地震动参数衰减规律的研究

对收集到的近两万条美国西部的强震记录进行了分析整理，选用了108个台站共324条基岩强地震动记录，对建议的地震动参数衰减模型进行了统计，该地震动参数衰减模型中考虑了区域介质品质因子，试图通过不同地区介质品质因子的差异规律来实现地震动参数衰减特性的相互转换。这对缺乏强震记录资料地区的地震动参数估计将带来极大的方便。     

基于Matlab的强震数据处理技术实现

强震动观测数据通常由强震仪原始二进制加速度记录组成,在国内外相关强震数据库下载的强震记录均为解码、处理后的ASCII格式文本文件,非原始文件,记录格式不同,但均由数据头段和数据区2部分组成。以我国未校正加速度记录(UA)数据格式为例,探讨基于Matlab程序的强震数据处理技术,并识别记录的地震动特性,为强震数据多领域应用提供技术支持。     

基于砌体结构破坏损伤的地震烈度物理标准研究

为了研究基于砌体结构破坏的地震烈度物理标准,将15个地震动参数按属性(峰值、频率、持时和能量)分成4类,将地震记录按地震动三要素(峰值、频率、持时)分成3组,求出每组记录作用下砌体结构的延性系数,计算出各个参数值和延性系数的相关系数,比较分析这些相关系数发现地震动峰值加速度、有效峰值加速度、地震动输入能量和滞回耗能都能表征地震动对砌体的破坏势,并且这4个参数都和烈度有很好的相关性,可以作为烈度的物理标准。     

地震动演变功率谱模型参数的统计建模

工程上常将规范反应谱拟合的确定性取值作为地震动演变功率谱参数,这虽然便于工程应用,但同时存在明显弊端:一方面,参数并非从实测强震记录中获得,具有较强的经验性;另一方面,确定性参数生成的地震动样本过于规则,且工程特性单一,无法全面地反映地震动的随机性。为了克服上述难题,从PEER的NGAGWest2地震动数据库中筛选1 766条主轴方向的实测强震记录,并根据《中国地震动参数区划图》建议的场地类别和聚类方法划分为15组;随后,识别实测强震记录的演变功率谱参数,并结合K-S检验和BIC信息准则,确定每个参数最优概率模型;最后,根据演变功率谱参数统计建模结果,结合降维方法,生成了Ⅱ类场地与Ⅲ类场地的代表性时程。与《建筑抗震设计规范》中建议取值不同,研究参数来源于实测地震动,且具有随机性,避免地震动样本工程特性的单一化和规则化。     

海底强震观测记录与地震动特性研究进展

随着海洋结构物的建设快速发展,为了解海底地震动相关特性,目前在建与已建成的海底强震台网逐年增加,得到的强震数据为海底地震动特性研究提供了重要资料。本文首先,统计了世界范围内现有海底强震台网的分布,并对强震台站信息及记录特点简要总结;其次,综述了基于海底强震记录以及数值计算等方法分析海底地震动特性的研究成果;并且,阐述了海底地震动在海洋工程中应用的研究现状;最后,基于现有研究成果,对海底地震动特性研究的前景进行讨论和展望。     

基于强震动记录测定近场地震参数方法研究

本文基于大理州的23个强震动台2007年以来记录的11组3.5级以上近场地震共51条强震记录,根据数字地震仪台网系统测定地震参数的基本原理,讨论了通过强震动台网测定近场地震参数的方法,并对测定近场地震参数的计算机软件MDEPS系统的编制进行了介绍。     

基岩地震动的随机模型及其参数确定

地震工程界对随机地震动已进行了40多年的研究，提出了多种较好的随机过程模型，其中最具代表性的是日本学者金井清(Kanai)(1961)提出的过滤白噪声模型．进一步，欧进萍等(1991)在评述既往随机模型基础上，提出了地震地面运动的过滤有色噪声模型．然而，这些模型都存在一个最大的问题，就是不能合理确定模型中反映地震强度的参数————谱强度因子S0. 随机地震动研究的基础是强震记录，基于地面强震记录，人们对地震地面运动随机模型进行了大量的研究，其中对基岩地震动的模拟还有很多需要解决的问题．本文在基岩强震记录统计基础上，研究基岩地震动的随机模型和模型参数，为建立工程抗震的合理地震动模型奠定基础．      

甘肃省若干地段强震地面运动特征

以甘肃、陕西等地历年来获得的强震记录,主要是汶川大震的强震记录,研究了甘肃省强震地面运动的特征以及不同场地的地震反应。注意到本地地震动具有大陆板内地震的特点,与强震记录最多的美国西部地震动有较大的差别。甘肃的场地类型大致可以分为四个区域:河西走廊、黄土地区、陇南山区和甘南高原区,强震地面运动特征各自具有其自身的特点,又和地震动的特性有密切的关系。认为有必要对汶川大震的强震记录作全面而系统的研究,进而应用到我国的地震安全性评价中去。     

基于烈度指标的核电厂地震预警停堆参数研究

核电厂在遭遇超设计基准地震时需要考虑安全停堆,以避免造成核泄漏事故。采用地震动的峰值加速度参数(PGA)作为判别停堆的参数具有一定的局限性,PGA参数不能反映地震动的频谱和持时特征,因而可能引起不必要的停堆。针对此问题,基于我国本土大量实际强震记录,遴选出7种典型的工程相关地震动参数,进而基于地震烈度指标,分析发现地震动的标准累计绝对速度参数能更好地表征地震对核电厂的整体潜在破坏能力,适合作为判别停堆的参数,然后提出两种确定预警参数阈值的方法,最终建议考虑我国强震数据特征的核电厂判别停堆的预警参数阈值,为我国核电厂的地震安全停堆参数的确定提供了参考。     

我国大陆地区地震动衰减关系研究进展

地震动衰减关系是场地地震动估计的主要方法之一。本文首先对地震动衰减关系式的发展作了简要的阐述;其次,分析了胡聿贤先生提出的借用法的重要性,回顾了我国衰减关系的发展历程,并重点介绍了水平向地震动、竖向地震动及其它地震动参数衰减关系的研究进展;最后,讨论了衰减关系研究中存在的问题,并提出了发展强震动数据库和缺乏强震记录地区衰减关系的建议。      

基于希尔伯特-黄变换的近断层地震动脉冲特性研究

近断层地震动中存在的低频、大幅值速度脉冲使得临近断层结构具有更高的强度和延性需求。对近断层地震动脉冲特性的深入研究有利于加深对临近断层结构反应的认识,从而为临近断层结构抗震设计提供理论依据。受强震记录处理及速度脉冲识别和提取方法的限制,目前已有的研究工作主要集中于近断层地震动记录的单脉冲特性,多脉冲特性涉及较少。本文基于希尔伯特-黄变换及其相关理论,针对近断层地震动,提出了涵盖原始强震记录基线校正,至多速度脉冲定量判别及提取的整套脉冲特性研究方法,该方法对多脉冲记录尤为有效;基于提取出的理想化速度脉冲构建了（多）脉冲参数与地震参数的统计关系;以脉冲持时新定义了近断层地震动的有效强震持时,并通过多层结构非线性时程分析进行了验证。新方法中,基线校正过程可以获得稳定的地面峰值位移（PGD）和具有物理意义的基线偏移时程;提出的速度脉冲识别及波形提取方法可以将每个脉冲准确定位于时域,同时自动化获得脉冲相关参数;基于理想脉冲定义的近断层地震动有效强震持时可以良好地 表征多脉冲记录的强度。      

地震动峰值特征参数对土坡地震响应的规律研究

本文随机选取了100条具有不同地震动峰值特征参数的地震动记录,通过基线校正、积分等方法获取每条地震动的峰值加速度（PGA）、峰值速度（PGV）和峰值位移（PGD）三个参数,进而基于有限元数值模拟,通过对比同一个观测点不同峰值特征参数的特性与不同观测点同一峰值特征参数的特性来研究土坡的地震响应规律,分析各地震动峰值特征参数与土坡地震响应的相关性。计算结果表明:PGA,PGV和PGD与土坡地震响应都具有良好的正相关性,其相关性系数平均值分别为0.868,0.981,0.926;PGV的相关性优于PGA和PGD,而PGD的相关性要稍好于PGA。因此在关于土坡稳定性评价中,建议采用PGV作为参数指标。      

随机方法在地震烈度速报中的应用

我国地震监测台网间距大,很难实现大震发生时地震烈度分布图的快速编制.基于随机方法,利用历史小震数据反演地震动估计模型的参数,参考地震发生时获取的少量强震动数据,选取合适的震源参数,正演地震动场的分布.根据地震烈度与地震动参数的经验关系,实现地震烈度速报.本方法可以模拟大震的近断层地震动特征,对高烈度区的判断较目前常用的烈度速报方法更为合理.研究成果既可以用于首张烈度分布图的发布,还能够用于地震烈度的动态修正.     

估计和比较地震动潜在破坏势的综合评述

如何估计和比较地震动对结构的破坏作用，一直是国内外抗震研究中的一个至关重要的问题。本主要篇幅用于介绍这一领域迄今所取得的成果并作了简单的评述，并在此基础上，提出了一种可用来比较地震动潜在破坏势的综合评估法，提出该方法的目的并不在意去确定什么量更能代表地震动在潜在破坏势，而只是在考察现有的各种被认为能代表地震动的潜在破坏势的各种参数基础上，考虑采用什么方法才能更合理地判定和比较地震动的破坏势，为此本将通常作为地震动潜在破坏势的地震动参数分成两类：一类为直接由地震动本身得到的参数，另一类为地震动通过结构反应得到的参数，并分别对此进行了讨论和分析，在此基础上得出了一种在目前可认为是研究地震动潜在破坏势押送为合理的方法-地震动潜在破坏势综合评价法。     

Rating damage potential of ground motion records

In this study, a total of 115,246 ground motions recorded during earthquakes of Moment magnitudes ranging from M_w 5.0 to M_w 9.0 are analyzed statistically. A total of 21 ground motion parameters characterising the recorded acceleration time histories are used in the analysis. Classification of these parameters through statistical correlation is reported and a parameter called "distance from zero-amplitude axis," or d_Z-A, is formulated in the principal component space. The ability for d_Z-A to rate the damage potentials of strong motion records is evaluated through correlation of d_Z-A with Japan Meteorological Agency(JMA) instrumental seismic intensities. This parameter can be used to rate damage potential of any strong motion record irrespective of the magnitude and location of the earthquake. It can also be used in selecting ground motion records of appropriate damage potential in seismic design and probabilistic analysis.     

断层位置对三维盆地地震效应的影响

采用谱元法模拟了盆地模型和一维水平成层模型的地震动强度和放大系数的分布特征,探究了直下型断层与盆地的相对位置对盆地地震效应的影响.结果显示:盆地地震动受断层位置的影响显著,特别是当断层邻近且平行于盆地边缘时,盆地地表地震动的边缘效应更加明显,强烈地震动区域的位置随断层位置的移动而改变明显;不同分量放大系数的分布特征差别...     

熊本MW7.0地震近场地表与井下地震动对比研究

选取日本熊本M_W7.0地震断层距小于200 km的82个近场KiK-net台站记录到的三分量记录数据进行基线校正后,获得近场地面运动水平向的峰值加速度PGA、峰值速度PGV及周期为0.2,1,2,3,5和10 s的加速度反应谱数据,并与美国NGA-West2的地震动预测模型相比较,研究熊本地震地表和井下地震动峰值及反应谱的衰减特征,通过比较KiK-net台站地表与井下记录结果,探讨浅层场地放大效应的影响。研究结果表明:① 对于井下观测结果,NGA-West2的地震动模型对PGA和短周期0.2 s的反应谱的预测值与井下观测值相比整体偏高,而PGV和较长周期地震动（如1,2和3 s的反应谱）的预测值与井下观测值较为吻合;② 地表观测记录的PGA,PGV和周期为0.2—3 s的反应谱残差整体上随v_S30对数值的增大呈线性减小的趋势,而周期为5 s和10 s的长周期部分,其场地效应的影响很小;③ 相对于井下记录,地表记录的地震动PGA,PGV和周期为0.2,1和2 s的反应谱有明显的放大,这种放大作用随浅层场地剪切波速的增大而减小;周期为3,5和10 s时长周期地震动的放大效应很小。      

A simplified method of constructing fragility curves for highway bridges

Fragility curves are found to be useful tools for predicting the extent of probable damage. They show the probability of highway structure damage as a function of strong motion parameters, and they allow the estimation of a level of damage probability for a known ground motion index. In this study, an analytical approach was adopted to develop the fragility curves for highway bridges based on numerical simulation. Four typical RC bridge piers and two RC bridge structures were considered, of which one was a non‐isolated system and the other was an isolated system, and they were designed according to the seismic design code in Japan. From a total of 250 strong motion records, selected from Japan, the United States, and Taiwan, non‐linear time history analyses were performed, and the damage indices for the bridge structures were obtained. Using the damage indices and ground motion parameters, fragility curves for the four bridge piers and the two bridge structures were constructed assuming a lognormal distribution. It was found that there was a significant effect on the fragility curves due to the variation of structural parameters. The relationship between the fragility curve parameters and the over‐strength ratio of the structures was also obtained by performing a linear regression analysis. It was observed that the fragility curve parameters showed a strong correlation with the over‐strength ratio of the structures. Based on the observed correlation between the fragility curve parameters and the over‐strength ratio of the structures, a simplified method was developed to construct the fragility curves for highway bridges using 30 non‐isolated bridge models. The simplified method may be a very useful tool to construct the fragility curves for non‐isolated highway bridges in Japan, which fall within the same group and have similar characteristics. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

2020年10月22日四川北川MS4.7地震强震动特征分析

2020年10月22日11时03分37秒四川省绵阳市北川县发生MS4.7地震,四川强震动台网与预警烈度速报台网在震区建成较密集的台站,获取了532组三分量加速度记录,有助于开展区域地震动衰减和地震动特征研究.本文对强震记录进行常规处理后计算出强震动记录的相关参数,利用克里金插值方法得到地震动峰值加速度PGA和峰值速度PGV的空间分布图,长轴呈北西—南东方向.分析强震动记录PGA、PGV随距离的衰减规律,与常用衰减关系预测值进行对比,此次地震PGA的衰减特性与俞言祥和汪素云(2006)提出的中国西部地区水平向基岩加速度衰减关系有较好的一致性.北川MS4.7地震获得的密集强震动记录为建立区域衰减关系,以及开展基于经验格林函数方法(EGFM)再现大震强地震动场展布等研究提供了重要的数据支撑.