地震动随机模拟及其参数确定方法

本文建议以地震动标准差函数的最大值和反映强度包络函数的回归常数作为描述随机地震动特性的基本参数。文中还提出了一种将地震学确定性低频模拟方法和工程学中高频随机模拟方法相结合的综合模型来反映地震动的频谱特性。本文提出的方法能方便地利用目前抗震设计所依据的基本参数来确定随机模型中的参数,并且有可能对地震动长周期特性进行较好的模拟。     

基于新《电力设施抗震设计规范》的地震动随机模型参数研究

根据新《电力设施抗震设计规范》(GB50260-2013)对随机地震动功率谱参数的取值进行分析。介绍新《电力设施抗震设计规范》中设计反应谱,推导设计谱到功率谱的转换过程。选取常用的Clough-Penzien修正过滤白噪声模型作为拟合函数,通过功率谱参数拟合,得到不同场地类别、不同抗震设防烈度下的地震动模型参数。该研究成果可为电力工程抗震设计分析提供参考。     

新型随机地震动模型

在研究结构的随机地震反应时，要用大量的符合场地条件的地震记录作为输入数据。但强震历史记录却不是每个地区都有的，因此根据符合场地条件的现有地震记录建立随机地震动模型具有重要意义。本文利用中国抗震规范2001版修正选取的样本波作为目标波，考虑了幅值和频率的双重非平稳性，建立了新型随机地震动模型——改进的时变ARMA模型随机地震动模型。通过使用残差的卡方检验法，对多种非平稳ARMA模型生成的模拟波进行检验；同时又比较丁模拟波与目标波的功率谱密度图和反应谱图。结果证明：此法能够更精确地反映不同场地条件地震动的频谱和幅值的真实内容，从而建立符合目标场地条件的更为有效的模拟地震动，为相关研究与工程设计架起一座桥梁。     

基岩地震动的随机模型及其参数确定

地震工程界对随机地震动已进行了40多年的研究,提出了多种较好的随机过程模型,其中最具代表性的是日本学者金井清(Kanai)(1961)提出的过滤白噪声模型．进一步,欧进萍等(1991)在评述既往随机模型基础上,提出了地震地面运动的过滤有色噪声模型．然而,这些模型都存在一个最大的问题,就是不能合理确定模型中反映地震强度的参数————谱强度因子S0.\r\n 随机地震动研究的基础是强震记录,基于地面强震记录,人们对地震地面运动随机模型进行了大量的研究,其中对基岩地震动的模拟还有很多需要解决的问题．本文在基岩强震记录统计基础上,研究基岩地震动的随机模型和模型参数,为建立工程抗震的合理地震动模型奠定基础．     

采用二维场地模型确定设计地震动参数的实例及有关问题的建议

本文介绍了采用二维场地模型进行场地地震反映分析的实例,并就相关规范条文作出讨论,对如何修订规范条文提出了建议。     

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     

随机模型上的地震动模拟研究

介绍了一项随机模拟实验,该实验通过模拟一个具体场址模型的地震动响应了解模型参数不确定性对模拟结果的影响。首先给定一个典型的第四纪沉积层场址模型的参数(包括地层厚度、介质密度、横波速度和品质因子等)的统计特征,并据此在计算机上按截尾的正态分布随机抽样形成了16384个随机模型,然后分别在各个模型上进行SH波地震动响应模拟,最后对所有的模拟结果进行统计分析,了解模型参数的不确定程度与模拟结果变化范围之间的关系。实验结果表明,模型参数不确定性对模拟结果的影响程度是随频率增大的。随机模型地震动响应的第一个放大峰发生在353±031Hz的频率上,其幅值为438±076;第二放大峰发生在885±108Hz的频率上,幅值为422±090。两放大峰值的均方差与均值之比分别为18%和25%。与模型参数20%的相对变化程度大致相当。但更高频率上振幅响应的均方差与均值之比则高达30%～40%。     

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。     

城市抗震设防区划中设计地震动参数的确定

本文根据保定市区工程地质及地震地质条件，采用全概率分析方法，用一维等效线性模型，对不同分区的典型土层进行地震反应分析，并在此基础上确定了市区的设计地震动参数。在某些方面补充了规范的不足，使市区的抗震设防水准更加合理。     

地震动输入界面的选取对地震动参数的影响

地震反应分析中的输入界面是一种规定的假想基岩面,其选取具有很大的不确定性,对确定地震动参数的影响很大.本文以北京地区存在剪切波速较高的卵石硬夹层场地为研究对象,探讨实际工程场地中能否将硬夹层选作地震动输入界面的问题.利用一维等效线性化波动方法,对390个含有剪切波速高于500m/s的卵石层场地模型进行地震反应分析计算,讨论卵石层的上覆土层、下伏土层以及卵石层自身特性对地震反应分析结果的影响.计算结果显示,厚度5m左右、剪切波速小于600m/s的卵石层作为地震动输入界面是否合理,主要取决于上覆土层和下伏土层,而卵石层厚度和剪切波速的影响很小.对于一般性工程,当上覆土层厚度大于15m,下伏土层厚度在10m以内时,选取硬夹层顶面与选取钻探揭示的基岩或剪切波速不小于500m/s的土体顶面为输入界面,计算结果差别不大;当上覆土层厚度达到60m,下伏土层的变化对计算结果影响很小.研究表明,在钻探没有揭示出基岩或坚硬土体时,埋深大于60m的硬夹层可以选为地震动输入界面,这一结论对实际的地震安全性评价工作具有一定参考价值.     

高速公路大桥设计地震动参数的确定：以澜沧江大桥为例

以澜沧江大桥为例,阐述了公路大桥设计地震动参数确定的原理,方法与过程,其结果可供大桥抗震设计选用。指出：用地震动峰加速度和峰速度标定高速公路大桥的设计地震动参数是合理的;对于高速公路大桥的抗震设防,应给出８０年代设计基准期６３％,１０％和２％三个超越概率水准的设计地震动参数,对于重要的桥梁,尚应考虑支座的差动。     

主震与余震的震级统计关系及其地震动模型参数

本文从文献[1,2,3]中按一定的筛选原则,挑选出49组主、余震震级资料,通过回归分析,统计出了主震震级与余震震级之间的经验公式。然后,从结构在主、余震作用下的反应分析和抗震设计的需要出发,给出了确定主余震地震动时程曲线的方法,并以文献[4]为基础,确定了主震与余震的随机地震动模型及其参数。     

工程随机地震动物理模型的参数统计与检验

利用PEER强震记录数据库,确定了一类实用的随机地震动模型的参数概率分布。依据GB50011-2010规定的场地类别,对4438条实测地震动记录进行分组。引用系统识别方法对不同场地上的地震动记录进行参数识别,据此结果,对工程地震动物理随机函数模型的基本参数进行了统计分析,给出了随机地震动模型参数的概率分布密度。对基本随机参数的概率空间进行剖分,结合波群叠加方法生成地震动时程,计算获得了随机地震动反应谱。通过比较随机反应谱和实测地震动反应谱的统计特征量,验证了地震动物理随机函数模型及基本随机参数统计结果的正确性。     

基于物理的随机地震动模型研究

基于物理联系研究地震动随机性,建立了随机地震动与基底输入傅氏谱、场地固有圆频率和场地等价阻尼比之间的物理关系,从随机傅氏谱函数角度描述了地震动随机过程的随机性本质。结合Ⅳ类工程场地的实测地震动记录资料,由数值方法识别了给出基本随机变量的概率分布参数。与实测记录对比表明,本文建立的随机地震动模型具有明确的物理概念,可充分反映地震动的变异性特征。     

地震动峰值参数衰减规律的研究

震级和地震波传播途径均有测量误差和不确定性。本文考虑震级和距离的不确定性,用作者提出的回归多随机变量间相关关系的一致加权最小二乘法,对地震动水平峰值加速度(PGA)、速度(PGV)和位移(PGD)的衰减关系进行了研究,在衰减模型中考虑了地震动的近场距离饱和与震级饱和特性。研究结果表明,考虑震级和距离的随机性后,地震动的距离与震级标定系数比常规方法增大16—28％,大震的地震动估计值及小震近场的地震动估计值均高于用常规方法得到的结果;高频地震动具有明显的近场距离与震级饱和特性,且距离饱和范围随震级的增大而加宽;场地条件对地震动衰减规律有明显影响,同时这一影响又同距离和震级密切相关。本文预测结果与新近发生的三大地震(M_s=8.1,7.8,7.1)的观测资料很吻合。     

地震动参数在建筑物抗震设计中的应用

传统考虑后期使用年限的地震动参数研究,在建筑物抗震设计中的应用,缺乏地震危险性分析和建筑物损伤指数分析,应用性差。提出新的地震动参数在建筑物抗震设计中的应用方法,以地震危险性分析为基础,通过水平地震动加速度衰减关系方程,求得建筑场地水平向基岩峰值加速度和反应谱,以此得到地震动加速度反应谱方程,利用该方程获得地震动反应谱参数,采用变形和线性组合构建损伤指数模型,获取地震波作用下地震动参数对建筑物损伤程度。实验结果表明,利用所提方法得到的地震动反应谱最小误差为0.563,小于允许误差4.0;在50年超越概率63%的条件下地震动参数值分别为0.26、0.095,所提方法可在规定误差范围内得到地震动反应谱参数值,其进行建筑物抗震设计精度和应用性高。     

基于三参数模型的双向水平地震动相关设计反应谱研究

采用设计反应谱的三参数标定模型研究了双向水平地震动分量间加速度反应谱的相关性，给出了统计回归公式及与新修订的建筑抗震设计规范相对应的相关设计谱的取值建议，为双向水平地震作用下的结构地震反应分析提供更合理的地震动输入。     

冀东南堡油田设计地震动参数研究

新发现的冀东南堡油田位于地震和断裂活动较强的渤海湾地区,抗震设防问题不容忽视。本文分析了油田所在地区的地震活动和地震构造环境,并在此基础上划分出了潜在震源区,确定了地震动衰减关系,进行了地震危险性分析。然后根据油田周边相关工程的工程地质条件特征,建立了场地土动力模型,进行了土层地震反应计算,确定了场地设计地震动参数。结果表明,局部场地条件对地震动峰值和反应谱的影响较大,需对场地工程地质条件进行详细研究。     

澳门地区建筑物设计地震动参数研究

根据澳门地区地震环境、场地特点,利用本地区的工程地质钻孔资料和相似地区的场地设计地震动参数研究成果,结合少量工程地震钻孔剖面的土层反应分析结果,合理地确定了澳门地区不同建筑场地类别的设计地震动参数,对于Ⅱ、Ⅲ类场地,按存在或不存在成片淤泥两种情况进行了反应谱特征周期参数分组,为澳门地区一般建筑工程的抗震设计提供了参考依据。