一种基于卷积神经网络的谱匹配地震动选取方法

选取与目标设计谱匹配的地震动记录是建筑结构抗震分析与设计中的重要问题之一。鉴于卷积神经网络在图像识别与分类领域具有突出的性能,本文提出了一种基于卷积神经网络的谱匹配地震动选取方法以考虑反应谱图像的二维特征。首先阐述了通过卷积神经网络进行谱匹配地震动选取的基本原理和训练数据的生成方法,然后讨论了Keras深度学习框架中11个神经网络结构在谱匹配地震动选取中的特性,最后采用Xception和InceptionResNetV2两种性能最优的网络结构从200次地震的11462条地震动水平分量中选取与我国规范设计谱相匹配的数据。研究表明,卷积神经网络能够有效地提取反应谱图像的特征,所选地震动平均反应谱与目标设计谱之间的差异较小。本文的研究工作可为工程实践中选取与目标设计谱匹配的地震动提供方法参考和技术支撑。

水利堤顶公路压实度的快速检测

为了研究水利堤顶公路压实度的快速检测方法,结合土的半无限弹性体理论,以回弹模量作为土基抗压强度的指标,介绍便携式落锤弯沉仪(PFWD)和落球式岩土力学特性检测仪(SEH-FBT)快速检测法。通过实验室实验和现场实践相结合,测得试验数据,并且同时与环刀法测得压实度相对比,用SPSS软件将数据进行拟合,建立相关关系。结果表明:PFWD和SEHFBT以及环刀检测的数据之间存在很强的相关性,可以建立非线性回归方程作为工程评价依据。

脉冲型地震动潜在破坏势参数的相关性分析

为了在众多参数中挑选其中最有代表性的参数,来解释和反映脉冲型地震动对结构的潜在破坏能力,以338条脉冲型地震动记录作为研究对象,分析地震动参数与中低层结构响应的相关性。选取了14个常用地震动参数,对各地震动参数之间的相关性进行分析,从中选出7个代表性地震动参数;并将脉冲型地震动输入中低层结构模型中计算结构响应,分析代表性地震动参数与结构响应的相关性,与基于非脉冲型地震动的相关性计算结果进行对比。选用了3层和7层2个RC框架结构作为中低层结构代表,其基本周期为0.62s和0.89s。结果表明:对于脉冲型地震动,对于3层结构时与结构响应相关性最好的为EPV,对于7层结构时与结构响应相关性最好的为PGV,因此可以用PGV和EPV作为表征脉冲型地震动对中低层结构潜在破坏能力的参数;而对于非脉冲型地震动,与结构响应相关性最好的参数为PGV,可以用PGV作为表征脉冲型地震动对中低层结构的潜在破坏能力的参数。因此,通过地震动参数来解释和表征脉冲型地震动对结构的破坏能力是可行的。

可移动文物隔震系统的地震动破坏强度排序

为研究不同地震动对可移动文物的潜在破坏能力,本文以可移动文物隔震装置设计中的输入地震动为研究对象,推荐了典型周期的隔震系统输入地震动破坏强度排序.通过引入累积分布函数,并将结构根据周期划分为短、中、长3个频段,在每个周期段内建立典型隔震系统模型,基于隔震系统的非线性地震响应进行地震动破坏强度排序并合理优化,将优化后排序与基于隔震系统自振周期对应的弹性加速度反应谱值排序进行对比.结果表明:对于Ⅰ类场地,短周期模型的两种排序相似性约为75%;对于Ⅱ类场地,3个周期段模型的排序相似性高达90%以上,可以根据加速度反应谱排序定量选取输入地震动;对于Ⅲ类场地,排序相似性低于前两类场地,但对于中长周期隔震系统仍有70%的相似性.因此,基于单自由度弹性加速度反应谱排序结果,可为可移动文物隔震系统设计时选择输入不同破坏强度的地震动提供定量参考.

典型铁路梁桥抗震设计地震动破坏势排序

输入地震动的选取是桥梁抗震分析中的重要环节,不同的输入地震动引起的桥梁结构反应有显著差异。为了对铁路桥梁抗震设计地震动的选择提供定量依据,将“最不利设计地震动”的概念拓展并应用到桥梁抗震领域,研究典型铁路梁桥在不同地震动作用下的结构响应,得到基于结构相应参数的输入地震动破坏能力排序。首先确定了桥梁地震动输入以及评价指标,使用OpenSees对桥墩模型输入大量地震动记录进行有限元分析,通过调幅手段研究幅值与单一参数的关系,并引入颜色映射理论研究幅值与多参数的关系。研究表明:(1)当较低幅值地震动作用在结构上时,结构的地震响应与第一周期反应谱值相关性最好;(2)随着幅值的增加,结构周期增长,地震响应与更长周期反应谱值以及速度、位移参数、持时参数等的相关性会逐步提高;(3)通过动力时程计算并对墩顶位移进行比较,给出了模型在设定地震作用下的排序,结果可为相关桥梁结构的输入地震动选取提供参考。

延性系数和调幅因子对等延性强度谱的影响分析

在目前结构抗震设计中,将调幅后的地震动记录作为地震动输入匹配规范谱的方法非常常见;为了分析延性系数和调幅因子对等延性强度谱的影响,通过计算单自由度体系动力时程弹塑性反应,分析了延性系数、调幅因子等因素对等延性屈服强度谱和等延性地震抗力谱的影响。经研究分析得出在不同延性系数、调幅因子条件下等延性屈服强度谱和等延性地震抗力谱的变化规律:当周期确定时,对地震动记录进行调幅时等延性地震抗力谱谱值变化趋势与调幅因子增减相同,而等延性屈服强度谱不变;延性系数逐渐增大时,等延性屈服强度谱和等延性地震抗力谱的谱值会逐渐减小。研究成果解释和阐明了延性系数和调幅因子对等延性强度谱的影响以及复杂的地震作用与结构动力特性之间的关系,可以为结构抗震研究和设计提供依据。

基于强震动数据的等强度延性谱影响因素分析

基于5500余条峰值加速度大于50 gal的水平向地震动数据,采用双线性模型计算了单自由度体系弹塑性反应,从地震信息参数和地震动参数2方面分析了影响等强度延性谱的因素。首先在场地分类的基础上按震中距和震级大小将地震动分组,分析了震中距远近和震级大小对等强度延性谱的影响;然后在地震动参数方面分析了反映幅值、频谱以及持时的峰值速度(PGV)、有效峰值加速度(EPA)以及Bolt持时等代表参数,并且根据PGV,EPA和Bolt持时的大小分组,分析了其对等强度延性谱的影响,结果表明:①在大部分周期内,各组等强度延性谱值差异较大,在各个场地内震中距和震级较大时,对应的延性谱值较大;②分组效果最好的地震动参数为PGV,其次是Bolt持时,当根据EPA分组时,分组结果最不理想。

落球检测在堤防填土工程质量评估中的应用

在堤防工程中,堤防填土的力学性质是影响堤防工程整体变形沉降及结构稳定的关键因素。为了更好的监测和控制填筑质量,克服传统监测技术对堤防的损坏,本文介绍了落球检测这种新型快速无损检测技术。通过落球检测技术在堤防工程的现场测试,采用网格布点的测试方法,获得落球检测结果及回弹变形模量分布图,据此分析测区压实程度及均匀性。避免传统方法对堤防的破坏,从而保证了堤防的安全性和使用寿命。结果表明该技术对于评估堤防填土工程的岩土力学特性和均匀性十分有效,不仅快速而且反映直观,后期需进一步的改进和优化,该技术将会更好地广泛应用于堤防工程的质量控制体系中。

川滇地区地震动预测模型研究

近年来随着强震台站的兴建,获得大量的真实地震动记录。为运用地震动记录开展更多研究,探讨建立川滇地区地震动预测模型。本文基于真实地震动记录和随机效应回归算法提出地震动预测模型思路;通过选取特定区域并收集地震动数据,建立地震动预测模型;利用残差分析法,研究地震动预测模型的性能;通过与国内外典型的地震动预测模型进行对比,论证所提方法的有效性。研究结果表明,提出的地震动预测模型能较好地预测地震动强度参数。