地震动场地调整系数研究

回顾总结了近20年国内外关于地震动场地调整系数的主要研究成果,重点分析强震动观测和数值理论方法在考虑场地条件对地震动参数影响方面的效果,总结各类方法的适用性和优缺点,结合国内外相关规范条文对比分析国内外的主要成果,得出我国软土的场地调整系数值小于国际水平,并进一步分析了造成这种差异的原因。最后基于目前国际地震区划工作的发展趋势以及各行业相关规范的新技术需求,对新一代区划图的研究工作进行了展望。      

近断层速度脉冲的地震动特性研究

在搜集了大量近断层具有速度脉冲的记录后，对有速度脉冲和无速度脉冲的记录的反应谱和特征周期进行了对比，将近断层记录的反应谱与我国规范标准反应谱进行了比较， 还将各次地震有速度脉冲记录的反应谱和特征周期与规范标准谱及规范给出的特征周期进行了比较. 通过比较可知，在长周期段（大约在1.5 s以后），有速度脉冲记录的反应谱值要比无速度脉冲记录的反应谱值大；计算特征周期时，对于近断层记录，T1和T2有后延的趋势， 采用不固定频段的方法计算更加合理； 无论是相对我国规范的Ⅰ类还是Ⅱ类场地， 有速度脉冲记录的特征周期比规范中给出的值都要大，均在规范值的2倍以上.      

相邻地形对地震动特性的影响分析

基于采用透射人工边界的显式动力有限元方法,研究了相邻凸起地形对地震动反应谱特性的影响,分析了相邻凸起之间距离的变化对地形效应的影响。研究结果表明:1与单一凸起地形对地震动的放大效应相比,相邻地形的存在对地震动反应谱谱比曲线的形状影响不大,但对谱比的值具有较大影响,而且其影响程度的大小与地表观测点的位置有关;2相邻凸起地形的存在对凸起平台段中点地震动高频成分的放大效应影响较大,随着相邻凸起之间距离的增加,该影响逐渐减弱,多个相邻凸起构成的组合地形对地震动的放大效应逐渐接近单一凸起地形。     

基于希尔伯特变换的非平稳地震动模拟方法的验证

基于希尔伯特变换的非平稳地震动模拟方法能够生成一系列地震动样本,具有与给定天然地震动相似的非平稳特征. 该方法在模拟天然地震动时域波形的形态和能量的时频分布方面,效果非常显著且已得到验证. 本文以理想单自由度体系弹塑性地震反应为基础,深入验证该方法在模拟天然地震动对结构影响效应方面的效果. 研究结果表明,该方法能够较好地模拟天然地震动的工程特性,其生成的地震动样本的峰值特性及其引起的结构弹塑性地震响应具有与天然地震动相似的特征.      

凸起地形对地震动特性的影响

采用基于ABAQUS平台的显式有限元动力学分析方法,结合人工黏弹性边界理论,研究了局部凸起地形对地震动特性(包括反应谱、峰值加速度、峰值速度和峰值位移等)的影响,分析了台地宽度对地形放大效应的影响.结果表明:凸起地形平台段空间点地震动受地形效应影响较大,在零阻尼条件下,其谱比曲线呈双峰特点,.8—0.9s的中长周期段谱比达到一个较大值1.6,在0.08—0.09s的高频段谱比超过2.0,且最大值出现在平台中点;对于凸起地形斜坡段,在大部分周期点处,顶点的谱比高于其它斜坡点,而且在周期超过0.4s的频段,斜坡段观测点的谱比表现出较明显的规律性,即越靠近顶点的观测点,其谱比值越大;坡底段地表不同观测点的谱比基本在脚点与计算边界点(人工边界点)对应的谱比值之间变化,在不同的频段均表现出较明显的规律性.凸起地形平台段宽度对地震动高频成分的放大效应具有较大影响,但只局限在一定的宽度范围内,随着宽度的增大,其对地形放大效应的影响逐渐减弱. 此外,台地宽度的变化对地震动峰值加速度的放大效应有一定的影响,而对峰值速度、峰值位移的放大效应的影响则不明显.      

圆弧状多层沉积谷地在平面P波入射下稳态响应的解析解

利用波函数的FourierBessel级数展开法,给出了含任意多个圆弧状沉积层的谷地在平面P波入射下稳态动力响应的解析解.并以具有三个沉积层的谷地为例,在宽频范围内,利用稳态地面运动幅值的空间分布,讨论了谷地中沉积介质的成层性对地面运动的影响.     

基于不同破坏指数的建筑物震害预测不确定性分析

结构地震破坏指数是将结构地震破坏程度进行量化的指标,其应用领域十分广泛。本文针对建筑结构震害预测工作,选取了7种典型的破坏指数,分别以5层和17层钢筋混凝土结构为模型,计算了在给定地震动作用下,结构模型对应于每个破坏指数的结构震害等级。计算结果表明:由于选取的破坏指数以及相应的破坏等级划分不同,建筑物的震害预测结果会存在较大的差异,尤其在接近设防烈度的地震作用下,建筑物的震害预测结果存在很大的不确定性。     

圆弧状多层沉积谷地在平面SV波入射下的动力响应

利用波函数的Fourier-Bessel级数展开法,推导出了含任意多个圆弧状沉积层的谷地在平面SV波入射下稳态动力响应的解析解,并分析了该级数形式的解析解随着截断项数的收敛问题.其结果表明,该级数解能够在一个非常宽的频带范围内收敛;通过在简化条件下与现有其他解析解的比较,验证了该解析解的正确性;并利用该解析解,以稳态地面运动的位移幅值和相位差为基本参数,在一个较宽的频带范围内讨论了谷地中沉积介质的成层性对地面运动的影响,其结果表明对于多层谷地而言,当入射波频率较高时,散射波之间的干涉显著并且出现了能量聚焦现象.     

圆弧状凹陷地形对平面SV波散射问题的宽频带解析解

利用波函数的Fourier-Bessel级数展开法,推导了具有不同深宽比的圆弧状凹陷地形对入射平面SV波二维散射问题的解析解。区别于现有其他解析解,利用柱函数的渐近性质,使得散射波的待定系数得以直接确定,避免了线性方程组的求解以及相应的高频波入射下的数值计算问题,从而拓展了解析解适用的频带范围。通过与已有解析解的比较论证了该解析解的正确性,并在一个较宽的频带范围内研究了圆弧状凹陷地形对入射平面SV波的散射效应。     

不同阻尼比反应谱的转换关系

不同阻尼比的反应谱的转换关系在我国各类抗震设计规范中有重要应用。以大崎顺彦的转换关系为数学模型,以包含可靠长周期信息的260条基岩记录为基础,进行统计分析,得到新的0.04—10 s的不同阻尼比反应谱的转换关系。新转换关系弥补了4—10 s的长周期部分,并首次考虑了距离对强震持时的影响,可以应用于阻尼比连续变化的反应谱的转换。先对0.04—4 s内的数据回归出结果,与大崎顺彦的结果作对比。然后,再对0.04—10 s内的数据回归出结果,再与大崎顺彦的结果作对比。与大崎顺彦的结果虽有差异,但随阻尼比、震级的增大而基本趋于一致。新的转换关系将为《核电厂抗震设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《电力设施抗震设计规范》等相关规范的制订和修改提供参考。