Optimum multiple tuned mass dampers for structures under the ground acceleration based on the uniform distribution of system parameters

The five MTMD models, with natural frequencies being uniformly distributed around their mean frequency, have been recently presented by the first author. They are shown to have the near‐zero optimum average damping ratio (more precisely, for a given mass ratio there is an upper limit on the total number, beyond which the near‐zero optimum average damping ratio occurs). In this paper, the eight new MTMD models (i.e. the UM‐MTMD1～UM‐MTMD3, US‐MTMD1～US‐MTMD3, UD‐MTMD1 and UD‐MTMD2), with the system parameters (mass, stiffness and damping coefficient) being, respectively, uniformly distributed around their average values, have been, for the first time here, proposed to seek for the MTMD models without the near‐zero optimum average damping ratio. The structure is represented by the mode‐generalized system corresponding to the specific vibration mode that needs to be controlled. Through minimization of the minimum values of the maximum dynamic magnification factors (DMF) of the structure with the eight MTMD models (i.e. through the implementation of Min.Min.Max.DMF), the optimum parameters and values of Min.Min.Max.DMF for these eight MTMD models are investigated to evaluate and compare their control performance. The optimum parameters include the optimum mass spacing, stiffness spacing, damping coefficient spacing, frequency spacing, average damping ratio and tuning frequency ratio. The six MTMD models without the near‐zero optimum average damping ratio (i.e. the UM‐MTMD1～UM‐MTMD3, US‐MTMD1, US‐MTMD2 and UD‐MTMD2) are found through extensive numerical analyses. Likewise, the optimum UM‐MTMD3 offers the higher effectiveness and robustness and requires the smaller damping with respect to the rest of the MTMD models in reducing the responses of structures subjected to earthquakes. Additionally, it is interesting to note, by comparing the optimum UM‐MTMD3 with the optimum MTMD‐1 recently investigated by the first author, that the effectiveness and robustness for the optimum UM‐MTMD3 is almost identical to that for the optimum MTMD‐1 (without inclusion of the optimum MTMD‐1 with the near‐zero optimum average damping ratio). Recognizing these performance benefits, it is preferable to employ the optimum UM‐MTMD3 or the optimum MTMD‐1 without the near‐zero optimum average damping ratio, when installing the MTMD for the suppression of undesirable oscillations of structures under earthquakes. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

冲绳海槽南部沉积层序的粒度特征

对取自冲绳海槽南部的A2 3孔经前处理后的沉积物样品进行了粒度测试,探讨了陆源沉积层序的粒度特征。沉积物平均粒径、分选系数、偏态、峰态等粒度参数的变化显示出A2 3孔的沉积层序以 4 0 0cm为界可分为上、下两段,下段各参数稳定,代表了比较稳定的水动力条件的沉积环境;上段则波动较大,小规模浊流沉积频繁发育,暗示了不稳定的沉积环境。浊流层内粗粒与细粒组分含量及粒度分布的变化具有明显的规律性。通过分析A2 3孔陆源沉积层序的各沉积参数特征,认为冲绳海槽南部的沉积环境和动力在时间尺度上有较大的变化,东海陆架物质向南部海槽的输运可能是以峡谷为通道的重力作用引起的床底沉积作用为主。另外,对陆源碎屑和全样粒度结果的对比,显示了前处理方法对于海洋沉积物粒度分析的重要性.     

基于GPS基准站网的GPS测量

采用基于GPS基准网的GPS测量可以提高GPS测量的可靠性和准确性 ,可以消除和减小GPS测量观测值中与时间和空间相关的大气误差和轨道误差的影响 ,使中、长距离快速静态定位和RTK动态定位成为现实 ,还具有可直接得到WGS84Z坐标等优点。本文介绍基于GPS基准站网的GPS测量 ,简要地论述GPS虚拟参考站法VRS和区域改正数法FKP的原理、方法和特点 ,以及目前实施中存在的一些问题     

重塑非饱和粘土抗剪强度参数与饱和度的关系研究

土的饱和度是基于水分状态和密度状态的一个衍生变量。存在因应水分状态变化和因应密度状态变化的两类饱和度变化过程。根据23组不同水分状态和密度状态的UU三轴压缩试验结果,讨论了重塑非饱和粘性土抗剪强度参数与饱和度的关系。数据分析表明:粘聚力与水分状态相关的饱和度的关系是强非线性的,与密度状态相关的饱和度的关系是准线性的。内摩擦角与水分状态相关的饱和度的关系是强非线性的,与密度状态相关的饱和度的关系是弱非线性的。     

新一代天气雷达观测的福建夏季对流云特征

2001年和2002年7～9月利用福建省建阳市和龙岩市二部新一代天气雷达对福建夏季对流云进行系统的观测.通过对观测资料的统计分析和实例分析得到不同类型福建夏季对流云的生命史、尺度、强度等特征;多单体合并对流云液态水总量最大,发展-成熟阶段平均值达4.8×109 kg,是福建夏季对流云中最重要降水云型;对流云发展的不同阶段,不同高度层辐合辐散特点.这些结果为进一步研究夏季南方对流云结构、降水原理提供科学依据.     

中-吉-乌铁路(中国段)设计洪水的研究

根据中—吉—乌铁路(中国段)沿线近10个水文观测站40多年(建站一2000年)最大洪峰流量资料，对中—吉—乌铁路(中国段)最大洪峰流量设计值进行系统的研究。应用统计学导出的P—Ⅲ分布，预测了中—吉—乌铁路(中国段)最大洪峰流量不同概率设计值。这对于中—吉—乌铁路(中国段)工程设计和施工及未来铁路养护等具有重要的科学意义和工程价值。     

最不利设计地震动研究

实际记录到的真实地震动在工程结构的抗震研究、分析和设计中往往作为一种施加到结构上使结构振动，直至破坏的地震荷载．如何合理选择真实的地震动记录作为研究结构地震反应的输入，一直是国内外抗震研究和设计中引人关注的重要问题．本文首先提出了最不利设计地震动的概念；然后在收集到的国内外5000余条被认为有重要意义的地震动记录基础上，利用综合估计地震动潜在破坏势的方法，对４种场地类型分别给出了长周期、短周期和中周期结构的国内外最不利设计地震动；最后通过几类不同结构的地震反应分析，初步验证了本文所确定的最不利设计地震动的可靠性和合理性．      

长江流域一次暴雨过程中的不稳定条件分析

文中分析了 1998年 7月 2 0～ 2 3日发生于长江流域的持续性降水和暴雨过程 ,在分析大尺度降水和中小尺度暴雨相对应的环流场和天气实况的基础上 ,主要分析相应大气层结的对流不稳定和条件性对称不稳定条件 ,并对切变线上涡层不稳定做了重点介绍和分析 ,计算了条件性对称不稳定判据和涡层不稳定判据。结果表明 :降水期间大气低层有对流不稳定和对称不稳定能量的积聚 ,在这两类不稳定条件都基本满足的情况下 ,涡层不稳定的维持对此次降水过程中暴雨的发生提供了有利的不稳定环境场 ,具体的计算分析还表明环境场的配置制约着切变线上低涡扰动的发展 ,是造成降水的重要原因之一。     

华南中尺度暴雨数值预报的不确定性与集合预报试验

利用非静力MM5模式,分析了不同积云对流参数化方案对华南暖区暴雨数值预报的不确定性影响,进行了中尺度暴雨模式扰动集合预报试验。不同对流参数化方案的对流凝结加热引起不同的局地温度扰动,通过大气内部的热力动力过程,导致垂直速度的差异,进而影响网格尺度和次网格尺度降水时间、地点和强度。后续降水再通过凝结潜热释放形成新的扰动源。不同积云对流参数化方案还可引起扰动源能量传播方式不同,最终使模拟大气的动力和热力结构有差异。针对物理过程的不确定性,使用两种模式扰动方法构造集合预报扰动模式,第一种方法是随机组合不同积云对流参数化方案和边界层方案,第二种方法是扰动Grell积云对流参数化方案中主要参数振幅。集合预报结果表明,第一种方法的集合预报效果优于第二种方法,仅扰动参数振幅值似乎还不足以反映华南暴雨预报的不确定性。单一的确定性预报在暴雨落区和强度方面的可信度不稳定,集合产品能给华南暴雨过程提供更有用价值的指导预报,具有较高的应用价值。     

孟加拉湾季风爆发对南海季风爆发的影响Ⅰ:个例分析

利用南海季风试验分析场和NCAR向外长波辐射通量(OLR)资料研究了1998年孟加拉湾季风和南海季风爆发期间副热带环流的大尺度和天气尺度特征,探讨了孟加拉湾季风爆发与南海季风爆发之间的物理联系及孟加拉湾季风气旋的对流凝结潜热释放对副热带高压“撤出”南海的影响。结果表明,1998年5月爆发的东亚季风展现出典型的从孟加拉湾地区东传发展到南海地区的过程。随着孟加拉湾季风爆发和对流活动增强、北移,南海北部出现了低层西风和对流活动,领先于副热带高压在南海地区减弱和撤退。结果还显示南海北部地区的对流凝结加热有助于该地区经向温度梯度的反转,在热成风关系的制约下南海上空副热带高压脊面的垂直倾斜由冬季型转向夏季型,季风爆发。