一种显隐式积分方法及其应用

在实际工程结构动力反应分析中,往往由于结构型式十分复杂,常用的两种直接积分方法,即显式积分方法和隐式积分方法,在使用中都存在着一定的局限性,如何将这两种积分方法合理有效地结合起来,是一个十分有意义的研究课题。针对实际工程问题中整体结构计算时间步长的选择往往受局部区域的材料特性、尺寸大小等因素影响的这一现象,提出了一种对结构局部区域进行隐式积分、对其余区域进行显式积分的显隐式积分方法,这种积分格式相对于显式积分格式而言,能显著提高整体结构的计算速度。最后采用两个数值计算实例对这一方法进行验证。     

显式中心差分有限单元法在复杂场地地震反应分析中的应用

简单介绍了显式有限单元法,并用此方法分析了有宏观调查结果的典型山梁对地震地面运动的放大效应。提出计算模型应更真实和应该用加速度峰值放大,山顶运动持时增长,谱特性改变三者共同解释山梁顶部震害远大于山脚震害的看法。     

浅层地震勘探在工程勘察中的应用

根据地震波传播的基本理论,首先详细论述了各种波传播的特点,然后根据各种波的特点,论述了各种勘探方法－－浅层反射波法、浅层折射波法、回折波剖面法及ＰＳ速度测井等方法的应用前提、应用范围及野外工作方法。并结合本单位近几年的工作成果,对一些应用实例进行了讨论。该方法在实际应用中解决了许多地质及工程问题,为城市地城小区划及建筑工程场地的选址提供了必要的参考资料,取得了较好的效果。     

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续）

1.5 非完全弹性介质的阻尼效应前面的波动分析者假定了介质是线弹性的。当地震波穿过地球介质时一部分波动能量将通过内摩擦被介质吸收。这一能量耗损显然与应变水平有关。设穿过地球介质的剪切波位移为u=f(t-x/c_3),则剪应变为(?).根据强震观测结果,最大质点运动速度的量级为(?)|_max=100 cm/s。剪切波穿过地壳基岩时波速约为C_3=3×10~5 cm/s,因此,基岩中     

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续）

2.3 一般线性土层的地震反应2.3.1 稳态地震反应为考虑土介质的阻尼效应,工程上常将介质简比为粘弹性体。这种假定未必是恰当的,因为由式(87)可知,粘弹性体的滞回阻尼比d与ω成正比。但是,土样动力性能的实验结果表明,在地震工程感兴趣的频段内(例如,0.1～20赫芝内)d值与ω无明显关系。实际上,就一般线性土层的稳态地震反应而言,我们并不需要以粘弹性体作为分析的基点。根据我们推广的复阻尼理论,只要假定土层为一般线性体,则一般线性土层的稳态地震反应可由线弹性土层     

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续）

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续）廖振鹏，杨柏坡（国家地震局工程力学研究所，哈尔滨１５００００）·ＴｏｐｉｃａｌＬｅｃｔｕｒｅ·（１０）ＥＳＳＥＮＴＩＡＬＫＮＯＷＬＥＤＧＥＯＮＷＡＶＥＴＨＥＯＲＹＡＮＤＩＴＳＰＲＥＬＩＭＩＮＡＲＹＡＰＰ...     

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续）

2.5 土的动力应力应变关系土壤是固体骨架、液体和气体三相介质构成的复杂体系。它的应力应变关系随土的类型(如粘土或砂土)、组成(矿物成分、级配和空隙率等)、环境(埋深、地下水位和排水条件等)以及地震波等外力作用的强弱而变化。由此可知,土的应力应变关系是极为复杂多样的。虽然对此已进行了大量的实验与理论研究,问题仍远未圆满解决。本节将从土层地震反应分析的需要出发,对土体的动力应力应变关系的有关研究工作加以归纳,着重介绍基本概念和处理这一问题的思路。     

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续）

2 复盖土层的一维地震反应历次地震的震害调查以及强震观测记录都表明,地表复盖土层对地震地面运动的幅值、频谱及持续时间有重要影响。如果地表有较强固的持力层,其下夹有软弱层,则软弱层可能会起某种减震作用。因此,研究在地震波作用下土体的动力特性并估计复盖土层对地震动的影响,始终是地震工程的重要研究课题。     

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续完）

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续完）廖振鹏（国家地震局工程力学研究所，哈尔滨１５００００）·ＴｏｐｉｃａｌＬｅｃｔｕｒｅ·（１３）ＥＳＳＥＮＴＩＡＬＫＮＯＷＬＥＤＧＥＯＮＷＡＶＥＴＨＥＯＲＹＡＮＤＩＴＳＰＲＥＬＩＭＩＮＡＲＹＡＰＰＬＩＣ...     

基于显式垂直比例因子的显式分形插值地震数据重建

在前人工作的基础上对分形插值方法作了详细的探讨,给出了分形插值函数的显式表达方式.在量纲分析的基础上给出了垂直比例因子的局部显式表达式,旨在提高地震道插值重建的精度及突出局部信息,并从单道地震图的角度分析其在地震道插值重建中的应用效果.研究了垂直比例因子的变化对分形插值精度的影响.数值实验表明,随着垂直比例因子的增大,分形垂直的误差逐渐增大,二者之间呈显出指数增长的趋势.该法克服了随机分形插值方法必须进行多步迭代的弱点,提高了计算效率.通过对理论地震道插值重建的分析,说明了本文分形插值方法的高精度和高效率.本文提出的显式分形插值方法既能够突出地震道数据的局部信息,又较好地保持了地震道数据的总体变化趋势.     

三维地震断层动力破裂的显式并行有限元解法

本文在近场波动有限元的基础上,根据断层动力破裂的摩擦模型,详细地推导出了断层面节点在破裂的不同时刻的计算公式,提出了一种模拟断层动力破裂的显式并行有限元方法,利用此方法,可以模拟断层的破裂过程、地表破裂及由此产生的地面运动。     

有阻尼振动方程常用显式积分格式稳定性分析

本文主要介绍了用于求解有阻尼振动方程的四种常用显式积分方法，并针对其稳定性和精度进行了分析对比，讨论了其适用范围及阻尼对稳定性的影响。     

模糊人工神经元网络在地震工程中的应用

本文将信息扩散方法和BP型人工神经元网络相结合,建立了一类可供地震工程领域使用的模糊人工神经元网络。该模型主要用来对某些物理对象各参数之间的关系进行识别。由于BP网络的良好特性,该模型有较强的自适应能力。模糊数学方法的引用,使该模型不但能处理矛盾样本,而且有信息优化处理的功能。本文以震中烈度识别为例作了演示。     

求解动力方程的三种显式积分格式的比较

比较了工程上常用于求解动力方程的三种显式积分格式的能耗特性,结果表明,李小军等人的显式差分格式在物理阻尼比为0到1的范围内均具有较强的能耗特性,而且随着物理阻尼比的增大,能耗特性也增强,这种特性优于另外两种显式积分格式,能有效地克服透射边界的高频失稳,因此在处理复杂场地地震反应方面是一种比较理想的显式积分格式。     

有限元法在构造应力场与地震预测研究中的应用与发展

针对有限元数值模拟方法,系统总结了其在构造应力场与地震预测研究中的一般性研究方法与主要处理环节,阐述了有限元法在我国地壳构造应力场与地震预测研究中的应用,分析讨论了该方法的优点与存在的问题,并对有限元等数值模拟方法的发展作了展望。     

论历史地震研究在工程地震中的作用

本文通过回顾，展望及对现行《工程场地地震安全性评价工作规范》有关条文的理解，论述了历史地震研究在工程地震中的重要作用。历史地震研究，不仅在甄别历史地震参数、评定场地的地震基本烈度、编制地震烈度区划图、分析地震资料的时空不均匀性和历史地震对场地的方面是主要的手段和方法，而且在提供具有概率含义的抗震设防参数、编制综合性的设防区划图、确定背景地震强度等方面，也可能成为重要的方法。     

人工神经网络方法及其在工程地震中的应用研究

人工神经网络是在生物神经网络基础上抽象出来的一种教学模型 ,在其输入输出之间可以建立函数映射关系 ,以此完成映射计算或模式分类 ,其关键的一点是映射关系的建立是通过学习来完成的。由于它具有这样的智能特征 ,因而可以用来解决某些其它方法难于解决的问题。本论文回顾和分析了人工神经网络模型与方法及其在地震学科领域中的应用研究 ,并在分析和实验计算的基础上 ,对经典模型和算法的实现提出了多方面的优化和改进措施 ;此外 ,本论文提出了广义 Hamming网络模型 ,并设计和实现了该模型的算法 ;文中还建立了高阶前馈与函数扩展神经网…     

快速射线追踪及其在地震层析中的应用

在地震层析研究中,常常涉及地震波在非均匀介质中的传播路径问题,故快速射线追踪是不可缺少的工具。本文讨论了一种以三点法为基础的逐步逼近的射线追踪方法,其优点是计算速度快、精度高,适合地震层析研究的计算要求。     

ANSYS/LS-DYNA在地震工程中的应用

近年在国内很流行的大型通用程序ANSYS不但具有强大的前后处理功能、丰富的单元类型和材料库,而且该软件中有一个LS-DYNA模块采用了粘性边界（viscous boundary）来模拟无限域的影响,从而可以方便地、较准确地进行地基动力作用分析.国外利用ANSYS/LS-DYNA进行地基动力作用分析非常普遍,而国内还未见到将ANSYS/LS-DYNA用于地震工程.本文将介绍如何利用ANSYS/LS-DYNA进行地基动力作用分析,同时,由于软件中用于模拟无限域的粘性边界精度较低,本文提出采用精度较高的粘-弹性边界替换粘性边界,从而改善了计算结果.