随机地震动的概率密度演化

利用广义概率密度演化方程,研究了随机地震动加速度时程的时变概率密度分布.利用集集地震实测地震动记录建模,识别给出了Ⅱ类场地随机地震动物理模型的基本参数及其分布.引入空间伸缩变换和Voronoi准则,发展了多维概率空间剖分的实用算法,对比分析了随机地震动模型与真实地震动的概率密度函数.结果表明:随机地震动物理模型可以客观反映真实地震动加速度时程的精细概率结构.     

Linear and Nonlinear Valley Amplification Effects on Seismic Ground Motion

Records and analyses have shown that, apart from soil stratigraphy, the geomorphic conditions (such as those characterising an alluvial valley) tend to modify the amplitude, the frequency content, the duration, and the spatial variability of seismic ground shaking. As most of the related records and studies to date refer to weak motions (and thereby to linear soil response), the question that has been raised is whether and by how much the unavoidably nonlinear soil behaviour during strong shaking may reduce the unavoidable “valley amplification” effects. The paper aims at shedding some light on this important issue by analysing numerically the effects of the sub-surface geomorphic conditions of a valley on its ground surface seismic motion, with emphasis on the influence of soil nonlinearity. Two-dimensional linear and equivalent-linear ground response analyses are performed to study an alluvial valley in Japan, the behaviour of which had been monitored during many earthquakes in the early 1980's. Then, using the geometry of this valley as a basis, a parametric investigation is performed on the effects of potential soil nonlinearity arising from the increased intensity of base excitation and/or decreased “plasticity” index* of the clayey soil material. It is shown that strong soil nonlinearity may depress the amplitude of the multiply-reflected and, especially of the horizontally propagating Rayleigh waves, leading to substantially lower valley amplification.     

多维地震动作用下基础隔震结构地震响应分析

本文分析了多维地震动作用下基础隔震结构平动扭转耦联振动反应。结果表明，采用等效线性化的假设是合理可行的，基础隔震结构在地震动扭转分量作用下，其反应均比无扭转分量作用时大，但采用基础隔震，且隔震层无偏心时，结构响应降低，这表明采用基础隔震可减小在水平和扭转地震动分量的共同作用下结构的反应。     

输电塔线体系在多维地震激励下的响应分析

通过数值模拟研究了多维地震激励下高压输电塔线体系地震响应.建立了输电塔线耦联体系三维有限元模型,考虑了输电线的几何非线性特征;依据《电力设施抗震设计规范》选取了不同场地的12条地震记录;利用非线性时程分析方法,分别研究了单维、双向和多维地震激励下输电塔线体系的地震响应.研究结果表明,输电塔线体系在多维地震激励下的响应明显地大于仅考虑单维地震激励,特别是仅考虑竖向地震激励的情况,在分析中忽略地震动的多维性将会低估结构的地震响应.为了得到精确的结构地震响应并更好地进行输电塔线体系的抗震设计,需要考虑多维地震输入.研究结果可为输电线路实际工程抗震设计提供参考.     

工程结构抗震分析的实用地震动功率谱模型

结合我国现行抗震规范的场地划分,提出了一种将非平稳随机地震动等效为平稳随机过程的地震动功率谱模型,导出了谱强度与最大地面运动加速度均值、地震烈度和地震水准的关系,并考虑了部分相干效应、行波效应等空间相关特性的影响。结合工程实例,对比反应谱法验证了自功率谱模型的准确性。该模型可用于空间结构的单一激励或多点激励的随机地震反应分析,具有较高的实用价值。     

近断层地震动对钢筋混凝土框架结构地震反应的影响

研究了近断层脉冲地震动的工程特性.按照<建筑抗震设计规范>(GB50011-2010)进行抗震设计,选择具有前方向性效应、滑冲效应和远场地三类地震动作为输入,采用Sap2000时一座四层钢筋混凝土框架进行非线性时程分析.分析结果表明:对于顶点位移、层间位移角和基底剪力等结构动力响应参数,当结构的地震反应进入弹塑性阶段后...     

关于高层建筑的地震动输入

简单地叙述了目前高层建筑地震反应分析中常用的地震动输入方法,用相同的高层建筑和四种不同的场地组建成四个结构－场地一体化模型,通过对四种模型计算得到了场地地表反应、结构顶点水平运动、结构要部的等效输入相对射波的传递函数的幅值谱和结构单元内力的比较,论证了影响高层建筑等效输入地震动的主要因素,并说明了在结构地震反应分析中考虑结构－土相互作用的影响的必要性。     

高层建筑顶部旋转结构地震响应及隔震措施研究

介绍构造的高层建筑顶部旋转结构的隔震系统,由弹性隔震支座和阻尼器构成.在试验中,这一隔震体系采用橡皮支座和小型液体阻尼器模拟.通过对结构频率、振幅、质量的调整以及对于支座、阻尼的布置与数量的变换,由试验获取加速度放大系数、自振频率等数据,经对试验数据进行的统计、比较、计算与分析,得出了该系统的振动特性.试验表明在一定条...     

基于M残差的方差分量估计

根据M估计的线性表达式原理,导出了不同类观测M估计的线性表达式、多余参数以及观测量和参数估计量的方差协方差矩阵。M残差的二次型的无偏估计是方差分量和多余参数的函数。当误差密度已知时,多余参数的显式可以由方差分量表达,此时二次型是方差分量的显线性函数,由此构成了基于M残差的方差分量无偏估计公式。对Lp估计和正态分布,导出了方差分量估计的实用公式,在边角网中进行了应用。与赫尔默特方法进行比较,结果表明,有粗差时,方差分量估计和参数估计结果随着Lp估计的p的变化相差显著,无粗差时（或粗差被剔除时）,不同的方差分量估计方法的结果相差甚微。该方法可以对赫尔默特方法进行有效的检查。     

Experimental Verification to Estimate Ground Thermal Conductivity Using Spiral Coil Type Ground Heat Exchangers

This paper presents an experimental study on the evaluation of thermal response of a spiral coil type GHE （ground heat exchanger）. This GHE was installed on partially saturated landfill ground that was composed of silt and clay in the runway area of Incheon International airport. TRT （thermal response test） was conducted for more than 65 hours under continuous operation conditions. Ground thermal conductivity was derived based on line source theory, which has usually been found to be appropriate for line type GHEs such as U, W and 2U types. A reasonable method to derive ground thermal conductivity using the infinite line source theory for a spiral coil type GHE was introduced. Ground thermal conductivity from the TRT using spiral coil type GHE was compared with those from the analytical equivalent model of ground thermal conductivity.     

近场地震作用下采用拉索减震支座桥梁纵向地震响应特性

选择台湾集集近场地震记录作为地震动输入,以常规盆式支座和铅芯减隔震支座为对比,系统考察了近场地震动的速度脉冲效应、破裂方向性效应、上盘效应对采用拉索减震支座连续梁桥纵向地震响应的影响,并且对拉索减震支座进行了参数分析。计算结果表明,近场地震三种效应对采用三种支座的连续梁桥的地震响应都有放大效应;拉索减震支座同铅芯减隔震支座比较,对于位移的放大效应有明显的减小,对于在近场强震情况下通常由位移控制的减隔震连续桥梁,突出显示了其限位优势,能够实现力和位移的完美调节;通过调整拉索减震支座的摩擦系数和拉索自由程能达到更理想的减隔震效果,控制结构的位移,防止落梁、碰撞等灾害发生。     

竖向地震效应下近断层边坡永久位移预测模型

利用改进的能量法从美国NGA数据库的4 669条地震记录中量化识别出305条近断层速度脉冲地震动。脉冲具有方向性效应,所有地震动均转换到最强脉冲方向。基于Newmark刚塑性理论模型,考虑竖向地震效应,输入拟合后的地震动,计算了边坡永久位移值。根据大量计算结果统计发现,竖向地震效应对近断层内的边坡永久位移有显著影响,既有边坡地震位移预测模型的预测值离散性较大。通过相关性分析,发现竖向效应作用下,边坡永久位移值与近断层地震动的峰值速度相关性显著。采用统计学回归分析方法,建立了基于峰值速度(PGV)、Arias强度(I_a)、临界加速度(a_c)的预测模型,该模型简单实用,可应用于近断层区域的边坡滑坡地质灾害风险评估。     

以地面运动和阻尼特性为函数研究带有或不带粘滞型阻尼器的人字型支撑钢框架的抗震性能

根据地面运动强度和频率特性以及粘滞型阻尼器的参数,比较了具有或没有粘滞型阻尼器的人字型支撑的钢框架的抗震性能。对于单层和多层设有和没有粘滞型阻尼器的人字型支撑的钢框架,进行了包括小、中等、高强度各种频率特性的地面运动的非线性时间序列分析。以单层和多层带有粘滞型阻尼器的人字型支撑的钢框架的非线性时间序列分析为基础,研究了粘滞型阻尼器的减幅率和速度指数对框架的抗震性能的作用。研究结果显示,没有粘滞型阻尼器的人字型支撑的钢框架的抗震性能低,由于支撑失稳的影响,对频率和地面运动的强度敏感。而安装粘滞型阻尼器后,由于其维持了这种结构的弹性,极大提高了它的抗震性能。此外,小速率指数和大减幅比率的粘滞型阻尼器在提高带有人字型支撑的钢框架的抗震性能上更有效,然而,减幅比率大于50%的粘滞型阻尼器,在人字型支撑的钢框架的抗震性能上没有更多的改善。     

考虑柱脚转动刚度的多层钢框架易损性分析

通过对多层钢框架进行增量动力分析,研究柱脚转动刚度、底层破坏模式以及钢柱宽厚比对多层钢框架抗震性能的影响,具体从结构倒塌储备系数、地震易损性以及结构局部响应考察各影响因素对结构抗震性能的影响。分析结果表明,当破坏模式由钢柱破坏控制时,随着钢柱宽厚比的增大结构抗震性能减弱,考虑柱脚刚度的半刚接柱脚钢框架地震易损性与刚接柱脚钢框架差别较小,当柱脚与柱刚度比为2.0时,框架地震易损性与刚接柱脚钢框架非常接近;当破坏模式由柱脚破坏控制时,可以明显降低钢柱宽厚比的要求。     

Ground Motion Prediction Equation Development by Heterogeneous Bayesian Learning

In ground motion prediction, the key is to develop a suitable and reliable GMPE (ground motion prediction equation) characterizing the ground motion pattern of the target seismic region. There are two critical goals encountered in GMPE development. Proposing a suitable predictive formula applicable to target seismic region has attracted much of the attention in previous studies. On the other hand, dependence between prediction–error variance and ground motion data has been observed and the study on this kind of heterogeneous relation becomes an important task yet to be explored. In this article, a novel HEteRogeneous BAyesian Learning (HERBAL) approach is proposed for achieving these two goals simultaneously. The homogeneity assumption on error in the traditional learning approach is relaxed, so the proposed approach is applicable for more general heterogeneous cases. With the generalization made on the traditional Bayesian learning by embedding the derived closed form expression for error variance parameter optimization component into the hyperparameter optimization of ARD (automatic relevance determination) prior, the proposed learning approach is capable of performing continuous model training on a prescribed predictive formula with unknown error pattern. A database of strong ground motion records in the Tangshan region of China is obtained for the analysis. It is shown that the trained optimal model class by the proposed approach is promising as that, the trained optimal model class retains model simplicity of the predictive formula with capability on both robustness enhancement ground motion prediction and precise determination of the error pattern.     

抗震设计规范之近断层中小地震影响

近年来发生的中小震级地震中 ,在靠近断层附近观测到的记录中具有显著加速度和速度峰值 ,对结构造成了极大的破坏 ,同时 ,现行抗震设计规范多是以大震级地震记录为基础建立起来的 ,很少考虑断层距对结构地震反应的影响。本文在充分收集近断层地震记录的基础上 ,对近断层中小震级地震动的峰值和反应谱进行了统计分析 ,并和我国的结构抗震设计规范进行了对比 ,指出了现行抗震设计规范的不足之处 ,得出了一些有益的结果 ,为今后抗震设计规范的完善和结构的抗震计算提供了参考。     

桥梁在长周期地震下的影响研究

为了分析长周期地震动的时频域特性及其对减隔震桥梁的影响,首先利用HHT理论分析长周期地震动的周期特性及能量特性,然后通过有限元软件建立合理的减隔震桥梁有限元模型,分析不同地震动作用下减隔震桥梁的动力响应,最后从能量的角度研究了桥梁结构的地震能量反应。     

层状土地震反应分析中的输入波

文中对层状土地震反应分析时输入波的考虑方法作了评述,认为用平均加速度反应谱来反映基岩输入运动是一种值得推荐的方法。为此利用近年来国内外的一些统计结果,给出基本烈度为7°,8°,9°时考虑震级、震中距影响的基岩运动谱特征。同时建议用考尔人工地震波法产生层状土地震反应分析时的输入波。     

西安地裂缝勘察中的地震勘探

提出了隐伏地裂缝和次级地裂缝是现今工程地震勘探的主要对象 ,并根据探槽资料给出了隐伏地裂缝潜伏的深度 ;根据地震勘探剖面提出了地裂带除主裂缝外还存在一个规模较大的次级裂缝 ,次缝位于主缝上盘 ,与主缝呈“丫”字型构造 ,在深度 30 0～ 5 0 0m处与主缝汇合 ;文中最后提供了西安地裂缝不同勘察阶段的地震勘探观测系统经验参数 ,并给出依地震勘探结果开挖探槽的验证实例。     

非平稳地震地面运动分析方法及模型综述

地震引起的地面运动是短暂的和非平稳的,地面运动的强度和频率都具有时变性,结构的分析和设计必须考虑地面运动的非平稳特性。文中回顾和总结了非平稳地震动分析方法,主要包括短时傅立叶变换、瞬时谱、双频谱法、演变谱法、小波变换、非平稳ARMA模型和HHT变换。同时介绍了常用的非平稳地震地面运动模型。在论述各种方法和非平稳地震动模型的同时,对国内外研究发展状况给出了简要的评述,并对非平稳地震动未来分析方法和模型发展趋势做出了预测和展望。