天然地震波的频率特性与场地相关性分析

目的研究天然地震波的频率特性和场地相关性,为岩质边坡振动台试验天然地震波的选择提供依据。方法以汶川地震的24条水平地震波加速度时程记录为研究对象,根据傅里叶变换和五点滑动平均法编写Matlab的计算程序,统计地震波的主频和频带宽度;基于Matlab编写时延互相关函数计算程序,统计不同场地地震波的互相关系数,并进行分析。结果相近震中距下,土层场地与基岩场地地震波的主频和频带宽度不同;基岩场地与基岩场地地震波互相关系数的最大值和最小值均相应大于土层场地与基岩场地;相同场地间地震波的互相关系数比不同场地间地震波的互相关系数有更大概率出现在数值更大的区间内。结论不同场地间地震波的频率特性不同,同类场地间地震波的相关性强于不同场地间地震波的相关性,岩质边坡振动台试验天然地震波应选取基岩场地上台站测得的加速度时程记录。

NSMP天然地震波SMC文件记录格式及其应用

现行建筑抗震设计规范提出时程分析需要的地震输入要求为2条天然波,一条人工合成波。美国的强震记录是主要天然地震波的来源。文章主要介绍了USGS最新公布的美国强震记录SMC文件格式及其使用的方法,以供使勘察设计人员在地震输入选择时参考。

建筑结构时程分析法中天然地震波的选择

要保证建筑结构时程分析结果的合理性,必须合理选择输入地震波。从工程实例出发,考虑峰值、频谱特性、地震动持时及适当的地震波数量,说明如何挑选合适的强震记录作为结构工程时程分析的输入,以此进行工程的抗震设计。

天然地震波强度及频率非平稳特征的影响因素

天然地震波或人工地震波是抗震设计的地震动输入,其强度及频率非平稳特征对于提升抗震设计结果合理性具有重要意义。利用相位差谱和三角级数公式推导了相位导数的计算公式,并将其带回三角级数,分析强度及频率非平稳特征的影响因素。研究发现,天然地震波强度及频率非平稳特征的影响因素包含三个,分别是相位导数的频率分布特征,幅值谱的变化规律,相位导数与幅值谱之间的频率对应关系。计算实例表明,相位导数的频率分布特征与加速度时程包线形状相符,而相位导数与幅值谱之间的频率对应关系同样具有规律,例如,强震段范围内的大幅值分布集中,而起始段和尾部段的小幅值分布集中。

整体隔震系统对天然及爆炸地震波响应试验对比分析

采用经过缩尺的获得国家实用新型专利技术的鼓形钢丝绳隔震器,对两层整体钢结构模型分别进行了天然地震波和爆炸地震波输入情况下的隔震试验,得到了两种情况下的隔震效果以及有关频谱、应变、位移等的情况,试验表明,该型隔震器对两者的响应存在较大差别。研究结论可对以后相关方面的研究提供一定的借鉴。

关于天然设计地震波的研究

本文讨论了天然设计地震波的调整问题。通过给出的工程计算实例,研究了产生天然设计地震波所采用技术的可行性和合理性。文中对塔吉克斯坦共和国杜尚别市鸟巢大厦结构隔震设计所需要的天然设计地震波进行了较为详细的研究,提供的结果可满足设计需求。同时文中还对天然设计地震波调整技术存在的问题进行了初步的讨论。

基于反应谱的场地地震波合成软件与应用

对建筑结构进行动力时程分析时,地震动的输入影响着结果的可靠性。实际发生的地震时域波形具有很大的不确定性,一般情况下需要对地震波进行频谱、峰值和持时调整三要素的调整。基于Matlab中的GUI环境,开发出一个可以根据计算需求合成人工地震波的可视化软件;结合天然地震波对实际工程的时程分析,验证了该软件合成人工地震波的合理性及有效性。

地震动强度对斜坡加速度动力响应规律的影响

依托大型振动台试验成果,采用加速度响应峰值PGA及其放大系数相结合的分析方法,系统地探讨了上硬、下软和上软、下硬两种岩性组合结构斜坡模型,分别在正弦波和天然地震波作用下坡面各高程点的水平向和竖直向加速度响应随震动强度增大的变化规律。试验结果分析表明:①在天然波作用下两斜坡模型的水平向和竖直向PGA均随震动强度增大而增大,而放大系数则随震动强度增大到一定程度时,逐渐减小并趋于稳定;②在正弦波作用下两斜坡模型的水平向和竖直向PGA亦随震动强度增大而增大,然而竖直向PGA放大系数随震动强度增大亦有所增大,说明竖直向加速度响应表现出了相对于水平向响应较弱的非线性特征;③在水平向和竖直向地震力作用下加速度响应沿高程表现出的放大效应分别体现在斜坡模型的上段和下段。此外,斜坡模型的加速度响应沿坡面在坡脚、坡中和坡肩等特殊部位出现了多个极值区;④在水平向地震力作用下低频的地震波作用要强于高频地震波,且加速度在上硬、下软岩性组合结构斜坡模型中的响应要强于上软、下硬岩性组合斜坡模型;在竖直向地震力作用下则呈现相反结果。其研究结果对高地震风险山区的防震减灾及灾后重建都具有指导和借鉴意义。

南通市工程建设的设计地震动参数选择

根据建设工程的重要性和工程场地的地震背景合理选择设计地震动参数,是工程建设抗震设防的基础工作。文章以南通市工程建设为例论述了合理选择设计地震动参数存在的主要问题及经验做法。在南通地区选择设计地震动参数的主要依据是《中国地震动参数区划图》(GB19306—2015)和工程建设抗震设计的行业规范,对于重要工程和地震损坏后次生灾害严重的工程,应当进行专门的地震安全性评价来确定设计地震动参数;在最大加速度相同的前提下,影响南通市地震动力最大的地震波来自苏北滨海断裂和栟茶河断裂上M6左右的破坏性地震;对南通市多遇地震的地震波,建议选择M6左右震中距60 km以上地震的加速度记录,再将地震加速度调整为35 cm/s^(2)以后供结构抗震设计使用。

斜坡加速度动力响应特性的大型振动台试验研究

以"5·12"汶川地震灾区典型斜坡为原型,采用水平层状上硬下软和上软下硬2种岩性组合概念模型,设计并完成比例1:100的大型振动台试验。在满足相似律的条件下,通过输入不同地震波类型、频率、激振方向和振幅,系统地研究模型斜坡的地震动力响应特性。以输入加速度峰值0.3g为例,分析不同岩性组合模型斜坡在单向天然地震波作用下的同向加速度动力响应规律,研究结果表明,加速度沿竖直和水平方向的响应都呈现明显的非线性特征;总体上,高程对地震波具有明显的放大效应。在水平向地震波作用下,斜坡的动力响应主要出现在斜坡的中上段,而在同等强度的激振力作用下,竖直向加速度最大放大倍数仅相当于水平向加速度最大放大倍数的1/2左右,且动力响应较强部位主要出现在斜坡的中下段。不同岩性组合结构对加速度响应规律的影响也因激振方向不同而异,在水平向地震波作用下,上硬下软组合斜坡总体上要比上软下硬组合斜坡对加速度的放大程度大,在竖直向地震波作用下则相反。通过对比坡面不同高程处的加速度傅里叶谱表明,在地震波从下往上传播过程中,上硬下软斜坡对起放大作用的频段具有明显的选择性,竖直向激振条件下对2种岩性组合斜坡加速度起放大作用的卓越频率比水平向激振条件下的卓越频率大得多。

Q值研究动态

随着人们观测能力的提高和观测手段的改善 ,反映地球介质特性的Q值的研究不断深化和发展。人们不仅利用天然地震波对Q值进行测量 ,还在实验室内对地震波的衰减理论和测量Q值的方法进行了研究。利用天然地震波测量Q值的主要方法有 :利用地球自由振荡资料、利用体波、利用面波和利用尾波来研究Q值。而实验室中对地震波衰减的研究为衰减机理提供了研究基础。这些研究都不断地加深了我们对于地球内部介质的特性及动力学过程的认识。

重复源激发信号的Q值变化

监测地壳介质随时间的变化是现代地震学的主要方向之一。相比于波速变化的研究,地震波衰减研究较为滞后。主要原因之一是离散的天然地震波振幅受几何扩散、折射、反射、不均匀散射等多种因素影响,导致反演得到的衰减结果不稳定。利用重复天然地震观测是解决介质衰减结果不稳的非常重要的有效途径。但是重复天然地震源相对少,且严格重复的天然地震更少。主动源是一个非常好的选择,其震源、传播路径、接收台站相对固定,Q值估算中不确定性大大减小,这样介质衰减变化的探测也就可以获得较高精度。

使用宽带寻找地质断层

德国地球科学研究中心Philippe Jousset将光纤电缆改造为一系列传感器,用以记录天然地震波和人工地震波。这些传感器通过检测地震波通过时光纤电缆长度的细微变化来量化光纤电缆所承受的应力。作者发现,光纤电缆不仅记录了地震信号,还能详细解析周围断层和其他深层地质结构。这表明,未来宽带通信网络或可用于定位和评估地质断层,光纤电缆或可用作地震仪的一种替代工具。