有效峰值加速度不同调整方法对比分析及改进

对地震动有效峰值加速度（EPA）在国内外规范中的不同计算表达式进行梳理,推导了有效峰值加速度调整系数的数学表达式并分析其物理概念,讨论了影响调整系数的因素;综合考虑规范对选波的其他要求,对同一个结构分别采用有效峰值加速度和峰值加速度（PGA）进行输入计算,评估两者对计算结果的影响,结果表明基于有效峰值加速度和峰值加速度选波所得结果在与反应谱的匹配程度上不具有明显的优劣性。根据瞬时脉冲峰值特征,将地震波划分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型三类,明确各类波的频谱特征,指出当前采用基于规范反应谱平台段定义有效峰值加速度的方法能够较好地进行Ⅰ型波和Ⅱ型波的地震动强度评估,且对于Ⅱ型波的地震动强度评估较采用峰值加速度的更为合理,但其对于Ⅲ型波的地震强度评估存在明显的不合理性。基于此,提出一种改进的有效峰值加速度调整方法,该方法采用统一表达式,可适用于所有类型地震波,调整前无需对地震波进行分类。通过案例计算对比,表明采用改进方法能够更为合理地评价地震动强度。     

地震基岩面的选取对深厚场地地表地震动参数的影响

地震基岩面的选取对场地设计地震动参数取值的合理性有重要影响。以苏州城区的钻孔剖面为研究对象,选取剪切波速介于400~800 m/s的9个土层顶面作为地震基岩面,采用等效线性方法考虑土的非线性特性,采用一维波传法分析地震基岩面的选取对地表地震动特性的影响。结果表明:1地表峰值加速度PGA随地震基岩面剪切波速的增大而增大,PGA的增大幅度随输入地震动强度的增大而减小;2地表加速度反应谱放大系数?谱谱值也随地震基岩面土层剪切波速的增大而增大,且?谱谱值随输入地震动强度的增大而减小;对于中强地震的近场地震动作用,基岩面深度对周期小于1.0 s的?谱谱值的影响较大;而对于特大地震的远场地震动作用,基岩面深度对周期小于4.0 s的?谱谱值均有较大影响;3远场地震动作用时的?谱谱值明显大于近场地震动作用的?谱谱值;4取剪切波速不小于700m/s的土层顶面为地震基岩面较为适宜。     

汶川Ms8.0地震四川及邻区数字强震台网记录

2008年5月12日汶川Ms8.0特大地震是龙门山构造带逆冲–右旋错动的结果,四川数字强震台网共获取133组三分向加速度记录,结合陕西、甘肃部分台站观测结果,根据原始记录绘制的加速度峰值等值线呈长轴为NE方向的不规则椭圆形,与地震影响烈度分布具有较好的一致性。进一步分析发现,该次地震的加速度记录具有比较明显的方向性效应和断层上盘效应,即沿破裂传播的NE方向加速度峰值衰减显著慢于SW方向;而处于断层NW上盘的地震动峰值衰减明显慢于SE下盘,出现系统性偏高现象,且在发震断裂的映秀—北川段更为显著,与震源破裂的方式和过程具相关性。另一个现象是近发震断裂的竖向(UD)与水平向(H)地震动峰值的比值明显高于远场,在近断层附近比值在1.0左右,与现行的《建筑抗震设计规范》(GB50011–2001)规定的比值2/3存在较大差异。随断层距的增加,加速度反应谱峰值逐渐移向长周期,当断层距大于200km时更为显著,但在近断层100km时存在速度大脉冲现象。     

日本俯冲带地区典型强震数据的初步研究

俯冲带作为陆地板块与海洋板块连接的一个重要区域,其特殊的地理位置决定了在地震研究方面具有重要的意义。为了对俯冲带地震动的特点进行初步了解,本文以日本俯冲带地区为例,通过总结日本俯冲带地震的研究现状,对比分析了该区域俯冲带板内地震、板缘地震以及浅地壳地震的加速度时程、傅里叶谱和反应谱等地震动参数,初步认识了俯冲带地震的特征并为今后关于俯冲带地震的研究打下了理论基础。     

小震作用下三个土层地震反应分析程序的分析

以某棋院站为分析场地,对国内外广泛使用的三个一维土层地震反应分析程序在小震作用下的计算精度进行检验,得出：从地表峰值加速度来看三者差别不大,地表加速度反应谱和各土层峰值加速度也基本一致的结论。     

地震作用下含倾斜软弱夹层斜坡场地的动力响应特性研究

以四川北部龙门山断裂带附近山区内某核废料处置场为参考原型,概化出含软弱夹层的斜坡场地模型,设计完成该特殊场地在50倍重力加速度条件下的离心振动台模型试验,监测场地在不同输入地震工况下的加速度响应,重点通过加速度放大效应和地震波波动机制探讨软弱夹层和斜坡效应对斜坡场地动力响应的影响,此外,结合传统傅里叶谱和Hilbert边际谱方法,从频域角度展示场地的频谱变化特性。试验结果表明:软弱夹层的加速度放大效应与输入地震动峰值有关,当输入地震动峰值较小时,夹层内响应加速度峰值被削弱,当输入峰值较大时,则被增强;斜坡效应对该场地中软弱夹层内的动力响应存在影响,导致斜坡下的软弱夹层内加速度放大效应增强;随着输入地震动峰值增大,软弱夹层中响应加速度的频率成分发生了变化,高频成分减少而低频成分增加。     

921台湾地震近断层强地面运动的周期和幅值特性

本文以 92 1台湾地震的 30组近断层加速度时程为样本 ,研究了他们的周期(频率 )和幅值的随机特性 ,主要内容包括峰值加速度PGA、特征时刻与持时、幅值概率密度谱、幅值包线、周期频度谱以及穿零率函数。提出了二次峰点法求包线的方法 ,并建立了相应的数学模型     

基于离心振动台的堆积型滑坡加速度响应特征

 加速度响应规律是解释滑坡震害、合理确定地震影响系数的基础。为此,设计完成了50倍重力加速度条件下的堆积型滑坡离心振动台模型试验,用来研究堆积型滑坡的加速度响应特征及规律。模型滑坡放置于600 mm×400 mm×500 mm(L×W×H)的刚性模型箱内,采用汶川地震清溪台站反演的基岩波作为基底输入,调整其幅值,研究不同强度地震动作用下堆积型滑坡的加速度响应特征及规律。试验结果表明：坡面水平向和竖直向峰值加速度(PGA)放大系数随滑坡的高程增加而增大,趋于坡顶时,增速明显变大,具有明显的高程放大效应;地震动作用下坡面与坡体内部的加速度响应特征明显不同,具有坡面浅表放大效应;滑床岩体自下向上水平向加速度有放大趋势,但与滑坡浅表土体相比,放大倍数则明显减弱;坡顶附近存在显著的波型转换现象;随着输入地震波强度的增大,PGA放大系数总体上表现为递减趋势。所得到的成果初步揭示了堆积型滑坡的加速度响应特征,为解释滑坡震害、确定地震影响系数等提供较可靠的依据。     

SH波斜入射盆地地表的时域非线性地震反应分析

本文利用二维时域非线性场地地震反应分析程序,针对3个不同的盆地,利用具有不同峰值、不同频谱特性的实际地震记录以不同角度入射作为输入基岩的SH波,共组成513个工况,研究了盆地地表加速度峰值和反应谱随地震波入射角变化的特征和规律,发现地震波入射角对二者均有重要影响。地表加速度峰值放大系数的最大值并非出现在地震波垂直入射(0°)时,而是大致在15°~35°之间,按垂直入射得出的计算结果在某些部位可能偏于不安全;入射角对加速度反应谱的短周期分量(<1s)影响较大,而对其中的长周期分量(>1s)影响较小;在强震作用下盆地土体将发生较强的非线性响应,导致地表加速度放大系数减小;随着梯形盆地坡角的增大,最不利位置有从盆地边缘向盆地中部转移的趋势,同时本文给出了盆地的最不利位置,对工程实践具有一定的参考价值。     

风干堆积体边坡地震响应的动力离心模型试验

 堆积体边坡在我国西南地区广泛分布,为深入研究其地震响应规律,设计完成了1∶50比尺的概化边坡离心振动台模型试验,分析4级不同强度地震连续作用下,风干堆积体边坡的加速度响应、边坡变形及其失稳模式。试验结果表明,堆积体边坡水平向PGA放大系数表现出了典型的高程放大效应与趋表放大效应。沿堆积体边坡高程方向,输入地震波频谱特性发生了明显改变,各测点加速度傅里叶谱的卓越频率随PGA增大而降低。考虑竖直向加速度放大效应的影响后,发现合放大系数与水平向夹角随高程有减小的趋势,反映了坡面处发生的波场分裂与波型转换现象。随地震波幅值的增大,水平向与竖直向PGA放大系数均先减小后增大。试验过程中观察发现在地震波加速度峰值达到0.216 g时堆积体边坡开始失稳,坡顶沉降明显,失稳模式以浅层崩滑为主。     

浅埋三维夹杂及空腔对SH波地面运动的研究

采用基于显示集中质量有限元与透射边界结合的波动问题求解方法,对软硬不同的浅埋夹杂和空腔进行了三维有限元数值模拟,研究了不同软硬的夹杂和空腔对地震动特性(包括峰值加速度和反应谱)的影响,分析了夹杂的软硬程度对地面运动的放大效应的影响。结果表明:空腔对地面运动以及地震动特性影响最大,软弱夹杂次之,硬质夹杂对地震波主要表现为一种强烈的屏障作用;软弱夹杂或空腔存在时,PGA、反应谱峰值都会变大,加速度反应谱峰值周期变小。     

汶川MS 8.0级地震诱发崩滑特点及其与地震动参数对应关系初析

2008年5月12日汶川MS8.0级强震诱发了大规模的崩塌滑坡地质灾害,不仅造成了巨额的经济损失,而且造成了众多的人员伤亡。汶川地震诱发崩滑分布受发震断层影响明显,而且在断层两侧不对称分布。分析表明汶川地震诱发崩滑与地震烈度存在相关性,但没有明确的对应关系,与震级、地震动峰值加速度关系较为密切。利用汶川地震在龙门山断裂带及附近地区获得的近40个台站的强震记录,对地震诱发崩滑与地震动峰值加速度的关系进行了初步研究,得到如下结果:地震诱发崩滑与地震动峰值加速度存在正相关性;水平向地震动水平对斜坡稳定性影响更大;在龙门山断裂带及其附近地区存在0.2g的地震动峰值加速度分界线,大于此值时崩滑明显增多。研究结果表明利用地震动峰值加速度对地震诱发崩滑进行研究具有一定理论和实际意义。     

Probabilistic Seismic Hazard Assessment for Jamaica

A probabilistic seismic hazard analysis was performed to generate seismic hazard maps for Jamaica. The analysis was then conducted using a standard logic-tree approach that allowed systematically taking into account the model-based （i.e., epistemic） uncertainty and its influence on the computed ground motion parameters. Hazard computations have been performed using a grid of sites with a space of 0.05 degrees. Two different computation methodologies have been adopted： the standard approach based on the definition of appropriate seismogenic sources and the zone-free approach, which overcomes the ambiguities related with the definition of the seismic sources solely reflecting the characteristics of the earthquake catalogue. A comprehensive and updated earthquake catalogue for Jamaica has been compiled for the years 1551-2010 and new empirical relationships amongst magnitudes Mze-Ms and Mw-mb have been developed for the region. Uniform hazard spectra and their uncertainty have been calculated for the horizontal component of ground motion for rock site conditions and five return periods （95, 475, 975, 2,475 and 4,975 years） and spectral accelerations for 34 structural periods ranging from 0 to 3 s, and 5% of critical damping. The spectral accelerations have been calculated to allow the definition of seismic hazard in Jamaica according to the International Building Code 2012. The disaggregation analysis for Kingston Metropolitan Area suggests that the magnitude-distance pair that contributes most to the hazard corresponds to events with M 7.8 and M 7.0 in the Enriquillo Plantain Garden Fault and the Jamaican Faults at a distance of 28 km and 18 km for short and long period structures respectively corresponding to 2,475 years return period. However, for long period structures, a substantial contribution is found for a M 8.2 at a distance of 198 km in the Oriente Fault Zone.     

地面运动双向最大加速度反应谱特性研究

在整理当前国内外双向水平地面运动反应谱值代表值后,本文认为考虑了记录仪器所有可能水平放置方向的加速度时程对应的所有单向加速度反应谱值中的最大值是双向水平地面运动反应谱值的最佳代表值,称其为双向最大加速度反应谱值（简称BdM谱值）。建立Ⅱ类场地地面运动数据库,考察Ⅱ类场地不同地面运动类型BdM谱和单向加速度反应谱Und谱的特性差异,结果表明：Ⅱ类场地同一地面运动类型下,二者在谱形上相似,但前者的动力放大系数普遍大于后者,且二者差距随着周期的增大而增大;同一周期谱值的平均值和标准差,前者分别为后者的1.2~1.4倍和1.1~1.4倍。另外,与BdM谱相比,我国规范Ⅱ类场地设计反应谱谱值在第一衰减段普遍偏小,在第二衰减段则低于很多地面运动类型的BdM谱值。因此,以我国设计反应谱作为设计地震力取值依据所设计出的Ⅱ类场地工程结构,其设计地震力取值水准高低不一,从而导致抗震安全性高低不一;以我国设计反应谱为目标谱选择地面运动记录预测出的Ⅱ类场地工程结构的地震反应,危险性水准不一,在统一的性能评价标准控制下,导致其实际抗震性能存在差异。     

地震作用下立体交叉下穿隧道动力响应振动台试验研究

随着国家路网的不断建设与规划,大量铁路隧道或公路隧道近接平行、交叉等工程现象不断涌现,受地形、地质条件以及线路走向等因素的限制,隧道近接交叉的工程问题越来越复杂.以立体交叉草莓沟1#隧道和盘道岭隧道为例,着重选取盘道岭隧道(下穿隧道)为研究对象进行振动台试验,重点分析受上跨隧道影响,超小净间距小角度立体交叉下穿隧道拱顶...     

Reliability assessment of structure subjected to horizontal-vertical random earthquake excitations

Statistical analysis of the response spectra due to both horizontal and vertical ground excitations is conducted. A method is presented for generating a uniform hazard response spectrum making use of the seismic hazard curve expressing annual probability of exceedance as a function of peak ground acceleration (PGA), a set of normalized mean response spectra, and a coefficient-of-variation function for the random normalized spectral values in terms of period T. The response spectra of the system are calculated by considering both horizontal and vertical excitations simultaneously. Comparison on the uniform hazard response spectrum for case of single input (horizontal excitation only) and for case of multiple inputs (horizontal and vertical excitations) are made. It is important to note that the effect of load ratio (Mg /P_cr) as well as the PGA ratio between horizontal and vertical ground accelerations are two important parameters in the analysis of structural systems subjected to both horizontal and vertical ground motions.     

地裂缝场地加速度响应振动台试验研究

地裂缝对工程结构的安全性影响巨大。在高烈度地区,若仍采用空间避让原则,势必浪费有限的土地资源,制约城市建设与经济发展。为了研究地裂缝场地的动力响应,使其得到更好的应用,以西安f4地裂缝为例,进行地裂缝场地地震动力响应振动台试验研究。试验结果分析表明:加速度放大系数与输入地震波类型和强度、土层性质和厚度及测点位置等因素有关;地裂缝场地加速度响应存在上、下盘效应,地表峰值加速度在裂缝处达到最大,并向两侧递减,下盘峰值加速度衰减速率比上盘快;裂缝两侧测点的加速度峰值存在时间差,上盘加速度变化频率较快。其研究成果将为地裂缝场地的工程应用提供参考。     

汶川地震诱发滑坡与地震动峰值加速度对应关系研究

 利用汶川地震获得的地震动记录及峰值加速度数据和收集整理的近3 000个崩滑点数据,对汶川地震诱发滑坡与地震动峰值加速度之间的对应关系进行研究,得到如下认识：(1) 地震动峰值加速度与地震诱发崩滑之间存在非常明显的正相关性,随峰值加速度增加,地震滑坡灾害也逐渐严重。(2) 在龙门山震区存在0.2 g的峰值加速度分界线,大于此值时,地震滑坡灾害比较严重。(3) 整个区域峰值加速度的下限为0.05～0.07 g,小于此值时,诱发滑坡的可能性很小。(4) 不同地质区域对应斜坡临界加速度有所不同,一般在0.05～0.15 g之间变化,平均为0.1 g,说明震区斜坡承受地震的水平较差;峰值加速度超过局部场地斜坡临界加速度后,诱发滑坡的可能性增加。得到的峰值加速度研究结果与其他研究结果较为一致,表明利用地震动参数研究地震滑坡具有很好的一致性。依据峰值加速度与地震滑坡的对应关系,可以对震后滑坡灾害作快速评估,也可以将其应用到地震滑坡灾害预测/区划工作中,与地震动峰值加速度区划形成很好的衔接。     

近场地震动峰值加速度及频谱衰减特性研究

计算分析了333组震中距小于40 km的欧洲及其毗邻地区的近场强震动记录的峰值加速度和3种频谱周期参数,采用回归分析方法,探讨了场地类别、震级、震中距等因素对近场地震动特性的影响特征,并统计给出了不同类别场地和震级档的近场地震动峰值加速度和频谱周期的衰减关系。结果表明:震中距是影响近场强震动峰值加速度和频谱特性的重要因素,随着震中距的增大近场强震动峰值加速度逐渐减小;特征周期参数基本上满足随着震中距增大而增大的趋势,且场地越软这一趋势越明显;因为近场地震动的复杂性,场地类别和震级对峰值加速度和特征周期有一定的影响,但具有不确定性。竖向与水平向地震动的加速度峰值比均值为0.60,但约有1/3的强地震动记录加速度峰值比大于2/3;竖向地震动的特征周期约为水平向地震动的0.8倍,且场地越软该值越小。     

上海软土场地的地震反应特征分析

近年来的宏观震害资料和强震观测记录已经证明：场地条件不仅对地震动的峰值加速度和频谱形状具有重要的影响,而且与不同类型工程结构的地震反应和震害机理也具有相当密切的关系.上海地区的第四纪沉积土层呈水平层状分布,基岩埋深可达300m左右,且浅部普遍发育有滨海沼泽相软土.因此,上海地区上覆深厚、软弱的沉积土层,对场地的地震反应特性无疑具有重要的影响.文章基于一维场地地震反应的等效线性化频域分析方法,建立了上海软土场地的动力分析模型,以El Centro地震波为例,重点分析了上海地区场地土的地震反应加速度反应和频谱特征.研究表明,在7度抗震设防即场地地面峰值加速度（PGA）等于0.1 g的情况下,上海软土场地的地表峰值加速度具有放大特性,地表加速度的频谱组成具有低频放大,高频过滤的特征,地面运动加速度反应谱的卓越周期也具有向长周期方向移动的趋势.