川滇甘陕地区设计谱的动力放大系数

以川滇甘陕地区263个有详细场地资料的强震台站获得的2 388条强震记录为基础资料,对每一条水平向强震记录采用差分进化算法确定了动力放大系数β_(max)。在考虑震级、震中距和场地类别基础上,分别统计不同震级、震中距和场地类别的动力放大系数β_(max),并研究了它们对动力放大系数β_(max)的影响。统计结果表明,川滇甘陕地区放大系数谱平台值随着震级的增大而增大,变化规律显著;随震中距没有明显变化;根据统计结果,本文建议川滇甘陕这一地区的Ⅰ类场地动力放大系数β_(max)取2.5,Ⅱ类场地取2.7,本文的研究结果对进一步合理确定动力放大系数β_(max)有重要参考价值。

台湾西部滨海平原地震面波的长周期反应谱及其与规范谱的比较研究

台湾九二一集集地震对台北盆地及滨海平原的高层建筑造成了严重破坏。强震记录显示,该地震及其强余震在台湾西部滨海平原、宜兰平原以及台北盆地产生了明显的后续面波现象,在西部滨海平原现象最明显。这种后续面波周期长(1~7 s左右)、振幅大、持续时间长,具有典型的瑞雷波特征,在速度和位移分量下,占据整个时程的主要部分。滨海平原内台站记录的反应谱比平原外台站宽很多,其放大系数谱在周期1~7 s之间的值明显高于抗震设计规范谱值。台湾耐震设防规范在台北盆地进行了特殊规定,规范谱值和实际记录谱值较为一致。而滨海平原对长周期反应谱的影响比台北盆地更明显,台湾抗震设计规范谱的长周期段对该类沉积平原地区的考虑未够。我国也有许多类似的深厚沉积平原如华北平原,高层建筑物的抗震设计规范谱是否满足要求应引起重视。

基于KiK-net强震台网的软弱土层放大效应研究

本文收集整理了Ki K-net强震台网中39个Ⅲ类和Ⅳ类场地台站的308组强震记录,分析了软弱土层的地震动效应,包括PGA放大系数和加速度反应谱放大系数。结果表明:Ⅲ类场地和Ⅳ类场地的PGA放大系数分别在区间2-8和2-6较为集中,平均值分别为4.21和4.06;Ⅲ类场地和Ⅳ类场地0.3s加速度反应谱放大系数分别在区间2-10和2-5较为集中,平均值分别为5.20和4.54;Ⅲ类场地和Ⅳ类场地的1s加速度反应谱放大系数分别集中在区间2-10和2-12,平均值分别为5.01和5.83;Ⅲ类场地的PGA放大系数和0.3s加速度反应谱放大系数比Ⅳ类场地要大,而1s加速度反应谱放大系数,Ⅳ类场地比Ⅲ类场地要大。

基于中国规范的近断层区竖向抗震设计谱研究

针对近断层区结构抗震设计缺乏专门竖向抗震设计谱的现状,以近断层竖向地震动为研究对象,基于《建筑抗震设计规范》,开展近断层区竖向抗震设计谱的研究。选取198条近断层脉冲型地震动的竖向分量,分析得到实际近断层地震动竖向反应谱,将计算得到的反应谱与中国抗震规范中的近断层竖向设计谱进行了对比。研究结果表明,中国抗震规范未充分考虑近断层竖向地震动的特点,表现为部分周期段上规范设计谱的谱值小于实际近断层竖向地震动反应谱,难以保证近断层区结构具有足够的抗震安全性。根据近断层竖向地震动的分析结果,基于中国抗震规范设计谱的基本形式,提出了谱值放大系数取1.5、特征周期下限取0.40 s(多遇地震)和0.45 s(罕遇地震)及减小曲线下降段衰减系数的修正方法。该竖向抗震设计谱工程应用简便,可为近断层区的结构竖向抗震设计提供参考。

SV波入射下相邻半圆凸起地形地震响应分析

采用有限元方法计算了SV波入射下相邻2个半圆凸起地形的地震响应。以地震波从左侧入射的单个凸起地形的响应作为参照,比较分析了相邻半圆凸起间的相互影响,研究结果表明:左侧半圆凸起对右侧半圆凸起的影响,比右侧半圆凸起对左侧半圆凸起的影响大;左侧半圆凸起使右侧半圆凸起地表的时程峰值变小,而右侧半圆凸起对左侧半圆凸起表面的时程峰值影响不大;不同入射角度、不同入射波频率和不同的凸起间距对谱放大系数β产生的影响有差异,但有一个非常明显的现象,即存在一个临界频率η_(cr)(本文等于1.0)。当η<η_(cr)时,入射波频率、入射角度和凸起间距影响很大,但无规律可循;当η>η_(cr)时,对于相同的入射角度和入射频率,不同的凸起间距的谱放大系数β的差别很小,且随着η的增大,凸起间距对谱放大系数β的影响越小。这一临界频率η_(cr)与土介质剪切波速C_(S)和凸起地形的宽度2 a相关,因此,当输入波波长大于凸起地形的宽度时,相邻凸起的影响可以忽略。

基于K-NET强震台网的海底地震动特征初探

为了研究海底地震动的特性,本文基于日本K-NET台网,选取124次地震事件中,5个海底台站和6个陆地台站所记录的981条地震动记录。经过数据筛选与处理,对典型地震动参数、动力放大系数谱和竖向与水平谱比进行了分析。结果表明:海水的存在会削弱竖向地震动的高频成分,导致竖向峰值加速度和强震持时要显著小于水平向;海底场地条件对海底地震动有放大作用,则选用陆地地震动进行海洋工程抗震设计会低估地震荷载带来的影响;当周期0.1 s<T<0.8 s时海底地震动的动力放大系数谱大于陆地地震动,最大值要大于抗震规范设计值,沿用现有的陆地抗震设计规范展开海底工程建造存在风险。

近断层竖向地震动P-Δ效应研究

竖向效应是近断层地震动的主要特点,竖向地震动对工程结构形成的P-Δ效应是造成结构破坏的主要原因。本文以单自由度体系为研究对象,选取汶川地震的近断层强震数据进行研究,分析竖向地震动所产生P-Δ效应的放大作用特征。分析结果表明汶川地震中,相比于中远场区域,近断层区域内竖向地震动作用所产生的P-Δ效应具有明显的放大作用,且近断层内这种放大作用具有普遍性;当自振周期一定时,不同台站获得地震动的放大系数离散性较小,主要分布于均值附近;其分析结果符合地震动的一般规律,分析结果合理。在此基础上建立了以均值为代表值的放大系数谱,可以与抗震设计反应谱结合使用,从而为活断层附近区域内的结构抗震设计问题提供定量化参考依据。

新疆皮山M_S6.5地震远场长周期地面运动分析

皮山M_S6.5地震获取的39组强震记录中,有6组都不同程度的记录到后续面波现象,处于塔里木盆地边缘的罕南力克台和亚曼亚台尤为清晰,这种面波产生原因是台站位于盆地边缘,并且台基下土层结构较为复杂。以罕南力克台和亚曼亚台为例,伽师台做为对比,进行时域、频域、能量函数、场地条件等分析。这种面波以瑞利波成分为主,周期为1.3 s。两个台站记录到的面波和剪切波携带的能量近似,为总地震波能量的22%左右。虽然所选的3个强震台站都处于塔里木盆地边缘地带,但由于伽师台下土层结构简单,并没有表现出后续面波现象。

含噪双稳杜芬振子矩方程的分岔与随机共振

研究了含噪声的双稳杜芬振子矩方程的分岔与随机共振的关系,并根据它们的关系,从另一个角度揭示了随机共振发生的机制．首先在Ito方程的基础上,导出了双稳杜芬振子在白噪声和弱周期信号作用下的矩方程,其次以噪声强度为分岔参数分析了矩方程的分岔特性,再次分析了矩方程的分岔与双稳杜芬振子随机共振之间的关系,最后根据该对应关系从另一种观点提出了双稳杜芬振子随机共振的机制,该机制是由于以噪声强度为分岔参数的矩方程发生了分岔,而分岔使得原系统响应均值的能量分布发生了转移,使能量向频率等于输入信号频率的分量处集中,使得弱信号得到了放大,随机共振发生了．

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。

复杂地形对平面波散射问题频域解的数值求解方法

详细介绍了求解无量纲频率的谱放大系数的有限元方法,并根据均匀半空间半圆凹陷地形的计算结果与解析解的对比,验证了本文方法的可行性。同时还指出,采用有限元数值模拟方法得到与无量纲频率对应的谱放大系数过程中,地震波的输入类型对结果没有影响,计算模型尺寸和介质参数的选取也很灵活,可以很方便研究复杂地形在地震波作用下不同频率的地表放大效应。

基于易损性的基础隔震结构地震动选取方法研究

对基础隔震结构进行动力弹塑性时程分析时,地震记录的选择是关键。提出基于基础隔震结构弹塑性动力放大系数谱进行地震记录选取的方法:首先采用动力弹塑性时程分析方法对基础隔震结构的两自由度简化模型进行分析,得到结构的动力放大系数谱;然后采用谱匹配的方法选取地震记录,对一8层混凝土框架结构的基础隔震结构进行增量动力分析、地震易损性分析和倒塌能力分析;最后,从分析结果的精度和离散性方面对规范谱匹配选波和动力放大系数谱匹配选波两种地震记录选取方法进行对比。结果表明,采用动力放大系数谱进行谱匹配选取地震记录时,其计算精度与传统选波方法相差不大,但在减小结构地震响应离散性和地震记录数量方面表现出一定的优越性。

SV波入射下层状半空间相邻半圆形凸起地形地震响应研究

采用有限元方法计算SV波入射下层状半空间相邻2个半圆形凸起地形的地震响应,比较分析相邻凸起之间的相互影响。研究结果表明:(1)当无量纲频率η较小时,凸起间距对地表位移谱放大系数β的影响明显大于高频;凸起间距越小,右侧凸起对左侧凸起的影响越大,而左侧凸起对右侧凸起的影响还受入射角度限制。(2)当无量纲频率η> 1.0时,对于相同的入射波频率和入射角度,凸起间距越大,对谱放大系数的影响越小。(3)当输入地震波波长大于凸起地形宽度时,相邻凸起的影响可忽略。(4)与SV波入射下均匀半空间半圆形凸起地形的地震响应相比,无论是单个半圆形凸起还是相邻2个半圆形凸起,在|x/a|≤1.0范围内,层状半空间地表位移谱放大系数明显大于均匀半空间地表位移谱放大系数;在|x/a|≥1.0范围内,偶尔会出现层状半空间地表位移谱放大系数小于均匀半空间地表位移谱放大系数的情形。

地下水对地震动参数的影响

为分析地下水的存在对地震动参数的影响,以3个实际场地作为计算土层,2条真实的地震波记录作为输入地震动,分别计算不含地下水工况和饱含地下水工况的土层地震反应。其中,不含地下水工况使用单相介质模型,饱含地下水工况使用双相介质模型,算法均使用有限差分方法,人工边界使用透射边界。根据得到的加速度时程,提取它们的峰值加速度和反应谱数据,经过对比分析,得出以下结论:(1)含地下水场地的地表峰值加速度要明显小于不含地下水场地的地表峰值加速度;(2)含地下水场地的地表加速度反应谱要大于不含地下水场地的反应谱值;(3)由于地下水的存在,场地放大系数反应谱特征周期向长周期改变,反应谱平台值变大。

圆弧形沉积谷地在平面SV波入射下地震响应的有限元分析

详细介绍了求解复杂地形在地震波作用下无量纲频率动力响应的有限元方法,并通过与解析解的比较,验证了本文方法的可行性。同时采用本文的方法,计算了圆弧形沉积谷地在平面SV波入射下的地震响应,分析了沉积谷地厚度、地震波入射角度和频率等因素的影响,结果表明:(1)沉积谷地上方的放大系数明显比两侧的大,两侧的放大系数受沉积谷地的影响较小。(2)相对于半圆形沉积河谷,浅圆弧形沉积谷地在无量纲频率η较小时的放大系数较小,高频差别不大。(3)入射角度对放大系数β有影响,特别是当无量纲频率η较小时,随着频率的增大,β有增大,且峰值向入射波的异侧有少许偏移。(4)层状半空间沉积谷地的β比均匀半空间沉积谷地的大。

±1200 kV特高压直流穿墙套管抗震性能分析

为评估特高压穿墙套管的抗震性能,建立了某型1200 kV特高压穿墙套管仿真模型,针对该模型进行了动力特性分析,并通过时程计算方法获取地震下穿墙套管的加速度、位移及应力响应,分析其加速度放大系数以及根部应力峰值。基于结构地震响应研究了谱放大系数曲线及其峰值影响因素,进一步分析了法兰加劲肋和安装板厚度对地震响应的影响。研究表明:在地震波反应谱平台段内,穿墙套管顶部加速度存在明显放大效应,轴向谱加速度放大系数峰值出现在安装板面外变形模态频率附近。法兰加劲肋的设置可有效降低穿墙套管轴向加速度峰值,并减小安装板和法兰根部的应力峰值。随着安装板厚度的增加,穿墙套管轴向加速度峰值和安装板的应力峰值均减小,且随着板厚越大降低幅度逐渐平缓。