两结构高效阻尼控制体系试验研究

本文通过模拟地震动振动台试验，研究了两个相邻结构模型的地震响应，结构模型采用一种高效阻尼装置(High Efficient Damper for Multi—Structure System即HEDMS)连接。非线性时程分析与振动台试验结果都证明了该阻尼装置能高效发挥软钢阻尼器的耗能能力，从而显著减轻两结构模型的地震响应。同时，研究还指出了进行阻尼装置设计时应该注意的一些问题。     

强震地面运动的超随机特性研究

简述了几种常用的地震动平稳随机模型，这几种地震动平稳随机模型的功率谱是一组光滑的函数，相应的自相关函数基本上是指数衰减的振荡函数，且很快衰减到零；但是真实地震动的归一化自相关函数则有一较显著的随机噪声项，这个随机噪声的幅值为0．15左右，这就是本文中所说的超随机特性。目前常用的地震动平稳随机模型没有考虑这个随机噪声项及其对结构反应的影响。本文将真实地震动的自相关函数分解为一确定性函数和一随机噪声的叠加，并对自相关函数中的噪声部分进行了分析，得出两条重要性质。本文的研究结果表明地震动加速度时程的平方和(SS)比峰值加速度(PGA)更好地量度了地震地面运动强度。由于归一化自相关函数的随机噪声部分所对应的功率谱的随机波动成分对频率的积分为零，即归一化自相关函数的噪声部分对地震动总功率或平方和的贡献为零，因此自相关函数的随机噪声项对地震动的幅值影响不大，但自相关函数的随机噪声项明显改变了地震动功率谱在频域上的分布特征，因此会对结构反应产生一定的影响。由于篇幅所限详细内容将在下一篇文章中作进一步探讨。     

某隔震结构动力特性的理论分析与脉动测试

本文针对国内最大单体隔震建筑建立了SAP2000三维分析模型,并进行了动力特性的理论分析;现场对实际建筑进行了平移振动、扭转振动、垂直振动和平面内弯曲4个方面的脉动测试。利用工程振动反演理论分析了该结构的固有频率、振型、阻尼等动力特性,将实测结构动力特性与理论分析结果进行比较,详细分析实测结果与理论结果差别的原因,并据此对理论模型进行修正,为今后类似结构的设计积累了资料。     

对若干地震动包线函数的比较分析

对已经提出的四种经常使用的包线函数模型进行了评价,认为对于评价单峰点包线函数,除了要求形式简单以外,其优劣可以用函数对峰点位置和高峰隆起程度的控制能力作为标准。借助结构动力试验中阻尼比的确定方法,提出用平稳度指数来评价单峰点包线函数平缓程度。据此对四种包线函数的平稳度进行了分析,还对某些包线函数提出了一些改进。通过分析指出如果把“金井清谱”和“Penzien谱”等模型,看作是时间域中包线,这两个模型的调节能力都很强,而且比较方便,其中“Penzien谱”模型可以用来表示具有两个峰点的包线。文中的比较分析结果可以用于地震动包线函数选择和模拟。     

典型振动信号时-频分析方法研究

首先对比较简单的单分量信号和多分量信号进行时-频分析,对比了不同时-频分析方法(STFT、WD、Hilbert时-频谱分析、连续小波分析)的分析精度。结果表明对单分量信号和可以分解为若干单分量信号叠加的多分量信号,Hilbert时-频谱分析精度最好,WD和STFT次之,连续小波变换的精度最差;由于Hilbert时-频谱分析和WD方法要求信号为单分量信号或可以分解为若干单分量的信号,故其不适用于复杂信号的时-频分析;对多分量信号,STFT时-频谱较连续小波时-频谱精度高些。需要指出的是,当使用STFT方法时,取不同的窗参数,STFT的时-频分析精度相差很大,必须使用合适的窗参数,以取得较好的分析效果。此外还对El Centro波的两水平分量和人工合成的地震动进行了时-频分析,虽然STFT的时间分辨率和频率分辨率存在矛盾,但它对信号的适应性最强,对复杂信号的时-频分析精度一般可以满足需要,而连续小波变换进行信号的时-频分析时,时-频分辨精度最差,且对于大于30Hz的频率分量,随频率的增加,时-频分析的效果和精度迅速变差,说明小波变换并不适合于做时-频分析,尤其对于高频信号,用连续小波变换得到的时-频谱图看起来很粗糙,而且很难准确解释。进一步对比了真实地震动和人工地震动的时-频分布,认为用胡聿贤教授合成人工地震动的方法合成的地震动在时-频域上的分布和真实地震动相似。     

基于小波变换的地震动时-频特性研究

对美国NGA,采用一维连续小波变换得到每条记录的小波功率谱。研究了任意时间处小波功率谱最大值所对应的主频率。结果表明:地震动主频率随时间的增大逐渐减小;竖向地震动分量的主频比水平向分量随时间减小更快。分别采用线性函数模型、指数函数模型和指数三角函数模型,分析了场地、震级和震中距对主频变化曲线的影响,拟合了主频率在不同场地条件、震级、震中距等情况下随时间的变化曲线,水平向和竖向的频率时变曲线整体上都是随时间递减的,且竖向衰减得更快些,大多数情况下竖向记录的高频成分比水平向记录的相应成分要多。     

重庆荣昌及邻区中强震前后构造应力场变化特征

分布于某一区域内的多个地震的P波初动方向记录的总和包含着该区域的构造应力场的状态和地壳介质的某些信息,通过多个地震的P波初动方向求小震综合断层面解可以了解当地构造应力场的状况.本文依据2000年1月—2017年4月共69个地震台站记录的数字地震波形资料,选取具有清晰的P波初动的记录,利用格点尝试法计算重庆荣昌及邻区中强震前后不同时间段的小震综合断层面解,通过大量的不同时段的综合断层面解寻找在时间上稳定的空间规律性,由此推断出该区构造应力场的方向特征,从而分析其局部构造应力场特征.研究结果表明:研究区域内中强震孕震过程中的孕震应力场有增强趋势,利用P轴转向可以得到孕震信息.此外,地震后一段时间内求解得到的小震综合断层面解中的P轴方向一旦背离背景构造应力场,在这个应力场调整过程中会发生多次3～4级地震,但不会有4级以上的地震发生,而4级以上地震的发生要在应力场调整到与背景构造应力场方向一致以后才会重新开始孕育,这一规律能够为今后重庆地区中强地震的发生提取有用的地震前兆信息,在中强地震预测方面具有一定的参考价值.     

1856年重庆小南海地震地质灾害成因探讨

基于课题调查研究,解析历史地震记载和小南海地震遗址的现存形迹,梳理前人的认识,推算重力崩塌的势能及其相当的地震震级,探讨几种可能的地震地质灾害成因,同时也提出其他可能的诱发因素,认为小南海地震地质灾害可能是多次构造地震叠加的结果,也可能是纯粹的山体自然坍塌形成的塌陷型地震,而彻底揭开小南海地震地质灾害谜团还需人类科研实践的进一步发展,也需要更广泛学科的共同探讨。     

双向地震作用下锯末混合土场地动力特性分析

在北京工业大学振动台台阵系统上开展了一系列锯末混合土地基自由场振动台模型试验,试验中模型箱采用装配式连续体刚性模型箱,试验中输入地震动时程采用El Centro地震动记录、Taft地震动记录和天津地震动记录,地震动输入方向分为水平单向和水平双向。文中,重点考察了双向地震动输入下锯末混合土模型场地的动力特性及其变化规律,主要指标包括模型场地地震动反应的峰值加速度及其动力放大系数、加速度时程及其傅氏谱。试验结果表明:随着输入地震动强度的增大,同一测点反应的峰值加速度总体上在增大,而其加速度动力放大系数总体上呈现减小的趋势,反应的频谱组成从较高频率向较低频率移动;双向地震作用下锯末混合土模型场地的动力变化规律与单向地震作用下较为一致。     

考虑超随机特性的人工地震动合成

文中根据自相关函数随机噪声部分的2个重要性质提出了自相关函数随机噪声部分的迭代生成算法,并给出了以确定性自相关函数为目标函数,考虑随机噪声部分影响的人工合成地震动方法.本文的研究结果表明地震动加速度的平方和（SS）比峰值加速度（PGA）更好地量度了地震地面运动强度.文中用蒙特卡罗方法分析了自相关函数噪声项对人工合成地震动幅值和反应谱的影响：由于自相关函数的随机噪声项对地震动总功率或平方和的贡献为0,因此随机噪声项对合成地震动幅值的影响不大,但由于自相关函数随机噪声项明显改变了地震动功率谱在频域上的分布特征,使原本光滑的平均反应谱出现了明显的波动,从而在一定程度上提高了平均反应谱的峰值,使自相关函数噪声部分对平均反应谱也有一些影响.