Lomb-Scargle周期图法在GDP预测中的应用

文章首次将天文学领域的Lomb-Scargle周期图法应用到GDP预测中,发现并提出了“GDP指数拟合增长波动率周期”,建立了结合Lomb-Scargle周期图法的指数预测模型,利用1978~2004年的GDP数据采用上述模型预测我国2005~2009年的GDP,并与其他文献所建模型的预测值进行比较,预测精度明显提高,证实了所建立模型在GDP预测中的有效性。

基于Lomb-Scargle谱分析的分析中心GPS精密产品特性分析及修正

考虑到国际GNSS服务(IGS)提供的精密产品相对于全球大地测量观测系统(GGOS)时空基准准确度1 mm的要求仍存在量级差异,采用Lomb-Scargle谱分析算法分析了GNSS各分析中心精密产品与IGS最终精密产品之间的系统性偏差、周期性偏差,并在此基础上基于最小二乘法建立了偏差修正模型用于精密参数的修正.偏差修正结果表明,修正后卫星钟差标准差平均减小15.4%,卫星轨道径向标准差平均减小33.3%,卫星轨道径向与钟差综合偏差的标准差平均减小24.0%,同时空间信号测距误差也从cm量级降低至mm量级.15个测站的定位验证结果表明,偏差修正后使用单分析中心精密产品的定位误差与使用IGS最终精密产品定位误差的一致性有所提升,3个分析中心的定位误差一致性平均提升比例为14.3%,证明了该偏差修正模型能够有效提升GNSS各分析中心精密产品与IGS最终精密产品的一致性.

基于结构等效周期选择和谱匹配地震动记录对RC框架结构地震易损性分析的影响

选择合适的地震动记录和地震动强度指标是结构地震易损性分析的基础。首先,分别以加速度反应谱S_(a)(T_(1))值和S_(a)(T_(eq))值为强度指标选取两组地震动记录各20条,并运用谱匹配方法对其进行基于目标设计谱的匹配;其次,输入匹配前后4组地震动记录分别对一个5层和一个11层钢筋混凝土(RC)框架结构模型进行增量动力分析,进而分析谱匹配方法以及不同强度指标对最大层间位移角、结构地震易损性、最大残余层间位移角和抗倒塌储备系数的影响。分析结果表明:输入谱匹配后的两组地震动记录,结构地震易损性结果的离散性明显降低且各损伤状态下50%超越概率对应的谱加速度S_(a)(T_(1),5%)和S_(a)(T_(eq),5%)未发生明显偏差;随着结构损伤程度的增大,以S_(a)(T_(eq))为强度指标可以更有效地减小易损性分析结果的离散性;以抗倒塌储备系数为参考指标,S_(a)(T_(1),5%)作为强度指标进行地震动记录的选取有可能高估结构抗倒塌能力,应考虑以S_(a)(T_(eq),5%)为强度指标更优。

不同场地类别对反应谱特征周期的影响

为探究不同场地类别对反应谱特征周期的影响,建立了包含四种场地类别的180个计算剖面,在现行《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010中场地分类的基础上按照土的软硬程度进一步细分,以不同幅值的El Centro地震动作为输入地震动,采用一维等效线性化方法进行土层反应分析,计算得到场地地震动反应谱,规准化得到反应谱特征周期。结果表明:①在同一类别场地中,随着等效剪切波速的增大,特征周期呈减小的趋势;②在同一类别场地中,随着输入地震动强度的增大,特征周期也相应增大;③在不同类别场地中,输入相同的地震动,场地类别从Ⅰ类到Ⅳ类,反应谱特征周期逐渐增大。最后,根据细分后的场地类型给出了其反应谱特征周期建议值,并进行了验证。

融合周期成分的高速铁路轨道谱表征反演方法及应用

随着线路服役期增加及运营速度提升,由于轨下基础结构变形产生的周期性不平顺问题及其影响愈发严重。目前国内外针对长区段周期不平顺状态评价方法的研究相对较少,为了实现对线路长区段轨道周期性不平顺状态的表征及反演,分析高速铁路不同轨下基础轨道周期不平顺特征,研究了基于轨道谱的周期成分表征及量化评价方法。首先,基于非线性最小二乘法,对比高斯、洛伦兹及Vogit 3种线型函数对轨道谱谱峰的拟合效果,提出了融合周期谱峰成分的轨道谱拟合表征方法,并通过反演计算验证了方法的可行性。其次,结合多条设计速度为350 km/h典型高速铁路轨道几何动态数据,实现了融合周期成分的高速铁路不同轨下基础无砟轨道谱拟合表征,可根据不同工况仿真需要将其应用于车辆动力学计算中。最后,提出线路长区段周期不平顺状态量化指标—谱峰能量PE,并对不同轨下基础线路轨道周期不平顺状态进行量化评估后发现:32 m简支梁PE随倍频增加而递减,可将该处PE作为线路长区段简支梁周期不平顺的评价指标;为避免简支梁倍频能量影响,以路基地段不同板型特征波长对应PE作为轨道板周期不平顺评价指标,其中Ⅰ型板PE最大为0.012 mm^(2),其次Ⅲ型板为0.008 mm^(2),Ⅱ型板最小为0.005 mm^(2)。研究成果进一步拓展了轨道谱动力学分析应用领域,可为线路养护维修管理提供理论参考。

周期边界条件下四阶特征值问题的一种有效的Fourier谱逼近

文章提出了周期边界条件下四阶特征值问题的一种有效的Fourier谱逼近方法.首先,根据周期边界条件引入了适当的Sobolev空间和相应的逼近空间,建立了原问题的一种弱形式及其离散格式,并推导了等价的算子形式.其次,定义了正交投影算子,并证明了其逼近性质,结合紧算子的谱理论证明了逼近特征值的误差估计.另外,构造了逼近空间中的一组基函数,推导了离散格式基于张量积的矩阵形式.最后,文章给出了一些数值算例,数值结果表明其算法是有效的和谱精度的.

基于地脉动H/V谱比法的红土场地卓越周期

为研究地脉动H/V谱比法在确定红土场地卓越周期中的适用性,对不同类别红土场地开展系统的地脉动测试。首先利用地脉动H/V谱比法中水平分量的不同组合方式处理地脉动测试数据,得到HVSR曲线;然后分析HVSR曲线,获取场地卓越周期,进而确定场地类别,划分场地岩土类型;最后结合钻孔勘探信息,验证了地脉动H/V谱比法在确定红土场地卓越周期中具有良好的适用性,且H/V谱比法中采用东西和南北向水平分量的矢量和组合方式可更加简便和准确地获取场地卓越周期。

地震动反应谱的长周期特性

长周期结构的抗震设计正越来越引起人们的注意。但是,只是在高性能的数字强震仪问世以后,我们才能够得到可靠的地震动长周期信息,本文收集分析了在中国和墨西哥得到的约200条数字强震仪加速度记录,计算了周期从0.02秒至15秒的绝对加速度反应谱、相对速度反应谱和相对位移反应谱,并讨论了震级、场地条件和震中距的影响。所得到的初步结果为长周期结构的抗震设计提供了重要的依据。

长周期结构相对位移反应谱研究

在对长周期结构进行抗震设计时,或采用基于位移的性能设计方法进行结构设计时,或采用各种结构控制技术对结构进行减隔震设计时,需要用到相对位移反应谱,而目前各国规范给出的一般都是某种标准化的绝对加速度反应谱。本文指出了国内外目前在用的部分规范提出的长周期反应谱存在的问题,采用80条高通低截止频率(0.025 Hz～0.125 Hz)、加速度峰值≥0.10 g的水平向强震记录,计算了周期0～10 s、阻尼比0.10～0.40的相对位移反应谱,研究了位移谱的影响因素及控制参数,建立了考虑震源参数、地震动幅值特性、场地条件、谱控制参数、阻尼比调整系数的可供长周期结构设计使用的弹性相对位移谱,给出了实用化计算公式及地震动位移峰值。结果表明,相对位移谱卓越周期是控制位移谱谱值及形状的重要参数;本文研究得到的相对位移谱能较好地拟合实际相对位移谱。

设计反应谱长周期区段的研究

本文利用近20年国内外大地震时获得的数字强震仪记录分析强震动的长周期分量特性,给出了不同场地上的平均加速度反应谱及其拟合曲线。结果表明,现行抗震设计规范中设计谱的特征周期和长周期谱值明显偏小。在此基础上提出了长周期设计反应谱的修正建议。文中还根据统计分析提出了不同阻尼比的反应谱修正公式。

海浪谱峰周期与跨零周期的一个经验关系式

从PM谱出发,推导出谱峰周期与跨零周期的谱关系式Tp=5π414Tz≈1.41Tz;对海上实测海浪谱资料进行了分析,表明该式所给出的系数与统计值相当接近,较好地解决了由海浪谱直接获取谱峰周期所产生的谱稳定性问题。

川滇甘陕地区设计反应谱特征周期的统计分析

以四川、云南、甘肃和陕西地区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加速度反应谱的特征周期。在考虑震级、震中距和场地类别基础上,统计不同震级、震中距和场地类别的特征周期值,并研究其对特征周期的影响。统计结果表明:这一地区,水平向加速度反应谱特征周期的均值随震级的增大而增大;随着场地类别的增加而增大;Ⅱ类场地的特征周期随着震中距的增大而增大;远场比近场的反应谱特征周期偏大;这一地区大震远场反应谱特征周期的统计结果较我国抗震设计规范规定的大震远场反应谱特征周期值偏高,研究结果对进一步合理确定加速度反应谱的特征周期有重要参考价值。

近百年东亚季风长期变化中主周期振荡的奇异谱分析

运用海平面气压场资料，计算１８７３—１９９０年的东亚冬、夏季风强度指数，并利用奇异谱分析方法（ＳＳＡ）对这百年的东亚季风长期变化的周期活动进行了研究。研究表明：东亚冬、夏季风都存在准２ａ（ＱＢＯ）、３—６ａ（ＬＦＯ）的年际振荡，１６—１８ａ（ＩＤＯ）的年代际振荡和长期变化趋势。各振荡分量都具有年代际的差别，这种特征ＱＢＯ表现得最典型。冬季风的ＱＢＯ在１９２０年代前振幅较小，且大约呈现１２ａ的大振幅和６ａ的小振幅波状的周期变化；夏季风的ＱＢＯ振幅变化与冬季风相反，且大约呈现６ａ的大振幅和３ａ的小振幅波状的周期变化。夏季风中的年代际变化影响较小。

对设计反应谱长周期段取值规定的探讨

文中与实际反应谱对比讨论了各种关于设计反应谱长周期下降段的规定,并根据对实际强震记录的统计分析,给出了对长周期反应谱取值的建议。

用位移反应谱研究长周期设计地震反应谱

利用美国太平洋地震工程研究中心NGA数据库,分析了滤波低频截止周期(Tc)对位移反应谱的影响。选择较小的Tc将严重抑制长周期位移反应谱幅值。本文选用可靠使用周期不小于10 s的强地面运动加速度记录,研究了位移反应谱的长周期特性。结果表明,位移反应谱峰点周期是长周期地震反应谱的关键控制参数,受场地条件和震级的影响相对较小,但与震中距基本呈线性增长关系,而动力放大系数最大值波动范围较小,设计中可视为常数。建议在现行抗震设计规范谱的基础上,在速度控制段与位移控制段之间增加一个过渡段,以体现位移反应谱的有峰特征,并给出了控制参数的建议值。

北京盆地结构对长周期地震动反应谱的影响

建立了北京盆地含起伏地形的地下介质三维速度结构模型,以有限差分方法对盆地内的3次地震动进行了数值模拟.计算了地表加速度反应谱,论证了反应谱的有效周期范围,从而获得了盆地结构对长周期段反应谱的平均放大系数,并对不同周期时反应谱的平均放大系数进行了分区,为今后城市的合理规划和长周期建筑物的建设提供了抗震设防参考.最后对反应谱平均放大系数与等效沉积物厚度之间的关系进行了回归,得出了反应谱放大系数随沉积物厚度增大而增强,以及随周期增大而减弱等结论.

规范反应谱长周期部分修正方法的探讨

为将反应谱方法应用于长周期大跨度桥梁结构的抗震设计,本文探讨了对现有公路工程抗震设计规范中地震反应谱的长周期段进行修正的方法.数字化强震记录反应谱的计算结果表明,地震动水平分量的位移反应谱可以有一个明显的峰点.同时当周期无限长时,地震动相对位移反应谱应等于地面运动位移最大值.以此为基础,增加了表达长周期地震动反应谱特性的参数.经过修正和补充的规范化反应谱可用于长周期大跨度桥梁结构的抗震设计.

反应谱特征周期的统计分析

特征周期是反应谱的重要参数,是工程抗震设计的关键参数,但物理意义不明确、涉及因素多、结果离散,研究成果相对较少.从反应谱的本质出发,提出了反应谱特征周期的概率法.搜集近期1491条地震记录,采用概率法(97%)和美国FEMA-450(2003)法,以中国抗震规范特征周期分类为依据,研究了反应谱特征周期的统计规律.研究表明:概率法从面积比确定特征周期,力学概念明确,确定标准统一,与美国FEMA-450(2003)法有较好的一致性;近期地震波的特征周期分布特征表明,抗震规范规定的不同场地、不同地震分组的特征周期区段,地震记录数量不同,长周期效应不容忽视.特征周期与震级、场地类别和震中距的关系复杂且离散,特征周期呈区间分布规律,分布区间值较大,区间内部定量关系仍较难确定.特征周期与震级、场地类别和震中距的相关性不明显,反应谱特征周期按场地类别、震中距(地震分组)确定,存在不确定的风险,美国抗震规范以反应谱参数直接确定特征周期的方法,抗震规范修订时值得借鉴.

近断层长周期脉冲型地震动对竖向反应谱的影响研究

长周期大幅值脉冲运动是近断层地震动的重要特征,也是引起结构震害的重要因素。在既有的地震动数据库基础上,筛选建立了长周期脉冲型记录的统计样本库,并构建了地震动特征参数的回归关系式。针对竖向反应谱,深入分析了竖向分量与水平向分量的加速度反应谱比值随脉冲周期和结构自振周期的变化规律,结果表明反应谱比值显著大于现行规范取值,进而采用分段线性化方法,建立了竖向反应谱比值随脉冲周期、自振周期变化的简化关系式,并对影响竖向反应谱曲线各拐点周期的特征比值进行统计分析,拟合得到了其随震级和断层距的衰减模型。

地震前地震活动周期谱特征及其应用

在对最大熵谱方法进行检验的基础上，应用这一方法，通过对２４次６级以上地震的地震活动增强区内地震活动度的周期谱特征进行研究，得到如下认识：①在孕震过程中，地震活动增强区内的活动在不同阶段，表现出的周期谱不同．正常时段的周期谱长周期与短周期并存，而震前阶段只存在短周期（平均为长周期的４３％左右），长周期消失；②震前出现短周期的时间与震级有关．８级地震一般为震前数十年乃至上百年，７级地震一般为３０年以上，而６级地震一般为２０～３０年．对于同震级地震，其出现短周期的时间还因地区的不同而不同，一般华北地区较西部地区长．应用坚固体孕震模式对以上特征进行了初步分析，提出了运用最大熵谱方法进行强大地震的趋势预测思路，并将此思路应用于实践，对云南武定６．５级和丽江７．０级两次地震进行了预测尝试．