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新一代土层地震反应分析方法 被引量:34
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作者 袁晓铭 李瑞山 孙锐 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期95-102,122,共9页
剖析了当今国际上频域等效线性化和时域非线性求解土层地震反应分析方法的典型代表SHAKE2000与DEEPSOIL,对目前其他学者FDM改进方式的可行性进行评判,采用新的直频法动剪模量阻尼比求解技术,提出新一代一维土层地震反应计算方法和程序SO... 剖析了当今国际上频域等效线性化和时域非线性求解土层地震反应分析方法的典型代表SHAKE2000与DEEPSOIL,对目前其他学者FDM改进方式的可行性进行评判,采用新的直频法动剪模量阻尼比求解技术,提出新一代一维土层地震反应计算方法和程序SOILQUAKE,并用四种类别和巨厚场地实际记录检验了新程序。结果表明:SHAKE2000与DEEPSOIL在一类、二类场地上基本一致且结果可靠,三类和四类场地上两程序计算反应谱"矮粗胖"现象严重,与实际情况相差甚远;现有考虑频率相关性的FDM改进方式,其基本出发点存在定性错误;对硬场地和中硬场地,SOILQUAKE与SHAKE2000和DEEPSOIL结果大致相似,但在高频部分表现比SHAKE2000更加合理,与DEEPSOIL基本一致;对软场地和巨厚场地,SOILQUAKE克服了SHAKE2000和DEEPSOIL严重低估场地放大效应的缺点,模拟结果与实测记录较为接近,在软场地上优势显著,在巨厚软场地上优势十分显著。SOILQUAKE首先攻克现有软土层地震动计算结果"矮粗胖"和硬土中等效线性化方法缺少高频分量求解难点,具备了作为新一代一维土层地震反应计算方法的能力,将在http://www.soilquake.com或http://www.soilquake.cn上提供共享服务。 展开更多
关键词 土层地震反应分析 SOILQUAKE shake2000 DEEPSOIL 四种类别场地 巨厚场地
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现有等效线性化分析程序在实际软场地计算结果方面的比较 被引量:11
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作者 李晓飞 孙锐 +1 位作者 袁晓铭 李波 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期56-62,共7页
SHAKE2000和LSSRLI-1分别是目前国外和国内广泛使用的两种一维等效线性化土层地震反应分析程序,分析二者之间的异同性及其与实测记录的差异程度,可为改进土层地震反应分析方法提供基础。收集整理了日本KiK-net台网中17个软场地(Ⅲ、... SHAKE2000和LSSRLI-1分别是目前国外和国内广泛使用的两种一维等效线性化土层地震反应分析程序,分析二者之间的异同性及其与实测记录的差异程度,可为改进土层地震反应分析方法提供基础。收集整理了日本KiK-net台网中17个软场地(Ⅲ、Ⅳ类场地)39次地震的基岩及地表地震动记录,其中基岩加速度峰值在6∽214Gal之间,土层非线性取3种情况,采用SHAKE2000和LSSRLI-1两种程序分别进行了土层地震反应计算,从地表峰值加速度、加速度反应谱、加速度反应谱谱值比以及土层最大剪应变4个方面进行了对比计算。研究表明:当土体非线性不强时,SHAKE2000和LSSRLI-1计算出的PGA结果差异多数可忽略,计算出的土体剪应变最大值误差也多数小于20%;当土体非线性较强时,仅有少数差异可忽略,计算出土体剪应变最大值误差则多数大于20%;SHAKE2000的结果和LSSRLI-1与实测峰值加速度和反应谱多数情况下差异较大,土体弱非线性下LSSRLI一1结果稍好于SHAKE2000的结果,土体非线性较强时SHAKE2000的结果要好一些。 展开更多
关键词 土层地震反应分析 软土场地 KiK-net LSSRLI-1 shake2000 强震记录
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硬场地实测记录下几种土层地震反应分析程序可靠性对比 被引量:6
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作者 王鸾 袁近远 +1 位作者 汪云龙 王克 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2018年第3期161-168,共8页
以日本Ki K-net强震观测台网中硬场地井下记录为样本,对传统等效线性化方法 LSSRLI-1(频域)、SHAKE2000,时域非线性方法 DEEPSOIL和频域一致等效线性化方法 SOILQUAKE等几种计算程序在硬土场地地震反应分析中的可靠性进行对比检验。检... 以日本Ki K-net强震观测台网中硬场地井下记录为样本,对传统等效线性化方法 LSSRLI-1(频域)、SHAKE2000,时域非线性方法 DEEPSOIL和频域一致等效线性化方法 SOILQUAKE等几种计算程序在硬土场地地震反应分析中的可靠性进行对比检验。检验工况包括Ki K-net井下台网中地表峰值加速度不小于0. 05g的水平硬场地的总计344台次的加速度记录,涉及5个台站,土层厚度6~50m,地表峰值加速度范围0. 050~0. 805g。结果表明:认为硬土场地以往计算方法能够体现土层放大的认识是片面的,在中强地震动情况下,现有流行方法计算出的地表响应会偏小,强地震动下会严重偏小,会给工程抗震设计提供偏于危险的输入;硬场地中烈度8度以下(地表PGA在0. 19g以下),SHAKE2000和DEEPSOIL、LSSRLI-1(频域)计算结果与实际记录差距可以接受,但烈度8度以上,计算出地表响应均较实际记录明显偏小,且随地震动强度增加差距急剧增大;硬场地中,无论何种烈度,SOILQUAKE16计算的地表加速度响应与实测相当,可体现出土层放大作用。 展开更多
关键词 硬场地 地震反应分析) 频率一致方法 SOILQUAKE shake2000 DEEPSOIL
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基于软土场地实测记录的三种土层地震反应分析方法可靠性研究 被引量:6
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作者 王鸾 袁近远 +1 位作者 汪云龙 王克 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期12-19,共8页
软土场地地震反应计算分析方法是公认难题。以日本KiK-net强震观测台网中所有软土场地井下记录为样本,对传统等效线性化方法SHAKE2000、时域非线性方法DEEPSOIL和频率一致等效线性化方法SOILQUAKE三者在软土场地地震反应分析计算中的可... 软土场地地震反应计算分析方法是公认难题。以日本KiK-net强震观测台网中所有软土场地井下记录为样本,对传统等效线性化方法SHAKE2000、时域非线性方法DEEPSOIL和频率一致等效线性化方法SOILQUAKE三者在软土场地地震反应分析计算中的可靠性进行对比检验。检验工况包括KiK-net井下台网中地表峰值加速度不小于0.05 g的所有水平软土场地的总计309台次的加速度记录,涉及24个台站,土层厚度28 m~240 m,地表峰值加速度范围0.050 g~0.580 g。对比结果表明:烈度6度和7度偏下(地表PGA在0.12 g以下)的较弱地震动下,对三类、四类和巨厚场地,SOILQUAKE、SHAKE2000和DEEPSOIL三个方法计算结果相差不大,与实际记录较为接近,皆可采用;烈度7度中上以上(地表PGA在0.12 g以上)的较强地震动下,无论是三类、四类和巨厚场地,DEEPSOIL和SHAKE2000计算出的地表PGA和反应谱较实际记录偏小,且随地震动强度增加差距急剧增大,甚至小于井下输入,而SOILQUAKE计算出结果与实际记录基本相当,可体现出软土场地放大作用,也证明了频率一致等效线性化方法的有效性。 展开更多
关键词 传统等效线性化方法shake2000 时域非线性方法DEEPSOIL 频率一致等效线性化方法 SOILQUAKE 地震反应分析 软土场地
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基于实际记录的现有等效线性化分析程序对比研究 被引量:5
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作者 李晓飞 孙锐 袁晓铭 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期144-151,共8页
根据我国建筑抗震设计规范中场地的分类原则,确定日本KiK-net中台站的场地类别。运用SHAKE2000和LSSRLI-1对不同类别场地的峰值加速度、反应谱、剪应变等进行计算,给出Ⅰ~Ⅳ类场地的计算结果,并将计算结果进行汇总后进行对比分析,得到... 根据我国建筑抗震设计规范中场地的分类原则,确定日本KiK-net中台站的场地类别。运用SHAKE2000和LSSRLI-1对不同类别场地的峰值加速度、反应谱、剪应变等进行计算,给出Ⅰ~Ⅳ类场地的计算结果,并将计算结果进行汇总后进行对比分析,得到不同场地条件下SHAKE2000和LSSRLI-1计算结果的差异以及计算结果与实测记录之间的差别。研究表明,土的动模量比、阻尼比的非线性以及场地类型对计算结果影响较大,Ⅰ、Ⅱ类场地中大多数情况下SHAKE2000和LSSRLI-1计算结果相差不大;Ⅲ、Ⅳ类场地中多数情况下SHAKE2000和LSSRLI-1计算结果相差不大。以实测记录为基准,SHAKE2000结果好于LSSRLI-1计算结果,特别是对于Ⅲ、Ⅳ类场地中,土体为强非线性工况而言,SHAKE2000结果要明显好于LSSRLI-1计算结果。初步分析表明,SHAKE2000与LSSRLI-1计算结果差异来自于计算剪应变的不同。 展开更多
关键词 土层地震反应分析 LSSRLI-1 shake2000 KiK-net 强震记录
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实际硬场地下现有等效线性化分析程序的对比 被引量:2
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作者 李晓飞 孙锐 +1 位作者 于啸波 汪云龙 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第S1期947-954,共8页
SHAKE2000和LSSRLI-1是目前国内外应用最为广泛的两种等效线性化土层地震反应分析程序。本文以Ki K-net台阵中28个硬场地(一、二类场地)、基底输入峰值在12gal-370gal间的56个实测记录为基础,取三种土动模量和阻尼比非线性工况,对这两... SHAKE2000和LSSRLI-1是目前国内外应用最为广泛的两种等效线性化土层地震反应分析程序。本文以Ki K-net台阵中28个硬场地(一、二类场地)、基底输入峰值在12gal-370gal间的56个实测记录为基础,取三种土动模量和阻尼比非线性工况,对这两种程序进行对比检验,结果表明:土体弱非线性时二者计算出的峰值加速度误差绝大多数可以忽略,而土体为均值和强非线性时误差大多数可以忽略;二者与实测结果差异均只有少数可忽略,但SHAKE2000计算结果要好于LSSRLI-1;LSSRLI-1与实测反应谱存在较大差异和显著差异的几率要大于SHAKE2000,对土为强非线性情况尤为如此;二者计算出的土层剪应变多数情况相差小于20%,但LSSRLI-1计算出的剪应变普遍大于SHAKE2000,且个别工况下差异显著。 展开更多
关键词 土层地震反应分析 LSSRLI-1 shake2000 强震记录
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等效线性场地响应程序对比研究 被引量:3
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作者 杨彦鑫 林大富 +1 位作者 曲瑾 马建林 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期399-405,共7页
为了评价4种等效线性场地响应软件的适用性,选取深厚场地作为研究对象,将基岩地震波作为地震输入,根据土层剪切波波速和容重确定初始剪切模量并设置对应的模量衰减和阻尼比曲线,分别用SHAKE 2000、 DEEPSOIL、EERA和Strata 4种等效线性... 为了评价4种等效线性场地响应软件的适用性,选取深厚场地作为研究对象,将基岩地震波作为地震输入,根据土层剪切波波速和容重确定初始剪切模量并设置对应的模量衰减和阻尼比曲线,分别用SHAKE 2000、 DEEPSOIL、EERA和Strata 4种等效线性场地响应程序计算得到地表的加速度时程及相应的加速度反应谱和傅里叶幅值谱\,场地的最大剪应变和峰值加速度随深度的变化曲线。计算结果表明,由4种场地响应软件得到的地表加速度时程对应的加速度反应谱和傅里叶幅值谱一致,由于土层划分方式不同,Strata软件得到的峰值加速度和最大剪应变深度曲线不同。总结4种软件的不同,DEEPSOIL可以较全面考虑土的动力特性,Strata提供随机振动理论进行场地响应分析并可以考虑土层参数的变异性。 展开更多
关键词 等效线性分析 场地响应 shake2000 EERA DEEPSOIL STRATA
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土动力参数的测试误差与孔压影响研究 被引量:2
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作者 李晓飞 《国际地震动态》 2017年第5期45-46,共2页
地震作为自然灾害之一,引起的破坏是巨大的。在土动力学研究中,土体作为地震波传播介质和结构的地基,其动力性能直接影响结构的安全,也直接影响工程造价,因此研究土的动力参数问题具有重要理论意义和工程应用价值。土的动剪切模量比和... 地震作为自然灾害之一,引起的破坏是巨大的。在土动力学研究中,土体作为地震波传播介质和结构的地基,其动力性能直接影响结构的安全,也直接影响工程造价,因此研究土的动力参数问题具有重要理论意义和工程应用价值。土的动剪切模量比和阻尼比是土动力学首要参数,工程上一般采用室内实验得到。本文采用单台共振柱仪,设计两种具有代表性的试验组,研究土的动剪切模量比和阻尼比试验误差问题,分析不同类型组之间、模量比和阻尼比之间试验离散性的差异和联系以及试验误差对地震动计算的影响,目的是为了解掌握现有共振柱试验水平以及为改进共振柱试验技术提供依据,并为工程结构抗震概率分析提供基础。最大剪切模量和极限剪应力是基本的土动力计算参数,地震作用下随孔压增长会有很大变化。本文采用新型高精度动三轴仪,通过试验方法对循环最大剪切模量和循环极限剪应力随孔隙水压力的变化规律进行研究,给出更符合实际的孔压增长下循环最大剪切模量和循环极限剪应力的计算公式,并验证了孔压增长下循环最大剪切模量和循环极限剪应力的计算公式的可靠性,为考虑液化下地基动力反应分析提供基础。本文主要工作如下:(1)通过共振柱试验数据,设计两种具有代表性试验组,研究砂土、粘土和粉土动剪切模量比和阻尼比的试验误差,给出两种试验组测试误差的分布形态和基本规律以及不同类型试验组之间、动剪切模量比和阻尼比之间试验误差的差异和联系。(2)以KiK-net台网记录为背景,对当今国内外两个有代表性的土层地震反应分析方法SHAKE2000和LSSRLI-1进行对比研究,根据对比结果选取更适宜的计算程序进行本文的土层反应分析,同时也为土层地震反应分析方法的改进提供必要线索。(3)针对不同类别场地,采用选取的土层反应分析计算程序分析两种试验组下砂土、粘土和粉土的动剪切模量比和阻尼比的试验误差对地震动的影响。(4)采用新型高精度动三轴仪,通过试验方法对循环最大剪切模量和循环极限剪应力随孔隙水压力的变化规律进行研究,给出更符合实际的孔压增长下循环最大剪切模量和循环极限剪应力的计算公式,并研究不同固结比下循环最大剪切模量和循环极限剪应力随孔隙水压力的变化差异。(5)将本文提出的孔压增长下的循环最大剪切模量和循环极限剪应力的修正公式用于有效应力分析程序之中,并将有效应力分析方法的计算结果与实际地震记录进行对比,验证所改进的土层地震反应有效应力分析程序的可靠性。 展开更多
关键词 动剪切模量比 阻尼比 试验误差 概率分析 shake2000 循环最大剪切模量 循环极限剪应力 有效应力分析
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两种计算程序对弱非线性硬场地地震响应的计算比较 被引量:2
9
作者 于啸波 孙锐 +1 位作者 袁晓铭 陈龙伟 《地震研究》 CSCD 北大核心 2015年第4期652-661,698,共10页
讨论了土为具有弱非线性的硬场地下两种程序LSSRLI-1与SHAKE2000计算土层地震动的异同性。以2个Ⅰ类、4个Ⅱ类场地构造土层剖面,输入3种不同类型地震波,对比分析后的主要结果为:Ⅰ类场地两个程序计算出的PGA十分接近,Ⅱ类场地PGA的差别... 讨论了土为具有弱非线性的硬场地下两种程序LSSRLI-1与SHAKE2000计算土层地震动的异同性。以2个Ⅰ类、4个Ⅱ类场地构造土层剖面,输入3种不同类型地震波,对比分析后的主要结果为:Ⅰ类场地两个程序计算出的PGA十分接近,Ⅱ类场地PGA的差别平均意义上也可以忽略,但某些情况下差异较大;Ⅰ类场地两个程序计算出的反应谱差别很小,Ⅱ类场地反应谱存在差异,但变化范围不大;Ⅰ类场地中剪应变结果差异很小,而在Ⅱ类场地中差异变化范围很大;PGA相对差和反应谱相对差与剪应变相对差之间存在相关性;PGA、反应谱的差异很可能来源于两程序剪应变计算方法的不同。 展开更多
关键词 LSSRLI-1 shake2000 相对差 谱值比 土层地震反应分析
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软场地下两种地震反应分析程序的对比 被引量:1
10
作者 于啸波 孙锐 李晓飞 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2016年第1期130-138,共9页
LSSRLI-1与SHAKE2000是目前国内外等效线性化地震反应分析程序的代表。将LSSRLI-1和SHAKE2000对软土场地进行计算对比,比较加速度峰值、反应谱和剪应变,分析其异同,研究存在的差异及原因,讨论剪应变与加速度峰值和反应谱的相关性,以指... LSSRLI-1与SHAKE2000是目前国内外等效线性化地震反应分析程序的代表。将LSSRLI-1和SHAKE2000对软土场地进行计算对比,比较加速度峰值、反应谱和剪应变,分析其异同,研究存在的差异及原因,讨论剪应变与加速度峰值和反应谱的相关性,以指导方法和程序的改进。研究结果表明:2个程序计算出的PGA和反应谱结果在某些情况下存在不可忽视的差异,大部分情况下SHAKE2000计算出的PGA要大于LSSRLI-1的结果,在0~3s周期段内大部分情况下SHAKE2000的反应谱大于LSSRLI-1的结果;2个程序计算出的剪应变存在较大差异,LSSRLI-1计算出的的剪应变明显比SHAKE2000大;2个程序计算出的PGA、平均谱值比相对差与剪应变相对差存在相关性,不考虑非线性下,两个程序计算出的地表加速度反应谱基本没有差异,计算地震动的算法应相同;但计算剪应变的结果不同,导致考虑土层非线性的迭代计算结果出现差异。 展开更多
关键词 LSSRLI-1 shake2000 土层地震反应分析 相对差 Ⅲ类场地 Ⅳ类场地
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弱非线性下两种程序对不同类别场地地震反应的对比 被引量:1
11
作者 于啸波 孙锐 陈龙伟 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期532-539,共8页
一维等效线性化土层地震反应分析程序的代表有LSSRLI-1与SHAKE2000。LSSRLI-1是我国地震安评工作中推荐使用的程序,代表20世纪80年代的国际先进水平,而目前代表国际先进水平是SHAKE2000。针对等效线性化程序存在的不足,有必要对LSSRLI-... 一维等效线性化土层地震反应分析程序的代表有LSSRLI-1与SHAKE2000。LSSRLI-1是我国地震安评工作中推荐使用的程序,代表20世纪80年代的国际先进水平,而目前代表国际先进水平是SHAKE2000。针对等效线性化程序存在的不足,有必要对LSSRLI-1进行改进。为了寻找LSSRLI-1与SHAKE2000之间的差异,通过建立Ⅰ至Ⅳ类场地的土层剖面模型,对比分析两程序的计算结果,得到在不同场地条件下两程序的差异情况以及这些差异的变化规律。结果表明,Ⅰ、Ⅱ类场地中两程序计算结果差异不大,Ⅲ、Ⅳ类场地中两程序计算的PGA、反应谱与剪应变结果差异较大。初步分析可知,剪应变相对差与PGA、反应谱、剪切模量相对差存在相关性,通过修正剪应变的计算可以缩小LSSRLI-1结果与SHAKE2000结果的差距。 展开更多
关键词 土层地震反应分析 等效线性化方法 shake2000 LSSRLI-1 相对差
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A particular case study for earthquake soil amplification
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作者 Kubilay Kaptan 《Earthquake Science》 CSCD 2011年第5期485-491,共7页
Seismic wave amplification study is conducted for the town of Avcilar, Istanbul, located at about 120 kilometers west of the epicenter of the Kocaeli earthquake of August 17, 1999. The soil data is obtained from the l... Seismic wave amplification study is conducted for the town of Avcilar, Istanbul, located at about 120 kilometers west of the epicenter of the Kocaeli earthquake of August 17, 1999. The soil data is obtained from the literature published earlier by various researchers. It is determined, through the use of well known computer program Shake 2000, that the three major predominant periods of the ground are, 1.60, 1.00 and 0.70 s, respectively. Thus, the reasons of extensive damages occurred to 6 to 8 storey high residential buildings in the region, may be attributed to both the long distance effects of the high period waves of the earthquake and soil amplification. 展开更多
关键词 soil amplification seismic wave amplification earthquake in Tarkey Shake 2000
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