二维土坝的两相动力分析

提出了一种分析饱和土坝动力反应的方法,考虑了土坝的两相介质特性,在固液耦联动力方程的基础上,选取固相位移,液相位移、孔隙水压作为场变量,采用伽辽金加权残数法进行有限元空间离散化,然后在时域上采用Ｗｉｌｓｏｎ－θ法进行逐步积分。该方法不仅能计算出固相位移和液相位移,而且能直接得到孔隙水压的反应过程。文中以一饱和土坝模型进行算例分析,并与将其作为单相介质时的结果进行了比较。该法可用于分析饱和介质的地震     

Vertical earthquake response of megawatt‐sized wind turbine with soil‐structure interaction effects

The dynamic response of a wind turbine on monopile is studied under horizontal and vertical earthquake excitations. The analyses are carried out using the finite element program SAP2000. The finite element model of the structure is verified against the results of shake table tests, and the earthquake response of the soil model is verified against analytical solutions of the steady‐state response of homogeneous strata. The focus of the analyses in this paper is the vertical earthquake response of wind turbines including the soil‐structure interaction effects. The analyses are carried out for both a non‐homogeneous stratum and a deep soil using the three‐step method. In addition, a procedure is implemented which allows one to perform coupled soil‐structure interaction analyses by properly tuning the damping in the tower structure. The analyses show amplification of the ground surface acceleration to the top of the tower by a factor of two. These accelerations are capable of causing damage in the turbine and the tower structure, or malfunctioning of the turbine after the earthquake; therefore, vertical earthquake excitation is considered a potential critical loading in design of wind turbines even in low‐to‐moderate seismic areas. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Considering dynamic soil structure interaction (SSI) effects on seismic isolation retrofit efficiency and the importance of natural frequency ratio

This paper utilizes and expands on existing coupled BEM–FEM (finite element method) methods for the investigation of the effects of soil structure interaction (SSI) on both an un-retrofitted and seismically isolated typical bridge structure. A simple numerical model of the bridge and surrounding soil is formulated and excited by an earthquake excitation. Utilizing Newmark's β FEM solution method along with the closed form B-spline BIRF method, the structural damped period, composite damping ratio, pier relative displacement, and base shear demand are monitored. From these results, the effects of SSI on this structure are identified. Additionally, the importance of the relative rigidity between the soil-foundation system and the bridge structure is also investigated. The results of the studies indicate that the response of the complete structure system considered is affected by the inclusion of SSI effects. Furthermore, the efficiency of the isolation measures designed using fixed base conditions is decreased by considering SSI over a certain relative rigidity range that is quantified using the structure to soil-foundation natural frequency ratio.     

Nonlinear seismic response analysis of earth dams

The objective of this paper is to propose a general and efficient numerical procedure for analysing the dynamic response of geotechnical structures, which are considered as both nonlinear and two phase systems. In Section 2, the appropriate coupled dynamic field equations for the response of a two-phase soil system are briefly reviewed. The finite element spatial discretization of the field equations is described and time integration for the resulting nonlinear semi-discrete finite element equations is discussed. In Section 3, iterative techniques are examined for the solution of the global nonlinear system of finite element equations. A large amount of computational effort is expended in the iterative phase of the solution and so the iterative procedure used must be both reliable and efficient. The performance of three iterative procedure is examined: Newton Raphson, Modified Newton Raphson and Quasi-Newton methods, including BGFS and Broyden updates. Finally, in Section 4, the elasto-plastic earthquake response analysis of a two phase nonhomogeneous earth dam is presented. Extensive documentation exists¹ for the particular problem selected including recorded earthquake motions at the base and crest of the dam. The results of the numerical calculations are compared to the recorded response of the dam.     

求解半无限平面动力问题的边界元与有限元耦合模型

本文将Ｎｅｗｍａｒｋ法的时间差分格式的有限元与边界元方程相结合，建立了动力问题的边界元与有限元耦合模型。这种耦合模型在求解时域范围内基础动力响应问题中，可充分发挥有限元求解局域问题和边界元求解无限域问题各自的优点。     

城镇地震应急快速评估系统研究

随着城镇化水平的快速提高,地震灾害高风险区域城镇数量不断增加,城镇人口密度增大,加剧了城镇地震灾害的风险。然而县市防震减灾工作部门大多对城镇地震应急的科技支撑能力薄弱,如缺乏专门的技术平台及时对地震灾情进行有效的评估等,影响了当地地震应急的成效。本文针对县市防震减灾工作部门在城镇地震应急快速评估工作中存在的问题,以国家可持续发展实验区丹棱县为例,设计并构建了城镇地震应急快速评估系统,为城镇地震应急快速评估提供了技术平台,可提升县市防震减灾工作部门的地震应急工作科技含量和管理服务能力。     

2020年自动地震速报系统结果分析

选取2020年3月1日至12月31日速报地震,通过对比自动地震速报和人工地震速报结果,对自动地震速报系统产出结果进行偏差分析。该时段内自动速报系统共产出国内地震事件216次,漏报49个地震,未发生误报地震。自动速报地震震中位置平均偏差为6.7 km,震级平均偏差为0.15,平均用时119 s。震中位置偏差较大主要由台站分布不均匀、缺少近台、台站空隙角过大及系统自动拾取的震相误差较大所致。震级偏差较大主要是震级转换算法不合理等造成的。自动速报漏报地震与系统在地震定位时初至到时信噪比较低、台站分布不均匀和地震的孤立性等有关。此外,还对全国自动地震速报系统的改进提出了建议。     

结构-地基耦合振动下地震反应谱特性

随着结构震害统计资料的不断增加,许多结构在地震作用下的宏观破坏现象用现有的反应谱理论不能获得合理的解释。在地震中,结构-地基耦合振动十分明显。就此问题出发,利用集总参数法建立了结构-地基耦合振动模型,分析推导了该模型下的地震反应谱公式。通过实例计算得出了耦合体系在不同频率地震波作用下的反应谱曲线,得出了一些有意义的结论。研究结果表明,对于具有浅埋刚性基础的结构体系在考虑耦合后的地震响应值与现有反应谱理论计算值有明显差异,地震作用在较大结构周期跨度上得到折减,同时,耦合体系对特定频率的地震波有吸收作用,现有反应谱理论没有体现这一点有利作用。     

基于XSLT的地震应急成果生成应用研究

地震是一种突发性较强的自然灾害,一次地震持续时间往往只有几十秒钟,在如此短暂的时间内造成大量房屋倒塌、人员伤亡,这是其它自然灾害难以相比的。地震应急成果的快速产出在地震应急救援过程中起着至关重要的作用,借助XSLT可以快速转换地震应急计算模型所需的XML文档,从而提高地震应急成果的生成效率。详细描述了XSLT的概念及其工作原理,并阐述了XSLT在多个地震计算模型中的具体应用,说明XSLT在地震应急成果生成中具有快捷、方便等特点。     

应急流动观测组网技术在康定6.3级地震中的应用

以2014年11月22日四川康定发生6.3级地震后开展应急流动观测为例,描述了在应急流动观测组网中,如何应对震区高原环境,完成4个流动台选址架台、快速组网、运维保障;并通过对流动台址地动噪声功率谱密度分析计算,获得的台基达Ⅱ或Ⅲ级环境地动噪声水平,余震微小震检测能力与定位精度得到极大改善。流动台网运行期间,提高了震区监测台站覆盖面,记录到了大量余震微小震,加密台站对震区定位精度提升了量级,震源深度、震级更加准确。结果表明:一旦大震发生后,及时组织开展应急流动观测是必要的,而完成好一次大震后快速有效的应急流动监测,必须综合考虑震区地域环境、人员配备、预案选择、通信条件、设备可靠诸多因素与运维保障,采用固定与流动台联合组网方式,应急流动发挥效益最佳。     

日本仪器烈度计算3种方法对比

地震发生时的仪器烈度计算和震后的烈度速报对于地震预警系统以及震后救援具有重要的意义。仪器烈度计算速度的改善和计算结果的准确度对于整个预警过程都十分重要。日本仪器烈度计算方法的发展主要经过了3个阶段:1996年气象厅仪器烈度计算方法,2008年实时仪器烈度计算方法以及2013年实时仪器烈度计算方法。本文详细阐述了这3种烈度计算方法,并且采用2011年3月11日东日本9.0级地震的数据,对比分析了3种方法所得到的仪器烈度,发现2013年方法比1996年气象厅仪器烈度在计算速度上具有一定的优势;相比较于2008年的实时仪器烈度,2013年方法计算得到的实时仪器烈度更接近于1996年气象厅仪器烈度。      

油气储运系统钢结构设备地震火灾效应研究

预防和减轻油气储运系统地震火灾危险性是防震减灾中的重要课题。本文论述了油气储运系统的地震火灾特征及防火要求，对钢结构的防火涂料在遭到破坏和平时情况下的抗火性能进行了对比分析，并应用有限元法对油气储运系统中典型钢结构设备在地震火灾荷载作用下的抗火性能进行了数值模拟。研究结果表明，防火涂料遭到强地震荷载破坏后，钢结构的抗火性能大大降低。     

地震灾害盲场快速评估系统及其应用

震后灾害损失盲场快速评估的技术方法及其计算机软件系统可在确定地震震级、震中位置和发震时间等参数后,在人员未到地震现场的情况下,快速给出该次地震对一个区域造砀 经济损失和人员伤亡的初步评估结果。选择鲁南地震重点监视防御区为评估区域,并使用该软件系统对１９９５年９月－２０日发生在苍山的５．２级地震进行了灾害损失快速评估的实际检验。从检验结果可看出 ,用固定资产损失率矩阵计算经济损失,获得基础资料方便,     

基于MQTT协议的地震专题图自动生成和推送系统的设计与实现

为增强地震专题图发布的时效性,提升地震专题图服务能力,设计了一套基于MQTT协议的地震专题图自动生成和推送系统.该系统通过移动互联网与地震速报系统之间保持长连接,利用MQTT协议实时接收地震速报信息,根据地震烈度衰减模型生成地震影响场,然后运用ArcPy站点包进行相关空间分析和自动出图,最后利用企业微信的开发接口,实现...     

地震速报信息软件产品开发技术介绍

地震速报信息准确快速的发布是衡量地震行业信息服务水平和信息服务能力的标准,同时也是地震系统社会服务能力的体现。本文通过调查研究各省地震局基于JOPENS系统和EQIM系统开发的地震速报信息软件产品及其地震辅助产品,对地震速报信息软件产品开发技术进行介绍,为开发者实现地震速报及相关信息快速发布,选择适合自身需求的系统数据进行二次开发提供参考。     

The time reversal effect of the impulse response of crust

IntroductionTime reversal effect is a kind of reversed dynamic process in a limited space or time interval, which can be realized artificially by resetting the boundary and loading conditions. In this case the time seems to be reversed and such effect therefore is called time reversal effect, which was first proposed in and applied to the field of ultrasonic. Although the focusing of ultrasonic wave has powerful effect, it is difficult to focus in an anisotropic or homogeneous medium. Fink (19…     

饱和土中浅埋隧道耦合二维动力响应解答探讨

针对平面波耦合作用下饱和半空间中浅埋隧道二维动力响应的典型问题的解答进行探讨。首先基于Biot饱和孔隙介质理论建立饱和土场方程,并通过中间势函数的代入推导得到饱和土体中的快纵波、慢纵波及横波的Helmholtz势函数方程,随后引入柱坐标系下饱和土体和弹性衬砌的势函数通解,并代入边界条件中,建立以第n组参数为变量的多元一次齐次线性方程组。采用本文的推导思路,可以解决饱和土体中的浅埋隧道在地震作用时P波和S波耦合作用下的响应问题。     

岷县漳县6.6级地震典型滑坡特征及其诱发机制

地震和降雨是滑坡产生的两大诱因。一般认为二者的耦合作用概率小,在现实中也较少发现有此种实例。岷县漳县6.6级地震中黄土地震滑坡广泛发生,本文通过现场调查,在相关降雨量数据、航空影像空间分析的基础上研究了两个地点(永光村滑坡和堡子村滑坡)的典型地震黄土滑坡的空间展布特征和发生、发展过程,分析了诱发机制。结果发现:(1)地震滑坡呈带状分布与地震发震构造走向一致;(2)位于极震区范围的永光村黄土滑坡具有泥流特征,土体含水量可达塑限以上,是由于过量降水和强地震动耦合作用下发生;(3)堡子村黄土地震滑坡则主要为强地震动所诱发,滑距较短,并具滞后发生特性。本结果对未来地震中滑坡的预防与防治具有借鉴意义。     

鲜水河断裂带北西段跨断层基线变化机理探讨

2013年芦山M_s7.0地震发生后,鲜水河断裂北西段的侏倭、虚墟等跨断层测点基线测项均出现不同程度的异常变化,异常核实结果认为基线异常属实.该异常变化是否与芦山地震的发生存在一定关联性,值得深入研究.本文首先分析芦山地震发生前后鲜水河断裂北西段不同基线长度的变化特征.基于鲜水河断裂带及邻区三维非线性黏弹性有限元模型,以GPS观测资料、同震静态滑移量作为约束,通过开展多组数值模拟实验,探讨下地壳不同流变特征下,芦山地震发生前后不同阶段,不同跨断层基线长度的时序动态变化特征.初步研究结果表明,1)侏倭、虚墟基线测点原始观测资料均表现出地震发生时基线长度减小,发生后短时间内反向快速恢复及增加的协同变化;2)在以GPS观测数据为约束的块体间差异性运动的动力学边界条件下,鲜水河断裂表现为左旋走滑运动;3)模拟结果显示,地震发生时测点间距离迅速减小,表现为断层右旋的特征,这与实际观测资料反映的结果一致;4)鲜水河断裂带两侧地块的下地壳黏滞系数分别取10~(18)Pa·s、10~(19)Pa·s时,由于黏弹性松弛效应的影响,造成基线长度在地震发生后短时间尺度内快速增加.对比分析认为,地震后短时间内实测资料反映的基线长度快速增加的特征可能是黏弹性松弛效应与构造作用共同作用的结果.     

输电塔-线体系简化模型地震作用下的连续性倒塌分析

采用输电塔-线体系的简化模型,利用大型有限元软件ABAQUS对某输电塔进行地震作用下的连续性倒塌分析,研究输电塔的薄弱部位和倒塌全过程。分析结果表明,采用简化模型得到的输电塔薄弱环节和连续性倒塌过程与采用三塔四线模型得到的结果具有较好的一致性,简化模型可用于输电塔-线体系的连续性倒塌分析。