考虑场址危险一致性的中国完备条件目标谱与记录选取

即使所处地区的宏观抗震设防烈度相同,不同城市的地震地质构造与活动性背景仍然存在差异。为使地震动输入与所在场址的地震危险性水平保持一致,该研究衔接我国第五代地震区划图的概率地震危险性分析结果,给出了完备条件目标谱的构建方法。采用与第五代地震区划图相同的三级潜源分布和地震动预测方程,进行目标场址的危险性分析与设定地震解耦,衔接三维(震级-经纬度)设定地震解耦结果,给出了考虑所有潜源走向与位置相对贡献的“完备”条件谱。以北京近郊某城市作为算例,结果表明,完备条件谱的均值介于使用长轴和短轴衰减关系的粗略条件谱之间,条件标准差高于粗略条件谱。研究给出的完备条件谱适用于我国区划图的长短轴类型衰减关系,可以很好体现潜源的空间分布特征与背景地震危险性差异。基于我国强震动记录数据库拟合的加速度反应谱相关系数得到的条件谱要略高于基于国外数据库的计算结果。为了实现加速度反应谱均值和标准差的高效匹配,该研究采取多元高斯分布的协方差矩阵近似替换完备条件谱高斯混合分布的协方差矩阵,结合贪心优化算法,选取得到满足目标完备条件谱分布的强震动记录数据集。研究结果系统给出了我国条件目标谱进行记录选取的构建思路与选波方案,可为后续全概率结构性态分析提供依据。

用于强震动记录选取的EPA均值目标谱的确定

强震动记录的选取对结构分析的结果影响极大,现行抗震设计规范对于强震动记录选取的规定比较宽泛,匹配结果难以达成。以区划图和抗震设计规范为依据,采用强震动记录数据建立符合抗震设防要求的有效峰值加速度(EPA)均值目标谱,并将其用于强震动记录选取。EPA均值目标谱体现了场地条件和地震环境对反应谱形状的控制作用,与规范标准谱相比更符合实际的谱形特征。采用EPA均值目标谱全周期匹配选取记录,结果表明匹配程度显著优于规范目标谱,基本满足全周期匹配各周期点上反应谱均值与目标谱相对误差小于20%的规范要求。

目标谱与调幅方法对地震动选择的影响分析

基于概率地震危险性分解得到的设定地震,从PEER NGA地震动数据库中选出与西安地区场地条件相似的地震动记录,以一致危险谱、设定谱、条件均值谱作为目标谱,采用单点调幅、平均谱比调幅、等谱强度调幅、最小平方误差调幅、最小移动均值调幅方法对地震动进行选择和调幅,最后将选取的地震动记录输入到SDOF体系中,并将延性系数和Park-Ang损伤指数作为需求参数,对不同目标谱和不同调幅方法所选的地震动记录进行评价。结果表明:不同目标谱选取的地震动记录对需求参数的平均值和变异系数影响小于不同调幅方法对其的影响。

合成孔径雷达运动目标谱图二维压缩与重构方法

在完成合成孔径雷达(SAR)双通道回波数据对消处理的基础上,提出一种基于压缩感知的运动目标谱图二维压缩与重构方法。通过构造二维观测矩阵对SAR谱图在距离和慢时间方向上分别进行压缩,接收端设计二维正交匹配追踪法来重构原始谱图信息,进一步得到目标高分辨二维像。该方法可大幅降低SAR运动目标谱图数据量,并在稀疏度估计值不小于应有稀疏度值且两者比较接近的条件下,准确重构出原始谱图信息,同时得到高质量的运动目标二维像。仿真验证了方法的有效性。

强震动记录选取的目标谱确定方法

在结构动力时程分析中,选取不同的强震动记录会导致结构反应的离散性。基于地震动加速度峰值及反应谱衰减关系,提出了一种新的目标谱。在现有强震动记录数据的基础上,按场地条件匹配目标谱分布进行记录选取。以7度抗震设防罕遇地震为例,将选波结果应用于一钢筋混凝土框架结构进行非线性动力时程分析,并与非线性静力推覆分析结果进行了比较。结果表明,该方法确定的目标谱较规范标准谱具有更真实的谱形,可为结构抗震设计提供参考。

匹配目标谱模拟地震动记录时频特征对比分析

不同类型匹配目标谱的模拟地震动记录被广泛应用于结构时程分析。以人工合成、小波变换频域调整以及时域调整生成模拟地震动记录方法作为研究对象,采用傅里叶变换和希尔伯特-黄变换方法对比分析了不同类型的模拟地震动记录频域和时频特性;选择不同恢复力模型的弹塑性单自由度结构进行时程分析,对比分析了采用不同类型记录计算的结构位移和能量反应。时域调整记录的地震动特征与实际地震动记录接近,而人工合成记录无法反映实际地震动输入能量特征,不适用于进行结构能量反应评价。

人工合成爆炸震动时程的拟合目标谱方法

为研究地下防护工程中爆炸震动的抗震与隔震问题,提出了人工合成爆炸震动时程的拟合目标谱方法,阐述了拟合目标谱法的计算方法和过程。在生成非平稳加速度时程时,采用了近区和远区两种类型爆炸震动加速度的波形函数,导出了爆炸震动近区和远区的包络线函数。介绍了爆炸震动设计反应谱的构造方法,给出了修正的爆炸震动设计反应谱函数。针对一掘开式工程,采用拟合目标谱方法人工合成了感生地震动的加速度时程。算例表明,经过迭代调整后的计算反应谱可以在给定拟合精度内接近目标反应谱,合成的爆炸震动时程满足频谱设计要求,能够反映出爆炸地震动的频谱特性和强度非平稳性。

强震动记录选取中目标谱的研究及应用

随着强震动观测技术的发展，强震动观测数据的累积推动了结构抗震设计理论的发展。目前，在许多国家的抗震规范中都将结构动态时程分析方法列为静态设计方法的必要补充，但对于高层建筑、大跨结构等特殊结构形式及重要建设工程，要求强制使用动态时程分析方法。

基于差异谱的完全非平稳地震波与目标谱一致的调整方法

提出了一种使地震波拟合目标反应谱的随机方法,该地震波同时具有完全非平稳特性。首先以实际地震记录为基础,对比其反应谱与目标反应谱得到差异谱,以差异谱为目标利用谱表现方法生成与差异谱吻合的差异地震波,并用对数正态分布的概率密度函数来表征地震动的强度非平稳特性,再叠加实际地震记录和生成的差异地震波得到与目标反应谱一致的完全非平稳地震波。由此得到的地震波频率非平稳特性比较接近实际地震记录,且其反应谱与目标反应谱吻合较好,可将其用于工程结构的抗震分析中。

基于目标谱匹配法的地震波选波系统研制

随着结构计算分析技术的快速发展,动力时程分析在结构抗震设计中运用越来越广泛,编制能够快速提供满足规范要求的地震波的选波系统具有较大的应用价值。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的要求,基于目标谱匹配法,开发了地震波选波系统GMSS。对GMSS的总体设计框架进行介绍,着重阐述地震动数据库模块的设计及软件提供的两种目标谱匹配方案:离散周期点匹配法及周期范围匹配法。通过某超高层实例对GMSS选取的地震波进行验证,结果表明离散周期点匹配法侧重于控制具体周期点的反应谱误差,周期范围匹配法侧重于控制指定周期范围内地震波反应谱与目标谱形状的吻合程度,两种方案的选波结果均可满足规范要求,GMSS选波系统运行效率较高,可进一步用于科研和工程实践。

中国广义条件参数目标谱构建方法及地震动输入

为了在时程分析中考虑加速度反应谱之外的强度指标,构建了兼顾危险一致性和参数完备性的广义条件参数目标谱用于地震动记录选取。结合我国地震安全性评价中设定地震解耦的特点,提出利用各个潜源微元的贡献率作为权重计算条件均值向量,进而通过拉丁超立方分层抽样得到多元正态分布假设下的广义强度参数条件分布,即广义条件参数目标谱。通过K-S假设检验的D值法在数据库中搜寻最符合目标分布的记录组合作为选波结果。以我国某工程的地震安全性评价为实例,构建同时考虑幅值、频谱、持时以及谱强度指标的广义条件参数目标谱。结果表明:考虑设定地震贡献率修正的强度指标目标分布与单一设定地震的结果存在差异;广义条件谱记录选取结果的危险性曲线和场址概率危险性分析的结果基本一致;在低超越概率水平下,广义条件谱下的危险一致性不及仅考虑加速度反应谱指标的条件谱。

基于归一化能量谱目标函数的全波形反演方法

基于L2范数的常规全波形反演目标函数是一个强非线性泛函,在反演过程中容易陷入局部极小值.本文提出归一化能量谱目标函数来缓解全波形反演过程中的强非线性问题,同时能够有效地缓解噪声和震源子波不准等因素的影响.能量谱目标函数是通过匹配观测数据与模拟数据随频率分布的能量信息来实现最小二乘反演的,其忽略了地震数据波形与相位变化的细节特征,这在反演的过程中能够有效缓解波形匹配错位等问题.数值测试结果表明,基于归一化能量谱目标函数在构建初始速度模型、抗噪性和缓解震源子波依赖等方面都优于归一化全波形反演目标函数.金属矿模型测试结果表明,即使地震数据缺失低频分量,基于归一化能量谱目标函数的全波形反演方法在像金属矿这样的强散射介质反演问题上同样具有一定的优势.

拟合多阻尼比目标反应谱的高精度地震动调整方法

基于地震动调整效果的衡量指标比较了时域合成法和时频分析法的优缺点,在推导阿里亚斯强度与绝对加速度反应谱定量关系的基础上,将时域叠加小波函数法和时频小波分析调整法相结合,提出了一种能保留地震动强非平稳特性、对真实地震动相位差谱改动较少、能同时拟合多阻尼比目标反应谱的高精度地震动调整方法,并通过拟合美国规范D-V-A联合谱的算例证明了该方法的精度和通用性。

影响衍射层析成像质量的目标空间谱重建

衍射层析成像可划分为两步,即由散射数据确定目标空间谱,再由目标空间谱重建目标特性。本文通过计算机模拟讨论由Fourier 衍射定理所重建的目标空间谱,及其对成像的影响。

基于拟合目标反应谱法的时程特征参数比较分析

利用FORTRAN语言分别编制了基于相位差谱和随机相位谱的拟合目标反应谱地震动时程合成程序。通过对合成时程特征参数的分析,探求了随机数的选取及相位谱的确定方法对合成时程的峰值及持时的影响规律。结果表明:随机数的选取及相位谱的确定方法对两种方法合成时程的峰值和持时均有影响。随机数不同对单条时程的峰值和持时的影响很大,差异甚至达1倍以上,且时程的特征参数随随机数变化的规律性不强。基于不同的相位谱确定方法得到的相位谱存在差异,据此合成的时程特征参数存在差异。在随机数和幅值谱相同的情况下,基于两种不同的方法得到的时程特征参数不同:相位谱确定方法对合成时程的最大峰值加速度(PGA)和最大峰值速度(PGV)的影响不大,基于相位差谱法得到的时程的PGV稍大于基于随机相位谱法的对应值;对有效峰值速度(EPV)的影响较大,基于随机相位谱法得到的时程的EPV值比基于相位差谱法得到的值大;对能量持时的影响很大,基于相位差谱法得到的值要远大于基于随机相位谱法得到的对应值。在结构抗震设计中,应根据结构的动力特性及关键地震作用方式来选取合适的地震动时程合成方法。

考虑增量时程贡献趋向和误差排序的多阻尼目标反应谱拟合

在目前的多阻尼反应谱拟合的时程调整法中,由于各阻尼、各控制周期点之间的交叉影响,拟合误差容易出现"此消彼长"的现象,进而降低拟合精度和收敛速度。基于现有单阻尼反应谱拟合的时域调整方法,探讨了增量加速度时程引起的最大地震动反应的正负向及阻尼-周期调整顺序对拟合精度和收敛速度的影响,并提出了考虑增量加速度时程的最大反应贡献趋向和按误差排序的改进思路。将改进后的时域调整法应用于核电厂多阻尼目标反应谱拟合上,选取不同时-频特征的天然地震动时程作为"种子"进行拟合,探讨"种子"时程的选取对拟合结果的影响,并提出针对不同工程结构进行目标反应谱拟合时,应根据结构物的动力特性选取初始的"种子"时程。

某大桥基于目标反应谱的人工地震波合成

本文详细阐述了合成人工地震波的全过程,为了和目标反应谱相符,在合成的过程中对人工地震波进行了零线调整和峰值调整,并对人工地震波的反应谱进行多次迭代。最后,采用Matlab编程软件编制人工地震波生成程序,合成某大桥在E1地震作用下和E2地震作用下的人工地震波,为接下来该大桥进行地震动力时程分析提供人工地震波输入。

具有大旋翼一类旋转部件的雷达目标成像

由于目标本身或目标部件的振动和旋转运动而引入的微多普勒谱会对目标主体的ISAR像造成污染,严重时无法对目标主体进行成像。介绍了雷达目标回波信号中的微多普勒信号产生原理,提出了一种微多普勒信息分离与提取的方法,基于旋转部件的微多普勒谱与目标主体谱在谱图域表现形式的不同,将旋转部件的微多普勒谱与目标主体谱分离后获得了具有大旋转部件一类目标的清晰像,同时也获得了目标旋转部件的一些运动及结构信息。最后,仿真结果验证了此方法的有效性。

严格解析谱下同航线双基SAR频率变标成像算法

该文提出一种基于几何关系公式(GBF)方法推导出的TanDEM构形下严格解析双基频谱的频率变标(FS)算法,算法中半类双基角的求解过程不再需要进行数值计算,提高了成像的处理效率;不同于已有的双基成像算法,完全精确的双基谱使其不受基线长和作用距离比值大小的影响,可以进行长基线甚至极限基线长情形下的数据处理,仿真数据验证了该文算法的有效性;数值方法和该文所提方法成像效果的对比实验表明所提算法可以取得和熟知的计算量大的数值计算方法几乎完全相同的成像效果,进一步表明了该文方法的有效性和可行性。