强震地运动随机过程模拟

详细分析了强震地面运动随机模拟模型的现状，指出了现有模型存在的一些问题．在此基础上，参考近场地震学对震源机制的模拟，给出了一种基岩地震动为有色谱的随机地震动模型．这一模型结合了工程地震学和近场地震学的成果，能较好地反映实际地震动的谱函数，也解决了平动随机模型与转动随机模型之间的不一致性，并且它能方便地利用目前抗震设计的基本参数确定随机模型中的参数，建立起可实际应用的随机地震动荷载设计标准．      

基于随机地震动模型的结构随机地震反应谱及其应用

本文考虑给定地震烈度下地震地面运动的随机过程性，得强震记录统计确定的地震持时和我国地震规范采用的地震地面最大加速度平均值，确定了平稳过滤有色噪声地震动模型的参数；通过大量计算和回归分析，得到了单质点振子均方地震位移的实用计算公式，提出了随机地震反应谱，等效随机地震静荷载及结构地震随机反应和可靠性分析的实用方法，把结构在随机地震动作用下的动力可靠性分析转化成了结构在等效随机地震静荷载作用下的静力可靠     

利用中国数字地震台网宽频带记录研究长周期地震动反应谱特性.

利用65次地震的中国数字地震台网（CDSN和NCDSN）宽频带和甚宽频带(BB及VBB）记录,分别计算了阻尼比=0.005,0.01,0.02,0.05和0.10的基岩水平向相对位移反应谱、相对速度反应谱和绝对加速度反应谱．结果表明,工程上常用的强震加速度记录,不足以给出可靠的长周期地震动反应谱,而CDSN宽频带记录恰恰可以作为强震加速度记录的重要资料补充来源,用于长周期地震动反应谱特性的研究．      

结构模糊随机地震反应分析

抗震结构设计的地震荷载主要取决于预测地震烈度和场地土类别．地震干扰不仅具有明显随机性，而且还具有强烈的模糊性．产生模糊性的原因是由于地震烈度和场地土等级不可能有精确的定义和评定标准所引起的．在对受这种模糊随机地震干扰的结构系统作现实的分析和设计时，必须协调地和合理地处理这种由随机性与模糊性同时引起的不确定性．本文首先建立了地震地面运动的平稳与非平稳过滤白噪声模糊随机过程模型，然后应用我们建立的模糊随机动力系统理论(张跃，1991；张跃、王光远，1993)，提出了单自由度体系和多自由度体系的模糊随机地震反应的分析方法．      

基于小田原试验场地数据的不同基岩输入模型对预测地震动特征的影响研究

随着强震台网的密布及观测记录的增加,为研究各类局部场地地震反应预测模型的合理性提供了有效的参考依据,也使利用强震记录及场地条件研究地震动特征成为可能。选取场地地质参数资料和地震记录数据齐全的日本小田原（Ashigara Valley）盲测试验场地,通过对比不同地震动输入方式及场地反应分析模型,研究地震动特征,分析现有模型的优劣。基于1990年8月5日M5.1强震事件的地表基岩记录和地下基岩地震记录,采用地下台强震记录直接输入、地表基岩台强震记录减半为基底地震动输入、地表基岩台强震记录反演为基底地震动输入作为3种基岩地震动输入。基于局部场地条件分别建立一维等效线性模型、二维黏弹性模型及二维时域等效线性化模型等工程中常用的场地数值分析模型,进行局部场地地震反应分析,预测该盲测场地的地表地震动特征,并与对应的实测强震记录结果进行对比,分析不同基岩地震动输入方式对预测地震动特征及地表土层反应谱特征的影响,重点分析地震动输入、土体非线性、场地横向不均匀性及几何与非线性特征共同作用等因素对地表地震动特征的影响,以期为地表地震动的合理预测提供参考。     

设计用随机地震动的模型及其参数确定

本文假定基岩地震动为“马尔柯夫”有色谱,通过地表覆盖土层的滤波,修正了金井清的随机地震动模型。文中从工程抗震设计的应用角度出发,利用随机极值理论和强震记录统计分析的结果,确定了随机地震动模型的参数(平稳持时、谱强度因子和非平稳强度函数)与地震烈度和场地类别的定量关系以及直接与震级、震中距和场地类别的定量关系。本文提出的随机地震动修正模型和确定的模型参数直接为工程结构的随机地震反应分析和动力可靠性设计提供了初步可用的随机地震动荷载设计标准。     

平稳随机地震地面运动过程模型及其统计特征

地震地面运动过程具有强烈的随机性,应用随机理论对实际工程结构进行地震可靠性分析和抗震设计与加固时都需要建立合理的随机地震地面运动模型,本文选择3种典型的随机地震动模型,即理想白噪声模型、金井清模型和改进的金井消模型,分析了它们的物理概念、频域特征以及适用范围。引入状态向量,建立状态方程．通过复振型叠加法分析了地震地面运动过程的时域统计特性,推导出3种随机地震动模型的相关函数的解析表达式．这些结果可为结构随机地震反应时域分析和抗震可靠性评估提供基础。     

基于有物理意义地表地震动的一致概率法

提出了一种新的基于有物理意义地表地震动的危险性分析的一致概率法．该方法使用的地震动时程与场地周围潜源所发生的地震事件对应,其包络参数、反应谱、最大加速度等均具有明确的物理意义．在不考虑土层反应的情况下,本方法与传统的一致概率法相同．本方法支持用天然地震加速度时程直接输入．合成地震动仅作为缺乏强震资料的一种近似方案．随着场地周围强震资料的不断积累,本方案将更客观地反映场地所处的地震环境．      

汶川地震汉源县城高烈度异常区基岩地震动输入

合理的地震动输入是定量解释震害和烈度异常的基础.以汉源老县城震害为评价基准,确定了汉源老县城高烈度异常区的汶川地震基岩地震动输入.基于汉源老县城周边的九襄、清溪、宜东和乌斯河4个强震台站记录,采用LSSRLI-1程序反演给出了各自台站的水平向基岩地震动;选取汉源县城典型场地,利用LSSRLI-1程序计算给出了不同强震台站基岩地震动作用下的场地地表加速度时程和反应谱,以最可能引起汉源老县城震害的强震台站基岩地震动作为汉源县城的基岩地震动输入.研究结果表明:九襄台站反演的基岩地震动最可能反映汶川地震时汉源老县城的基岩地震动特性,因而用九襄台站的基岩地震动作为汉源老县城的地震动输入解释汉源县城高烈度异常现象是合理的.本文的研究思路为定量解释震害的地震动输入确定提供了重要参考.     

用强震仪记录资料研究上海地表土层的地震动放大反应

地表软土覆盖层对地震波的放大效应是地震学家，尤其是工程地震学家颇为关注的研究课题．墨西哥地震(1985年9日19日，ＭS8.1)、日本阪神地震(1995年1月17日，ＭS7.4)造成的巨大伤亡和财产损失均与地表软土覆盖层密切相关．因为软土层引起地震动明显放大，经软土层放大后的地震动再作用于各类建筑，使振动频率落在地震动放大频段内的建筑物遭受的破坏比基岩处的要大许多． 在国外，地表软土的土动力特性和放大效应近些年来越来越受到工程地震学家的重视．例如，日本的神山和柳泽(安艺敬一，1989)用日本117份强地面运动中20 cm/s2以上的记录…     

空间变化的地震动功率谱的实用模型

提出了一个空间变化的地震动功率谱模型．这个模型与已有的模型比较有两个特点: ① 根据现有的多个模型多次地震的平均结果，不是某一次台阵记录提出的模型；② 考虑了测点间的自功率谱参数的变化．      

土层结构对汉源烈度异常的影响

汶川MS8.0大地震在远离震中近200 km的汉源县县城产生了高烈度异常, 其原因比较复杂．为了分析土层结构对汶川大地震中汉源县老县城高烈度异常的影响, 在汉源县城震害科学考察基础上, 依据地震烈度异常的分布情况, 在背后山滑坡前缘地带布设5个工程地质勘察钻孔, 获得了汉源县老县城场地土层结构资料．在现场测试和室内试验的基础上, 给出了汉源县老县城场地各层土体动力学参数．本文利用汶川地震九襄强震台的强震记录, 结合其台站的场地资料反演给出了汉源县老县城的基岩地震动时程, 作为地震反应分析的基岩输入地震动．在此基础上利用土层地震反应一维等效线性方法对汉源县老县城场地进行了地震反应分析, 并将计算所得结果与Ⅵ度区其它强震台站获得的强震记录进行比较．研究结果表明, 汉源县老县城土层结构对地震动的放大作用导致地表地震动异常, 是汉源县老县城高烈度异常的主要原因之一．      

基于《电力设施抗震设计规范》的地震动随机模型参数研究

依据《电力设施抗震设计规范》（GB50260-96）中的设计反应谱,对随机地震动功率谱参数的取值进行了具体研究。首先,采用时间包络函数考虑地震的非平稳特性,给出了地震动持时的取值;然后,根据加速度峰值等效原则,迭代计算得到地面的加速度功率谱密度曲线;最后,选定Clough-Penzien修正过滤白噪声模型作为拟合函数,通过非线性拟合技术拟合了与《规范》中的地震烈度、场地类别相对应的谱参数。研究结果表明,Clough-Penzien修正过滤白噪声模型能较好地拟合其曲线形状。本文给出了相对于规范中的地面加速度功率谱参数值,可供这种模型作为地震地面运动输入时选用。     

现行抗震规范下地震动随机模型参数研究

以《建筑抗震设计规范》(GB50011─2010)为基础,对地震动过滤有色噪声模型参数的取值进行研究。针对平稳模型和非平稳模型,区分多遇地震和罕遇地震两种情况:给出了与规范场地类别和设计地震分组相对应的场地覆盖层阻尼比和卓越频率;采用随机极值理论,建立了谱强度因子与规范最大地面加速度的对应关系。研究成果为工程结构抗震设计提供了可用的随机地震动荷载标准。     

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。     

基础非线性对桥墩地震反应的影响

在桩基础桥墩滞回特性的模型试验基础上,提出了用Clough模型模拟基础(地基)的恢复力特性。桥墩采用Takeda恢复力模型。用强震记录与人工合成地震动作为输入对铁路简支梁桥进行了非线性地震反应分析,讨论了不同地震动输入及不同地震强度时基础非线性对桥梁地震反应的影响。研究结果表明,考虑基础的非线性一般会使墩顶位移增大,而墩底的曲率明显减小,且随着地震动强度的增加,基础的非线性影响更加明显。     

基岩地震动的一个相干函数模型-走滑断层情形h

目前研究地震动空间变化的主要方法是利用密集台阵（如SMART1台阵等）的强震观测记录进行统计分析，由于地震动观测资料的不足，因而缺少基岩及不同场地类别地震动相干函数模型. 本文利用数值方法了模拟理论地震图，进而研究采用震源位错模型的基岩随机地震动的空间变化规律，并考虑震源破裂速度、子源个数、震源深度和介质传播速度等因素的影响. 其具体思路为:首先对应于每个样本，用有限差分数值模拟方法计算弹性半空间近场地震动场，而后对所有样本的计算结果进行统计，给出了一个走滑断层情形下的近场基岩表面及沿基岩竖直方向水平分量地震动的相干函数模型.      

芦山地震强地面运动之阿里亚斯强度及Newmark位移特征研究

本文以芦山地震强地面运动记录为基础资料,研究了阿里亚斯强度和Newmark位移两个地震动参数的空间分布特征、衰减特征以及与其它地震动参数的相关性.研究结果表明:阿里亚斯强度的空间分布与地震断层空间展布和地震破裂方向具有相关性;阿里亚斯强度与峰值加速度(PGA)有较好的相关性,场地条件对二者的相关性具有显著影响,PGA相...     

中国地震活动性分区特征

本文以强震为目标，考虑到各地区历史地震记载和仪器记录的完整性，以M6地震的年平均发生率、强震震级频度分布和历史时期发生的最大地震震级，作为衡量各地区地震活动性强弱的指标，统计了全国27个地震带的强震活动分布状况，按其地震活动性强弱分为五类区．其中，最强为台东地震带，其M6年平均发生率M6＞1；Ⅱ类区包括从帕米尔、天山、川滇以及台西等9个地震带，M6＝0.12－0.34；Ⅲ类区包括华北、青藏东北缘、戈壁阿尔泰、东南沿海外带等10个地震带，其M6＝0.032－0.08；Ⅲ类区除个别地震带历史上只记到7.3－7.5级地震外，其余各带都记录了M8的地震；Ⅳ类区包括长江中下游、华南和东北等6个地震带，其M6＝0.01－0.03，这些带有史记载以来记录的最大地震均小于7；Ⅴ类区为我国地震活动性最低的过渡地震带，Mmax仅为5.75．强震活动的差异和周围板块构造运动和板内各块体运动有着密切的关系．      

强地震动相位的一个随机模型

进一步阐述了强烈地震波的等效频散概念，提出了一个与频率相关的强地震动相位的随机模型，供强地震动相位的统计估计使用．将这一半经验模型和强地震动振幅谱衰减的经验模型相结合，可以保证合成的设计地震动的非平稳特征与真实记录在统计意义上的一致．