核设施一维土层地震反应分析中的参数不确定性

本文概述了一维土层地震反应分析等效线性化方法评价结果不确定性研究的进展,比较了中美两国核设施土层地震反应分析中参数不确定性的处理方法。基于实测数据,令参数随机变化,建立土层剖面模型,采用随机振动理论方法,分析了土层动力特性、剪切波速、基岩地震动输入界面对评价结果的影响。结果表明,土层剪切波速的不确定性对评价结果影响最大,主要表现为加速度反应谱平台段的延长。对比参数随机变化模型和最佳估计模型的计算结果可知,随机振动理论反映了土层对基岩地震动的影响,将随机模型分析结果的中值加减1倍标准差基本可以包络最佳估计模型的分析结果。     

一维场地地震反应分析中的不确定性研究

在工程场地地震动的研究中 ,一维场地地震反应计算是一种常用的方法 ,但在计算模型、土层参数和输入地震动等环节上均存在不同程度的不确定性。本文较系统地回顾与总结了有关场地地震反应分析不确定性研究的历史和现状 ,在此基础上重点研究了土参数不确定性对场地地震反应分析的影响。本项研究首先探讨了土层剪切波速、厚度、密度以及非线性特性等的不确定性问题 ,在详细讨论分析以往的统计结果和计算方法的基础上 ,给出了土参数不确定性模型的合理估计 ,建立了土参数随机分布模型。考虑到一次二阶矩方法的精度不高 ,而且一般只适用于小参数…     

场地地震反应分析中的不确定性及其处理方法

系统地研究了场地地震反应分析中的不确定性及其产生的根源．利用蒙特卡洛法的有关理论,对影响场地地震反应分析结果的不确定性因素进行了估计与分析．实际应用结果表明,该方法是可行的,而且精度较高     

随机场地条件对土层地震反应分析的影响

本文以宝鸡市和西安市地震小区划工作中获得的大量实测资料为基础,建立了一维随机土层结构模型,应用随机振动的理论和摄动法,就随机场地条件对土层地震反应分析的影响进行了初步的研究和讨论。结果表明,土壤力学参量的随机性对于土层地震反应分析的影响是不可忽略的,一般情况下,可造成土层地震反应分析的方差发生20%左右的变化,也可使土层结构的自振频率发生15%—40%左右的变化。因此,人们应当对土壤力学参量的随机性给予足够的重视。     

青藏铁路多年冻土区桥墩随机地震反应分析

利用随机振动理论和动力分析的有限元方法,将场地地震动考虑为均值为零的高斯平稳随机过程,对青藏铁路多年冻土区典型桥墩进行了随机地震反应分析,计算了9度地震作用下桥墩随机地震响应的统计特性,分析了冻土层对桥墩地震反应的影响。研究结果表明,冻土层对桥墩地震反应具有显著影响。     

核设施地震危险性分析方法研究

福岛核事故揭示了外部自然灾害引发严重核事故的可能性,为核工程界敲响了警钟。因此,对我国运行和在建核电厂址逐步开展了抗震裕度评价(SMA)或地震概率安全评价(SPSA)工作。本文针对地震危险性分析在核工程应用中存在的问题,从设计基准地震动的确定、核电厂地震概率安全评价、超设计基准地震动安全分析3个方面进行了研究。设计基准地震动确定方面,目前存在的主要问题是某些核设施厂址确定论方法和概率论方法评价结果的显著差异。本文以我国的一些核电厂址为例,分析了确定论和概率论方法评价结果的控制性因素,分析结果表明,反应谱的周期较小时,主要受距厂址较近的发震构造(地震构造区)、潜在震源区控制;随着反应谱周期的增大,距厂址较远的区域性发震构造、高震级潜在震源区的影响逐步增大。通过分解变量MRs对地震动年平均超越概率(HT4)的相对贡献,给出了变量的边际分布和联合分布,说明了变量的分布特征,指出了评价结果差异的主要影响因素为单位面积上高震级档地震年平均发生率和衰减关系的截断水平。根据核设施结构基于性能抗震设计方法的应用要求,以地震引起堆融的年平均概率为目标,推导了反应谱调整系数公式,根据推导结果和中美两国厂址地震危险性曲线变化趋势的对比分析,建立了适用于我国的核设施结构抗震设计反应谱调整系数的近似公式。核电厂地震概率安全评价中的主要问题是概率地震危险性分析中的不确定性处理和表达。论文分析了地震动预测模型截断水平对概率地震危险性分析结果的影响,讨论了厂址地震危险性分析结果的分布形式;验证了随机振动理论方法的适用性,采用随机振动理论方法研究了土层地震反应分析中土层剖面模型参数的不确定性对评价结果的影响;介绍了美国中东部地区概率地震危险性分析认知不确定性处理采用的逻辑树方法,实现了逻辑树模型中多方案的权重确定方法,讨论了该方法的适用范围。关于认知不确定性处理,针对逻辑树模型在实际工程应用中存在的逻辑问题。基于稳定大陆地区最大震级和高震级档地震年平均发生率的研究进展,随机生成完整的地震目录,从中进行小样本抽样,分析了6值和高震级档地震年平均发生率的分布范围,研究了逻辑树模型中相互关联节点分支间的组合问题。根据稳定大陆地区最大震级先验分布的研究成果,利用破坏性地震目录计算似然函数,采用Bayesian方法,初步估计了对我国内陆核电厂址有重要影响的长江中游地震带最大震级的分布。关于抗震裕度评价中的抗震裕度地震确定问题,分析了我国核电厂址的地震危险性背景和不同堆型的抗震设计特点,以某核电厂址为例,采用多种方法确定了抗震裕度地震。根据分析计算结果,按照抗震裕度评价的目的、厂址地震危险性特征、堆型的抗震设计特点,给出了适用的方法和抗震裕度地震谱型。     

中硬场地对华北地区不同地震环境地震动反应谱的影响

<正>以华北地区典型中硬工程场地为研究对象,运用一维等效线性方法进行土层地震反应分析计算,研究中硬场地对不同地震环境地震动反应谱的影响。采用地震危险性确定性分析方法得到的基岩反应谱作为输入地震动,收集华北地区中硬场地的钻孔资料、剪切波速及动三轴土样试验资料,并挑选典型的钻孔建立土层模型,进行大量的土层地震反应分析计算,从而得到多种地震环境下不同周期反应谱值的土层反应分     

天津软弱土场地土层地震反应实例分析

对场地土层地震反应分析的主要方法进行介绍,在天津软弱土场地（Ⅳ类场地）上分别采用等效线性化和逐步积分的方法进行土层反应,并把土层反应得到的结果与天津地区Ⅳ类场地上的实际强震记录对比,发现等效线性化方法适用于天津软弱土场地土层地震反应。对软弱土场地土层地震反应结果进行分析,把该结果与GB50011—2010《建筑抗震设计规范》中相应的参数进行对比,分析两者之间的差别,为天津软弱土场地的抗震设防提供合理的建议。     

土层平均剪切波速确定及其可靠性验证——基于钻井台阵强震动记录

震害资料显示,场地条件对地震动特性以及工程结构破坏程度影响显著。为减少因场地效应而造成的经济损失和社会影响,在进行场地地震反应分析时,需最大限度地减小因场地土层模型参数的不确定性引起的地震动评估偏差,为工程结构地震反应分析选取并生成适当的地震动输入。随着强震动观测技术的逐渐发展,大量可靠的钻井台阵记录为地震过程中场地观测点的动力反应提供了直接数据。以美国加州地区La Cienega钻井台阵强震动观测数据为基础,利用互相关函数,对不同强度地震作用下场地土层的平均剪切波速进行分析,并在此基础上,以Cyclic 1D为模拟平台,建立一维自由场地地震反应有限元分析模型。分析结果表明：通过钻井台阵地震动观测数据识别,得到场地平均剪切波速,能够反映该场地的动力特性,数值模拟计算结果和台阵地震动记录基本吻合,可为数值模型参数选取提供依据。     

地震反应心理的调查与研究

本文对近三百人进行了多项目的地震反应心理调查,并在此基础上探索了应用灰色系统理论分析和研究地震反应心理的方法。对地震反应心理的六个子系统进行了灰色关联分析,从而为地震社会学的研究找到了一条新的途径。本文还提出了反应指数的概念,并给出了以反应指数为基础变量的地震反应等级的模糊集A~i,这是应用模糊集合理论研究和处理地震社会学中一系列重要而又包含众多模糊性问题的基础。     

公路桥梁地震易损性分析的研究综述与展望

为了促进桥梁结构地震易损性分析在我国的发展和应用,详细论述了公路桥梁地震易损性分析方法在国内外的研究现状、存在的问题和发展方向。首先,对国内外常用的桥梁地震易损性分析方法进行分类,归纳了每种方法的适用性,总结了桥梁地震易损性研究在我国的发展历程和研究现状;其次,根据采用的参数估计方法的不同,将理论地震易损性函数分为四种类型,介绍了每种易损性函数的建立过程和优缺点。最后,指出了该领域尚且存在的一些问题和有待研究的方向。研究结果表明,易损性分析能很好地考虑桥梁抗震设计中存在的不确定性问题,对基于性能桥梁抗震设计的发展具有重要的意义。     

地基土的随机地震反应的一个解法

利用连续线性系统的随机振动理论,研究非均匀地基土层地震的动力反应问题。假定土层的剪切模量随深度线性变化,得到土层的最大位移反应的均值和方差。引入结构微分算子,采用模态叠加法进行反应分析,与普通的分离变量法相比较,此方法概念明确、步骤简单。     

剪切波速对场地地表地震动参数的影响TPF

本文以江淮地区典型场地资料为原型,将土层剪切波速实测值按照一定比例进行增减,构造多种场地土层地震反应分析模型,选择Taft、E1centro 和Kobe 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进行了土层地震反应分析。研究结果表明,剪切波速的变异性与场地地表地震动的影响程度与输入基岩地震动的频谱特性、幅值、土层结构等因素有关。地表峰值加速度随着剪切波速的增大而逐渐增大,地表加速度反应谱的特征周期随着剪切波速的增大而逐渐减小。     

基于蒙特卡洛方法的剪切波速误差影响分析

场地土层剪切波速测试不可避免会存在误差,误差达30%左右。目前,在对剪切波速误差对土层地震反应计算影响的研究中,设计波速误差或者设计土层模型的方式偏于理想化。为更接近现实情况,本文基于实测土层模型,用蒙特卡洛方法研究剪切波速误差对土层地震反应计算结果的影响。本文搜集并建立了均匀分布在山东地区的132个场地计算模型,涵盖了山东境内分布广泛的Ⅱ类场地和Ⅲ类场地。根据蒙特卡洛随机模拟原理,对每一场地计算模型,在实测剪切波速值30%的偏差范围内随机生成100组剪切波速值,分别进行土层地震反应计算,分析反应谱值、反应谱平台值和特征周期的变化。研究表明,30%以内的随机波速误差会导致某些周期处的反应谱的变化达30%以上,其对反应谱平台值最大的影响大多在10%~50%之间,对Ⅱ类场地特征周期的最大影响大多在0~50%之间,对Ⅲ类场地特征周期的最大影响大多在20%~90%之间。     

剪切波速对场地地表地震动参数的影响

本文以江淮地区典型场地资料为原型,将土层剪切波速实测值按照一定比例进行增减,构造多种场地土层地震反应分析模型,选择Taft、E1centro和Kobe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进行了土层地震反应分析.研究结果表明,剪切波速的变异性与场地地表地震动的影响程度与输入基岩地震动的频谱特性、幅值、土层结构等因素有关.地表峰值加速度随着剪切波速的增大而逐渐增大,地表加速度反应谱的特征周期随着剪切波速的增大而逐渐减小.     

基岩地震动相位特性对土层地震反应影响分析

以上海地区某实际工程为例,采用一维等效线性化方法,计算了不同随机相位特性的人工合成基岩地震动时程输入下的土层地表地震反应。计算结果表明:计算得到的地表加速度峰值和反应谱值相对极差较大,故地震动相位特征对土层地震反应的影响不可忽略;相应的地表峰值和反应谱值变异系数在5%~8%范围附近振荡变化,故离散度并没有随着基岩反应谱值的增大或者周期的增大而有规律的增大或减小。进一步,采用统计学方法计算给出了土层地震反应所需不同随机相位基岩时程的样本容量。     

场地类型对反应谱平台值的影响

文中在总结一些学者研究基础上,利用土层地震反应分析的一维等效线性化波动方法,以建筑抗震设计规范规定的反应谱为目标谱,合成不同加速度峰值和特征周期加速度时程曲线共28条,将其作为土层地震反应分析的输入地震动,选取和构造了四种场地类型的225个土层剖面,计算了不同土层剖面在不同地震动输入下的设计反应谱的平台值.基于统计分析...     

轨道交通地下结构抗震设计相关反应加速度法分析

通过梳理轨道交通地下结构抗震设计流程,明确抗震设计方法选择的原则和依据。在阐明反应加速度法基本原理基础上,引出土层地震反应分析的一维等效线性化法,并对影响土层地震反应计算结果关键参数进行讨论。针对一维土层地震反应得到的加速度时程提出合理拟合抛物线型二阶基线方程,可以消除加速度时程长周期随机分量引起的漂移问题,经自然积分可以得到消除基线漂移的位移时程;同时阐明数值分析软件Origin Pro有效解决积分得到位移时程的基线漂移问题并得到合理位移分布的途径和方法。以北京地铁3号线体育中心站为例,详细说明反应加速度法相关各个技术环节实现的方法和结果,并指出反应加速度法或位移法所依据的土层地震反应分析和位移时程的确定具有较强专业性,应做专项咨询分析工作;只有一维土层地震反应分析获得的加速度反应谱及时程客观合理,有限元计算所需相应地震动水平的等效剪切模量才可信;积分得到的位移时程需要有效消除基线漂移影响。只有上述相关结果真实客观可信,有限元计算结果才能模拟真实的土层-地下结构地震反应。     

关于利用一维波动理论计算土层地震反映传递函数的计论

对利用一维波动理论计算土层地震反应时，将基岩假为具有自由边界的半无限空间，输入地震记录，计算传递函数，进而计算土层的表震反应这一方法步骤的合理性进行了讨论。理论推演表明，从基岩面输入地震记录和计算传递函数时，应当考虑基岩和上覆土层的相互作用影响。     

汶川地震中远场深覆盖土层动力反应分析

对上海佘山地震台在汶川地震中测得的基岩波地震记录进行频谱特性分析,然后以同济大学教学科研综合楼场地土层为研究对象,应用水平成层土层地震反应的一维有限元方法,分析该深覆盖场地在这一实测地震记录作用下的动力反应,并将其与同济大学强震监测台在汶川地震中获得的地表波记录进行对比。结果表明：汶川地震的远场地震动记录中,基岩波的长周期卓越性比地表波更为明显;而在土层剪应变为10-6~10-4的小变形阶段,《上海市地震动参数区划》中给出的各类土壤的阻尼比建议值明显偏小。最后,对阻尼比的修正进行了一些探讨。