结构剪切模型物理参数辨识

导出系统总质量已知时的结构剪切模型物理参数识别公式,分析存在测量噪声时,利用完整系统模态参数和部分模态参数进行系统物理参数识别时的共性和差异,用统计方法比较了两者的识别误差,分析了利用部分模态参数进行识别时造成误差或可能造成识别失效的原因.

利用Rayleigh波反演浅土层的剪切波速度结构

根据均匀半空间Rayleigh波相速度与介质剪切波速度之间的关系，对某一频率面波的影响深度内各层介质进行"均匀"化，使其等效于均匀半空间．并利用模型进行正演，以确定在这种均匀化的前提下，面波勘探深度与波长的关系．应用相匹配滤波技术从实测面波信号中分离出基阶Rayleigh波信号，对它进行多重滤波和叠加处理，精确地计算出5．0-30．0Hz之间的基阶面波相、群速度频散．使用"均匀"化的方法，从相速度频散曲线中获得反演的初始模型，利用群速度频散反演得到35m以上各土层的剪切波速度结构．结果表明。

基于三维形态空间分析和仿真试验的岩体结构面剪切强度参数研究

获取结构面可靠的强度指标是研究岩体强度的重要基础。因不同结构面样本的巨大差异,以及剪切测试难以重复进行的实际情况,直接通过试验获取剪切参数通常难度较大且结果不理想。以具有定向变形特征的岩体剪切结构面为研究对象,探索性提出采用结构面剪切测试-结构面表面形态三维空间分析-数值仿真试验相结合方法,获取真实可靠的结构面强度参数。该方法优势表现为:岩体结构面摩擦角的2个组成部分即基本摩擦角和爬坡角完全分离,且能考虑结构面形态三维特性及剪切变形方向特征;同时,力学测试和数值试验结合,克服了单纯依靠剪切测试无法重复的重大难题。

剪切型结构的抗震强度折减系数研究

为了研究剪切型结构抗震强度需求的变化规律,本文基于单自由度体系的非线性时程分析,研究了不同场地条件下延性折减系数与位移延性系数和结构自振周期的关系;采用修正等效单自由度体系位移延性折减系数的方法,研究了剪切型多自由度体系的延性折减系数;以基于中国建筑抗震规范设计的代表不同抗震能力要求的RC框架结构为分析对象,通过静力弹塑性分析,研究了RC框架结构的体系超强能力。分析结果表明场地类别、位移延性水准和结构振动周期对单自由度体系的延性折减系数有显著的影响;多自由度体系的抗震延性折减系数明显比其相应的等效单自由度体系的抗震延性折减系数小;RC框架结构的超强系数一般随结构楼层数的增加而减小,随抗震设防烈度的增大而减小,内框架的超强系数比边框架的超强系数大。

利用地震背景噪声成像技术反演三峡库区及邻近地区地壳剪切波速度结构

本文利用三峡库区重庆遥测台网及邻近地区台网2012年1月至12月期间的连续波形记录,通过噪声互相关,提取了这些台站间的经验格林函数.并通过获取的经验格林函数瑞利面波频散信息,反演出该区域5~40s瑞利面波相速度分布.周期5s及10s的相速度分布结果显示:四川盆地具有较厚的沉积盖层,其中盆地中部沉积层相对偏浅.而周期20s及35s的相速度分布结果显示:中下地壳的扬子克拉通整体呈现较高的相速度分布,具有相对坚硬的中下地壳结构.这其中吉首—常德的武陵山区附近出现明显高速异常,可能与江南古陆古火山岛链(雪峰—九岭弧形古火山群)活动有关,火山活动导致大量的基性-超基性幔源物质侵入地壳,造成了武陵山重力异常,并一定程度上阻挡了云贵高原和湘鄂西部的物质向南逃逸;在地形上,此处恰好对应我国地形第二阶梯向第三阶梯的过渡带,并将华南地块分隔为东西两大部分.最后我们在瑞利面波相速度成像的基础上,反演出该区域三维剪切波速度分布,结果显示四川盆地周边的龙门山、米仓山、大巴山、七曜山和大娄山等地质构造与地壳剪切波速度结构具有明显对应关系.研究结果有助于深入研究该区的深部地质构造特征与地震发生机理.

华北地区深部地幔剪切波速度结构研究

本文分析了华北地区近50个台站下方800 km深度内的剪切波速度结构.结果发现华北地区不同构造单元之间速度结构差异很大,稳定地块速度随深度稳定增加,构造带内速度结构复杂,而且即使在同一构造单元内,不同区段之间速度结构也明显不同,如太行山构造带,反映了不同构造单元或各区段经历了各自不同的地质演化历史.环渤海地区及相关区域多个台站的速度结构显示,华北东部地区地幔软流层埋深浅、厚度大、速度低,反映了地幔上涌的特点;而在软流层或更深层次的地幔中没有发现埋深或厚度比较统一的高速或低速体,因此可能没有岩石圈或下地壳介质曾经拆沉进入地幔,这为东部岩石圈减薄的动力学机制提供了一定的深部地球物理约束.

粗粒与剪切结构橄榄岩捕虏体及其单斜辉石微量元素对比

对山东栖霞具不同结构的“干”尖晶石相橄榄岩进行了全岩化学、微量元素 ,矿物成分和单斜辉石微量元素分析和对比。表明在橄榄岩从粗粒结构向剪切结构的转化中 ,随着变质变形作用的增强存在着复杂的熔 /流体的加入富集和熔体的提取亏损作用 ;交代介质属具强渗透性的 Si O2 不饱和的硅酸盐碳酸岩熔体。同时发现不同结构橄榄岩中单斜辉石的 REE与其全岩的 REE程度有如下的关系 :粗粒结构橄榄岩中矿物与岩石的差别最大 ,但 REE的配分形式可以反映全岩的情况 ;剪切结构橄榄岩中两者的差别较小。其它高度不相容微量元素可能主要赋存在粒间组分或

剪切型多自由度结构体系抗震延性折减系数

通过修正等效单自由度体系抗震延性折减系数的方法研究了多自由度体系的抗震延性折减系数。采用集中质量剪切型多自由度模型,分析了等效单自由度体系抗震延性折减系数应用于相应多自由度体系需要的修正系数的影响因素。分析结果表明,多自由度体系的抗震延性折减系数明显比其相应的等效单自由度体系的抗震延性折减系数小,修正系数的主要影响因素是结构的楼层数、位移延性系数和结构基本振动周期;分析结果也表明修正系数的离散性随结构楼层数、基本周期和位移延性的增大而增大。最后,通过多元非线性回归分析,给出了相对保守的修正系数回归函数。

苏鲁地区剪切波速度结构研究及与地震关系探讨

利用S波纯波形拟合法以及T函数法反演了苏鲁地区壳幔剪切波速度结构,并利用长周期P波T函数反演得到了连云港和莱阳台下方800km深度的速度结构。结果显示:(1)苏鲁地区大部分台站地壳表层及上地壳浅部速度偏高,分别对应高压、超高压物质和古老基底出露地区;(2)沿郯庐断裂带分布的台站均显示明显低速层,并具有北浅南深的特点;(3)连云港和莱阳台超深度反演结果显示两台均在150km深度下出现高速层,反映扬子板块的俯冲深度为100km以下,俯冲板片厚度在100km以上;板片拆离下沉深度甚至达到300km或者更深;(4)地震深度分布与低速层关系密切,沿郯庐断裂和烟台—五莲断裂的中小地震震源深度都比较深,有的甚至达到地壳的底部,反映这两条断裂目前切割深度都比较大,而且地幔物质相对比较活跃。

地震作用下剪切型结构的可靠性分析

本文利用Monte-Carlo数字模拟原理,以同一集系的多条地震加速度时程为输入,利用作者提出的考虑结构低周疲劳特性、首超破坏与累积损伤破坏合一的地震破坏准则,通过时程反应分析,直接统计反应量的随机特征来寻求结构的抗震可靠度,避免了建立地面运动简化模型和求解强非线性随机振动问题带来的近似与误差。在可靠度分析中采用了一次二阶矩的验算点法,将结构抗震可靠性统一到可靠指标β上来分析,便于在工程中实际运用。

频率与振型对剪切型结构层间刚度的灵敏度分析

模态参数如固有频率和振型对剪切型结构的层间刚度灵敏度是不一致的,本文重点理论推导了频率和振型对剪切型结构层间刚度的一阶灵敏度,通过数值算例发现,频率对剪切型结构层间刚度的一阶灵敏度高于振型。

幂函数模量成层土上剪切梁式结构的随机地震反应

按照剪切梁理论,给出了幂函数剪切模量成层土上剪切梁式结构的自振频率方程及任意阶振型函数的解析表达式.在此基础上,用振型叠加原理计算了该梁式结构的地震反应,然后利用随机振动理论,并基于基岩输入地震加速度的功率谱密度函数:白噪声谱和过滤白噪声谱,研究了该梁式结构对地震的随机动力响应问题.计算表明:1)在基岩输入地震加速度的功率谱为白噪声谱的情况下,土层和梁式结构的最大期望反应,均有别于过滤白噪声谱时的相应值;2)平稳输入与输出过高地估计了土层和梁式结构的随机响应.

利用多种地震数据联合反演剪切波速度结构的可靠性检测

本文模拟使用青藏高原东南缘区域台网及国家台网的170个宽频台站基于背景噪声、天然地震面波、P波接收函数反演时的实际数据,对青藏高原东南缘假定的初始模型进行恢复,通过计算初始模型台站下方纯路径频散、提取各台站对间的瑞雷波频散曲线、计算理论接收函数以及反演剪切波速度结构来测试使用不同单项数据与联合使用多种数据反演对初始模型的恢复程度。结果表明,同时使用接收函数、基于噪声经验格林函数的群速度、相速度频散以及基于天然地震面波的相速度频散联合反演的剪切波速度结构,充分利用了几种数据的分辨率优势,清晰地分辨出中下地壳及上地幔顶部的低速层。此外,本文也分析了实际数据处理中出现的计算误差、随机噪声干扰对计算结果稳定性的影响。结果显示:对于面波频散,加入1%的误差后,联合反演的结果仍可很好地反映低速层的形态,但是当误差提升至5%后,对最终结果则产生了一定程度的影响;而在接收函数中加入4%的随机噪声时,虽然地幔低速层的上界面和下界面会略微受到随机噪声的影响,但是低速层的深度范围和速度值均得到了较好的恢复。

高层剪切型结构的参数识别与损伤检测

本文首先提出了一种基于结构测量响应和神经网络技术进行结构参数识别的方法 ,然后根据剪切型结构的特点 ,提出了该类结构的参数识别策略与损伤检测方法 ,即根据需要可一次或分次识别结构的所有参数 ,并通过对比不同时期识别的结构刚度值 ,进行结构损伤判别及识别损伤位置与损伤程度。仿真计算结果表明 ,即使测量响应存在较高的随机噪声 ,本文方法识别的结构刚度值仍具有很高的精度 ,并能准确实现结构损伤判别与定位 ,显示了该方法用于实际工程结构损伤检测的潜力。

罕遇地震作用下剪切型结构的可靠性分析

在采用对数正态分布对结构受罕遇地震作用下的非线性反应最大值分布拟合的基础上，对结构的抗倒塌破坏的可靠度进行了讨论；并分析了各统计量的置信区间。通过对结构破坏概率的分析，讨论了《建筑抗震设计规范》（ＧＢＪ１１－８９）中关于以时程分析法进行二阶段设计时地震波输入数量的限值问题；本文还就结构响应的概率分布作了简要分析。

剪切型结构TMD地震反应控制应用研究

在结构地震反应频域分析基础上,对地震作用下剪切型结构-TM D控制优化设计方法进行了初步探讨,给出了地震作用下剪切型结构-TM D控制优化设计步骤,并用仿真算例验证了该设计方法用于地震反应控制的可行性和实用性。

利用微动方法研究吉林市浅层二维剪切波速度结构

本研究在吉林市某工区布设短周期地震仪,用于记录该地区五个观测目标点连续15个小时的地震背景噪声数据。采用微动方法(空间自相关)提取观测点瑞雷面波相速度频散曲线,再利用面波层析成像方法反演得到了该区域一维剪切波(S波)结构,进而获得了该地区1000 m深度以内的二维S波速度结构剖面。速度剖面成像结果显示,研究区域地下1000 m以内整体分为三层,在第三层中存在两个低速度异常(550 m^950 m),推测为富含水区,为该区域开展地热探测、野外地质调查等综合研究提供重要参考。

基于两参数损伤模型下剪切型结构抗震可靠性分析

利用两参数损伤模型研究了结构抗震可靠性,通过统计地震损伤模型中反应量得到地震烈度概率分布、结构最大延性系数μm及极限延性系数μu的概率分布,建立结构抗震可靠性概率公式,在结构可靠度计算中用Monte Carlo方法模拟计算指定损伤范围内结构可靠度,并给出了实例计算结果.

工程场地浅层剪切波速结构反演

目的反演工程场地浅层剪切波速结构,验证中美联合地脉动台阵观测记录适合应用于实际工程场地的浅层剪切波速结构.方法对唐山地区两个实际场地观测,从地脉动台阵观测竖向记录中提取了Rayleigh波相速度频散曲线,从地脉动台阵3分量记录中提取了Love波相速度频散曲线,采用Haskell矩阵计算理论的Rayleigh波和Love波相速度.结合遗传算法与单纯形结合的反演算法对唐山地区的两个具体场地浅层剪切波速度结构进行了反演,并与实际的钻孔资料进行了对比.结果场地1提取的相速度频散曲线与理论计算结果有一定的差别.场地2提取的相速度频散曲线与理论计算结果符合较好,场地2的剪切波速结构反演结果较好,与钻孔资料的平均误差均在20%以内.结论利用从地脉动记录中提取Rayleigh波和Love波相速度频散曲线,反演场地剪切波速结构效果较好,适用于实际工程场地的浅层剪切波速度结构反演.

动态载荷下剪切变形局部化、微结构演化与剪切断裂研究进展

总结和评述了近年来金属与合金变形局部化的形成、微结构演化与剪切断裂方面作者和相关的研究工作成果.材料包括低碳钢,SS304不锈钢,Fe-15%Ni-15%Cr单晶,Al-Li合金,α-Ti和Ti-6Al-4V,Al/SiCp复合材料等.综述内容主要包括:采用改进的Hopkinson扭杆装置,对剪切变形局部化形成、发展和演化过程进行了实验观察与数值模拟;采用"侧剖"与"对接"等定点方法制备电子显微镜薄膜试样,对剪切带内相变与再结晶、非晶转变、旋涡结构等动态变形现象,以及与宏观动态力学行为对应的位错胞的形成、发展和坍塌等微结构特征进行了观测;提出了应变和应变率同时作为剪切带形成的两个必要条件的直接实验证据;在剪切带内发现了α′-马氏体相变现象,以及相变产物与母体之间的晶体学关系;通过位错单滑移或交滑移等微观剪切最后发展成为宏观剪切的机制;对剪切带内再结晶结构的观测和对再结晶动力学本构关系的定量描述;对剪切带特别是"白色"腐蚀带(或相变带)的形成机制的分析和新的解释,指出"白色"是带内亚结构取向趋于一致,其在光学或扫描显微镜下很难辨认这些亚结构的取向差所致,并非表明剪切带内一定发生了相变;通过截断实验和实时跟踪观测发现,剪切带内微裂纹的萌生与聚合是材料承载能力骤然下降并导致最后断裂的主控因素.此外,本文对近年来在准静态和循环加载下材料的局部化形变与剪切断裂的实验结果予以简要评述,指出其微观机制与动态载荷下的截然不同,是由位错的平面滑移所控制的,与热效应无关的等温变形.