基于黑龙江经验场地模型的地震动放大效应研究

局部场地效应是抗震设计规范中的重要内容,以场地类别为基础的场地效应划分结果较为粗略。为解决这一问题,以黑龙江地区土层分布及其剪切波速、土动力特性和密度等资料为基础,统计出场地土参数随深度的变化特征,利用统计结果建立深度从10~80 m不等的15个经验场地模型。以黑龙江地区典型基岩加速度反应谱为目标谱,人工合成地震动作为输入,为了消除随机相位的影响,每一目标谱合成400条地震动加速度时程。分别计算这15个经验场地模型的地震反应,得到不同超越概率水准下地表峰值加速度统计值以及加速度反应谱标定谱的动力放大系数统计值。计算结果表明:随着场地厚度的增加,场地周期在逐渐增加,场地峰值地面加速度(peak ground acceleration,PGA)放大倍数呈现减小的趋势;随输入地震动强度的增加,场地PGA放大倍数减小的趋势呈现出非线性,动力放大系数随场地覆盖层变厚呈现先减小后增大的趋势;随着地震动强度的增加,动力放大系数逐渐减小且随土层厚度的变化趋势趋于平缓。动力放大系数结果不是定值2.5,场地较薄并且地震动较小的情况下,动力放大系数远超2.5;场地较厚并且地震动较强时,动力放大系数大多趋于2.5。

基于Matlab的地震动参数综合确定

本文主要介绍了基于Matlab编写的用于确定场地地震动参数的程序,从输入、处理和输出3大框架模块,结合笔者理解与经验对设计地震参数的确定过程进行较为详细分析。程序使用1个Excel文件整体控制输入参数,综合考虑了峰值加速度、场地类别、设计地震分组、区划图调整系数等因素,简化繁杂的反应谱数据处理过程,使用了不同规范推荐的规准谱,实现了钻孔反应谱的自动标定、自动保存图件并导出地震动参数表格;程序可对不同设计基准期、不同超越概率水准的多个钻孔、多条土层反应谱数据一次性综合分析,在处理区域性地震安全性评价等多场点工程项目时十分高效。文中对地震安全性评价工作中的实例进行了应用分析,程序既可以处理基岩反应谱,也可以对钻孔反应谱进行整体分析或单独分析,得到较为合理的场地地震动参数,有助于场地地震影响评价工作的开展。

2020年1月19日伽师M_(S)6.4地震强地面运动特征分析

2020年1月18—19日新疆喀什地区伽师县连续发生3次M_(S)≥5.0地震,其中19日21时发生伽师县M_(S)6.4地震。为更好地了解此次地震的强震动记录特征,分析了此次地震序列的强震动记录,从记录波形上看,位于近场区西克尔强震台获取较大峰值加速度,特别是垂直向有明显脉冲峰值,其水平向有明显脉冲地震动,脉冲周期约为2.78 s,速度脉冲峰值分别为38.1 cm·s^(-1)和36.4 cm·s^(-1),反应了断层破裂的方向性效应。用谱比法分析场地的放大效应,在2 s左右有一个基本的共振周期。通过与喀什地区伽师县设计反应谱对比,西克尔台站的水平向地震动的反应谱远高于喀什地区8度罕遇地震设计反应谱。

一种TDCS信号检测及基函数周期估计的方法

针对变换域通信系统(Transform Domain Communication System,TDCS)信号难以检测的问题,设计了基于功率谱二次处理的检测方法。通过数学建模,理论推导了TDCS信号的自相关函数,并由此推出了TDCS信号的两次功率谱函数,证明了TDCS信号的二次功率谱存在周期性谱峰的特征,并给出了谱峰周期与基函数周期的数学关系。据此设计了一种TDCS信号检测算法,该算法能够检测TDCS信号并对基函数周期给予估计。理论分析了高斯白噪声对检测算法的影响,通过计算机仿真,验证了该算法在低信噪比下的性能,对比了二次功率谱法与时域相关法的检测性能,验证了采样数据长度对检测性能的影响。仿真结果表明在低信噪比条件下,本文算法对基函数周期估计仍有效,且算法性能相较于自相关法提高了约1.5 dB,增加采样数据长度可进一步提高二次功率谱算法的准确性。

基于实际记录的长周期地震动特性及反应谱研究

因长周期地震动记录少,导致中国现行规范中β谱的长周期部分置信度不高.中国台湾集集地震的发生,收集了较多的长周期地震动记录,为长周期地震动特性研究提供了基础数据.文章依据1999年中国台湾集集地震的165条长周期地震动,根据不同的场地类别分析PGV、PGD、PGV/PGA随震中距的变化;运用最小0二乘法研究β谱,给出相应的特征参数.结果表明,二类和三类场地的PGV/PGA均值大于0.3;PGV,PGD随震中距增大而变小;不同场地条件额β谱拐点不同,长周期地震动β谱在5Tg-10 s段上谱有明显的抬高效应.

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。

深水铺管海域涌浪谱峰周期测试技术研究

深水海底管道铺设中,长周期涌浪频率与深水铺管船振动频率接近,易引发结构物与海上涌浪的耦合共振,导致工程风险甚至引起海上事故。文章提出了一种基于双目立体视觉原理的海上长周期涌浪谱峰周期现场测试方法,并针对我国某海域的深水长周期涌浪进行了海上测试,为铺管海域涌浪谱峰周期监测提供了新的方法与借鉴。

芦山地震强地面运动频谱特征及致灾相关性分析

以芦山地震震中距100km内20个台站的60条原始强震记录为依据,采用零交法计算台站处三方向卓越周期,采用线性加速法计算台站处阻尼比为0.05的三方向反应谱,考察反应谱峰值周期、卓越周期和放大系数在各台站位置处的分布以及在断裂上、下盘的均值。通过研究发现：芦山地震动卓越周期、反应谱峰值周期和放大系数在各台站不同方向上的分量不同;各台站处反应谱的计算表明地震动具有上盘效应以及上盘衰减迅速的特征;地震动卓越周期在芦山地震震中100km的上、下盘上差别不大,其中上盘EW和UD向卓越周期均值略小于下盘,而上盘NS向均值略大于下盘,断裂两盘UD向卓越周期总体小于水平向,断裂两盘三方向卓越周期变化范围为0.013~0.275s;计算得到的放大系数表明80%台站NS向放大系数大于EW向,因此NS向放大系数较大可能是芦山地震诱发崩滑地质灾害的主要因素。

土的动剪切模量非线性特性对地震动的影响研究

通过一维等效线性化方法研究土的动剪切模量非线性特性对土层地震反应的影响,主要分析动剪切模量比与剪应变关系曲线以及最大动剪切模量对反应谱特征周期和地表加速度峰值的影响。结果表明,对于小震和中震,土的动剪切模量比和最大动剪切模量对反应谱特征周期略有影响,对地表加速度峰值影响并不明显;但对于大震,对反应谱特征周期和地表加速度峰值影响较大,随着动剪切模量比和最大动剪切模量的增大,反应谱特征周期减小,地表加速度峰值增大,土层越厚其影响越大。二者对比结果表明,强震下土的动剪切模量比与剪应变关系曲线对地震动的影响程度要比最大动剪切模量对地震动的影响大得多,说明强震下土的动剪切模量比与剪应变关系曲线对土层地震反应会产生更显著影响。

土层分层厚度对场地地表地震动参数的影响

以江淮地区典型场地资料为原型,选取不同的土层分层厚度,构造多种场地土层计算模型,选择Taft、Kobe和El Centro三条强震记录作为地震输入,采用一维频域等效线性化波动方法分析了分层厚度对场地地表地震动参数的影响。研究表明:土层分层厚度对场地地震动参数存在影响,主要表现为采用较大分层厚度计算得到的地表峰值加速度A_(max)和反应谱特征周期T_g相对偏低,应采用尽可能小的土层分层厚度;分别采用1.0m和2.0m分层厚度计算得到的地表加速度反应谱形状基本重合,A_(max)和T_g也基本一致,最小选取2.0m土层分层厚度可以满足工程精度的要求。

土层地震反应中软弱夹层对加速度反应谱的影响

为了研究土层地震反应中软弱夹层对加速度反应谱的影响,本文构造了多种包含不同厚度、不同位置软夹层的土层结构,通过国内地震安评通用的ESE软件进行计算、分析。研究结果表明,软夹层的厚度、位置、输入地震动的幅值等对加速度反应谱均有不同程度的影响,上部含有软夹层的土层结构能造成反应谱出现双峰现象,引起加速度反应谱特征周期变大。本文研究结果对软土地区工程抗震设计有一定参考价值。

复子波提取语音信号特征信息

对时变性强的非平稳汉语语音信号,建议采用变时-频复子波分析方法提取汉语语音信号的幅度谱、相位谱、基音周期及共振峰信息。选择有n阶消失矩及良好的时频局域化特性的复高斯子波提取汉语语音信号的幅度谱和相位谱,实验结果表明,该方法提取的语音信号的幅度谱、相位谱和子波变换谱表征了汉语语音的音节包络、细节包络及声调,区分了清、浊音,并准确提取了语音信号的动态基音周期、估计出共振峰。这对汉语语音特征提取和识别提供了一种新的思路。

双峰谱型海浪的波高和周期分布

本文利用收集到的实测双峰谱型海浪过程资料，把这些资料以波高和周期的相关系数为参数分成５组，讨论每组双峰谱型下被高、周期的统计分布．并探讨了相关系数对波高分布和周期分布的影响。

四川及邻区抗倒塌地震区划图编制

通过数字试验,分析了不同编图方法对地震区划结果的影响.基于四川及邻区的地震地质环境、地震活动特征、K2值特征、ΔTg分布特征,考虑到地震区划图的继承性和连续性以及与我国现行抗震设计规范的衔接,提出了抗倒塌地震区划图编制的编制原则和方法,编制了四川及邻区的抗倒塌地震区划图.

港域波浪联合绕射、反射特性试验研究

针对港域波浪在绕射、反射联合作用下波况复杂的特点,基于港口波浪整体物理模型试验,对不规则波作用下港域内波高扰动系数的分布规律进行研究。研究表明:在波浪绕射作用或波浪反射作用占主导地位的掩护区域,多向不规则波的扰动系数与谱峰周期正相关,且周期相差越大,扰动系数相差越大。在波浪反射占主导地位的波浪绕射联合作用下,单向不规则波的扰动系数随谱峰周期的变化无明显规律性关系,且波浪反射对波向十分敏感。在存在原有建筑物反射的物理模型试验中,需要将模型边界反射模拟准确,否则可能造成试验失败;数学模型亦然,对相关建筑物需选取合适的反射系数。研究结果对后续的港口工程建设有重要的借鉴意义。

场地地震安全性评价中确定设计地震动参数若干问题研究

本文研究确定设计地震动参数中涉及的若干问题,其中包括基岩水平加速度反应谱衰减关系的选择、震源深度对基岩水平加速度峰值及基岩反应谱曲线的影响、强度包络线函数及输入随机相位的选择、土体非线性特性参数和土层剪切波速值的选择、设计地震动反应谱的标定等问题。本文基于一个典型场地计算剖面,采用一维等效线性化模型并通过逐项变换某些研究参数的方法,研究了各种因素对设计地震动参数可能产生的影响及存在的误差和相应的规律。

航道开挖对波浪传播影响的试验研究

针对航道的开挖对于航道区域波浪传播变形影响较大的问题,基于波浪整体物理模型试验方法,对航道开挖后波浪在航道区域的传播规律进行研究。结果表明:航道迎浪侧最大比波高与波浪入射角度成反比,航道背浪侧的最小比波高与入射角度成正比。波浪小角度入射时,航道对波浪的折射作用较强,航道内波能衰减也较大;当波浪大角度入射时,航道对波浪的折射作用较弱,波浪穿越航道的能力较强,此时航道迎浪侧的比波高与谱峰周期成正比,航道内水深越小,航道对波浪的折射作用越强,迎浪侧的波能集中越大。

南海深水区双峰型海浪谱特征研究

基于南海深水区波浪实测资料,对双峰型海浪谱的演化过程进行了分析,并对双峰型海浪的波高、波向、谱峰周期、出现时间和常用双峰谱模型的适用性等方面进行了研究。结果表明,双峰型海浪出现时波高普遍小于2m,其涌浪部分谱峰周期约11.37s;Ochi-Hubble谱在南海的适用性较好。研究成果可为南海深水区油气资源的开发、设计提供参考。

不同深度粘性土层动剪切模量比的不确定性对场地地表地震动参数的影响

本文主要以Ⅱ类场地为例,基于不同深度段粘性土层(10m以上;10m^18m;18m以下粘性土层)的动剪切模量比初始试验基准值,增加或减小其基准数值的10%,20%以及30%,其它计算输入参数不变,进行了57种工况下的土层地震反应分析计算。通过该场地条件下的不同工况的地表加速度峰值结果,以及相应工况下地表加速度反应谱的绘制,对比不同工况下的地表加速度峰值与地表加速度反应谱形态,并与实际场地土层地震反应分析模型的计算结果进行对比分析,初步得出不同深度段粘性土层的动剪切模量比的不确定性对场地地表加速度峰值与反应谱影响的规律性。

本构模型特性对深厚场地非线性地震反应的影响

采用基于Davidenkov和Matasovic骨架曲线构造的不规则加卸荷应力—应变滞回圈,数值模拟了2个剖面的苏州第四纪深厚场地二维非线性地震反应。结果表明：（1）采用Matasovic模型计算的地表峰值加速度稍大于采用Davidenkov模型计算的地表峰值加速度,但前者计算的地表地震动持续时间稍小于后者计算的。随着基岩输入地震动强度的增大,两者给出的地表峰值加速度差异呈现逐渐增大的趋势,并与土体的横向不均匀特性有关;（2）两者给出的地表谱加速度谱形基本相似,其差异随基岩输入地震动强度的增大而增大;远场地震动作用下地表谱加速度的卓越周期也随输入地震动强度的增大而增大;（3）两者给出的峰值加速度随土层深度和横向的空间变化特征基本一致,远场地震动作用下的地表峰值加速度明显大于近场地震动作用下的地表峰值加速度。