩值相差较大;弯矩包络图无论对称与否,环向弯矩极值均位于拱脚处,而纵向弯矩极值却位于拱顶和仰拱处。此外,作为对比分析,又将岩层简化为各向同性介质,采用该方法进行计算,结果发现：P波引起的衬砌内力包络图对称,且内力包络图与将岩层简化为横观各向同性介质时相接近。这进一步验证了提出方法的合理性和可靠性。     

多年冻土区场地地震动随机特性研究

利用随机振动理论和动力分析的有限元方法,对青藏铁路多年冻土区场地进行了随机地震反应分析,分析了多年冻土区场地随机地震特性,研究了冻土层厚度的变化对场地随机地震特性的影响,获得了场地卓越频率及地震响应峰值。研究结果表明,随着冻土层厚度的增加,场地卓越频率呈增大趋势,但变化不大,场地地震反应呈减小趋势。     

地震荷载作用下黄土的动应力–应变关系研究

对取自宁夏南部西吉县夏家大路喜家湾滑坡后缘的黄土进行动三轴试验,研究随机地震波作用下黄土的动应力–应变关系。考虑到地震输入荷载的振幅、持时、频谱成分对试验结果有较大影响,首先根据场区的宏观烈度资料,通过多元稳健回归和转换的方法,得到场区的地震烈度衰减关系和地震动衰减关系,在地震危险性分析的基础上,人工合成场地未来50 a超越概率10%的地震动时程,并据此作为输入激振波开展动力试验研究。由结果分析可见,随机地震波作用下黄土的应力–应变关系非常复杂,可以将其简化为一系列大小、位置及形状均不规则变化的椭圆形滞回圈,则任意时刻的剪切模量Gd可以表示为该时刻的动应力、应变以及固结压力的函数,并可以将函数变化为乘幂的形式,通过多组试验验证,试验结果和公式拟合结果相关性较好。     

基于宁洱6．4级地震地震动衰减及场地土层分析

基于宁洱6.4级地震的实际地震台网观测数据,结合云南分区地震动特性,以回归分析的方法对此次地震中地震动大小进行衰减分析,以此衰减到场地基岩的理论地震动值,通过一维场地土层地震反应技术分析,得出场地结构物的地震动大小输入,以期为震害分析做出数据支撑。     

基于HVSR谱比动态聚类的海域场地特性研究

海域场地工程特性是海洋重大工程设计、建造、运维的重要基础,也是岩土地震工程的研究热点。收集了日本相模湾海域2000～2018年间6个海底台站的强地震动记录,筛选、前处理后采用Horizontal-to-vertical spectral ratio(HVSR)方法计算了各条记录的傅里叶振幅谱比值。通过动态聚类学习结合最优化分类,获取了相模湾海底台站的最优场地特性。结果表明,动态聚类学习方法针对时序型数据的聚类性能及鲁棒性强,可满足局部及全局分辨率;相模湾海区中台站场地环境可宏观分为海底峡谷区及海洋盆地区,其中峡谷区场地卓越周期显著小于盆地区,且高频衰减较缓;通过局部场地地形坡度,给出了海洋场地工程特性。研究成果可为海域地震动模拟、海洋工程建设等提供参考。     

基于KiK-net强震记录的三维地震动强度非平稳模型研究

地震动强度非平稳特性对结构非线性响应有显著影响,准确描述强度非平稳特性对生成人工地震波有重要意义。该文提出了一种描述三维地震动强度非平稳特性的模型,分别给出了其确定性参数取值和随机参数取值。首先以大量KiK-net强震记录为样本,提取其强度非平稳特性|然后选取地震动强度非平稳模型,并使用遗传算法识别出了模型的参数|最后通过统计回归分析给出了各震级、震中距不同场地类别的三维模型参数取值。结果表明,所得强度非平稳模型能够反映地震动强度非平稳特性的规律,可将其用于结构抗震分析和人工地震动模拟中。     

论地震地面运动中的持续时间

对地震动持时的宏观影响、影响地震动持时的因素、持时对工程结构的影响进行了阐述,并分析了考虑地震动持时的抗震设计,通过分析,认为对地震动持时的研究可以从持时与其他两个要素的耦合方面去突破,此外结合结构的非线性反应的集中现象,提出了关于间隔薄弱层的抗震设计的设想。     

考虑地面运动不确定性的地面运动记录选择方法研究

分析国内外当前地面运动记录选择方法后,重点指出我国方法中值得改进之处,提出考虑地面运动记录 不确定性的地面运动记录选择方法。并建立Ⅱ类场地地面运动数据库,给出不同震级和距离分组下加速度动力放 大系数谱分布规律,以此体现地面运动的不确定性。最后,以一个工程算例来展示考虑地面运动不确定性的地面 运动记录选择方法的应用过程和结果。算例的动力时程分析结果表明,由此预测出的结构模型地震反应确实存在 着一个明显的分布范围,克服了当前拟合单一目标谱的地面运动记录选择方法抹杀地面运动不确定性的弊端,为 全面了解结构在一定地震风险下抗震性能提供可能。     

南海岛礁地区种植屋面适应性浅析

结合南海岛礁地区的环境气候特性分析平屋顶简单式种植屋面、平屋顶花园式种植屋面、平屋顶蓄水种植屋面、坡屋顶种植屋面和容器式种植屋面的技术特点和经济成本,为在我国南海岛礁地区开展种植屋面应用提供参考。     

南海北部陆坡软黏土全流动强度试验研究

鉴于海底软黏土强度测试困难和精度不足的现状,研发了一种适用于低强度、高含水率土体强度测试的新型全流动贯入仪,并进行了有效性校验。在此基础上,针对南海北部陆坡区典型软黏土,开展了多组原状试样的全流动强度试验,分析了试验中初始阻力系数N与重塑阻力系数N_(rem)的取值范围,给出了软黏土扰动前后不排水剪切强度沿深度的分布特征及变化趋势,并结合微观孔隙面积比和宏观构造灵敏度,探究了研究区土体的强结构特征。最后,基于重塑不排水剪切强度与含水率/液限间的关联性分析,提出了适用于研究区土体的不排水剪切强度归一化模型,为南海北部陆坡区海底能源开发、海洋工程基础设计与地质灾害预测提供参考。     

基于随机有限断层法的坝址地震动参数#br# 综合评价方法

对于受多条发震构造影响的大坝场址,合理估计坝址地震动输入是实现近场地震作用下不溃坝目标的前提条件。文章主要目标是对地震地质环境复杂的场址建立适合于工程应用的地震动参数评价方法。首先对随机有限断层法模拟近场大震的适用性进行分析,结果表明该方法不仅可以描述断层破裂源,考虑地震波路径、场地衰减等因素,而且计算效率高,能够解决地震动模拟中复杂震源设置与计算效率的问题,可用于大坝场址地震动参数估计;然后基于对随机有限断层法参数的不确定性分析,建立一套能够考虑多个发震构造对坝址影响的地震动参数综合评价体系,包括设置震源、路径及场地条件参数的取值范围及水平、设计多方案(多权重)地震动模拟方案、各参数取值的权重系数计算原则与方法;最后获得能够表征不同地震危险性的参数估计方法。该文建立的方法能够考虑坝址发震构造的复杂性,给出多层次、多风险水平的评价结果,为近场大震作用下大坝抗震安全评价提供合理的地震动参数。     

改进拉丁超立方抽样选波法对RC框架结构地震易损性影响研究

在结构地震易损性研究中,传统选波方法存在结果离散性大、计算量大等问题.拉丁超立方抽样方法可以有效减少抽样数,提高抽样代表性,但将其运用于离散样本抽样时,容易出现抽样失败.为此,该文对传统的拉丁超立方抽样方法加以改进,在剔除空区格后进行排序随机选点,以替代传统的坐标分量组合选点,并将其应用于基于离散地震动强度指标的地震波...     

Optimum design of tuned mass dampers for different earthquake ground motion parameters and models

Tuned mass dampers are frequently used for passive control of vibrations in civil structures subject to seismic and wind actions. Their efficiency depends on selection of their mechanical properties in relation to main system and excitation characteristics. This paper proposes an optimum design strategy of single tuned mass dampers to control vibrations of principal mode of structures excited by earthquake ground motion. The main purpose of the paper is to investigate the influence of the time modulation of earthquake excitation upon the optimal tuned mass dampers design parameters: frequency and damping ratio. The study is based on numerical analyses carried out with different stochastic models for earthquakes: a simple filtered white noise model and two time modulated filtered white noise models. The numerical analyses are carried out to solve an optimization problem with a performance index defined by the reduction of the standard deviation of either the structure displacement or its inertial acceleration as objective function. To complete the work, the influence of the bandwidth excitation over the values of the optimal tuned mass damper parameters is investigated, as well the optimum mass ratio and the structure frequency. The results of the numeral analyses carried out infer that the earthquake excitation characteristics, including its modulation in time domain, highly affect the optimum tuned mass damper design parameters values.