多点激励下结构随机地震反应分析的反应谱方法

基于随机振动理论,提出了多点激励作用下线性系统随机地震反应分析的均值反应谱方法,给出了结构峰值反应的均值、标准差以及反应平均频率的反应谱组合公式。这可以将反应谱方法推广应用到多点激励结构的抗震可靠度分析中。鉴于组合公式中谱参数和相关系数需要由烦琐的数值积分得到,本文进一步针对它们给出合理的简化计算式,从而使得建议的反应谱方法的计算效率大大增加。最后,以一个双塔斜拉桥为例,对本文方法进行了验证。基于建议方法的计算结果与Monte Carlo模拟结果吻合较好。与经典的多点激励反应谱方法(MSRS法)比较,本文方法具有其无法比拟的计算效率。     

多点地震动激励下的高效反应谱方法

在多点地震动激励下,结构的反应谱分析计算非常耗时。结构的地震谱响应可以用若干个相关系数来表示,如果相关系数使用解析形式来表示,可以大大减少计算时间。本文提出了空间相干函数的近似表达式,并对其系数进行积分,得到了相关系数的解析式。该解析表达式根据克拉夫-彭津（Clough-Penzien）和胡聿贤自功率谱密度函数模型推导得出。案例桥梁的计算结果表明,相关系数的近似解析表达式具有足够的工程精度,用于多点地震反应谱计算具有极高的效率。      

单程波李代数深度积分的精度分析和算法改进

本文在利用拟微分算子和象征理论研究单程波传播规律的基础上,详细分析了单平方根算子李代数深度积分存在的问题,利用改进的算法对单平方根算子进行大步长延拓,计算其李代数积分和指数映射,得到地震波走时的解析表达式.对方法改进前后李代数积分象征中系数校正情况和线性横向变速介质中走时的计算误差进行了对比,数值算例表明,改进后的方法收敛更快,减少了计算时间且提高了计算精度.     

结构-地基相互作用体系动力特性参数的简化计算方法

本文首先介绍了几种计算结构－地基相互作用体系动力特性的简化方法，并用振动台模型试验的数据资料进行计算分析，讨论了各方法的局限性；在此基础上，提出了一种改进的简化计算方法。在该方法中，主要改进是合理考虑了桩基对体系刚度的贡献。     

固体潮理论值一阶微商的解析表达式及拟合检验

本文采用全微分法，导出了直接而严密的固体潮理论值对时间一阶微商的解析表达式．将其应用于固体潮资料的拟合检验，确保了理论上的严谨性和计算精度．文中还介绍了部分拟合检验的应用实例，并与不同拟合方法进行了对比分析，表明全微分法在运算处理速度上与谐波展开法和数值微分法相比得到了成倍的提高，而与天顶距微分法的运算速度相同．     

地下结构地震作用的简化分析方法研究

随着地下结构建设的飞速发展,地下结构工程师不仅面临众多的地下结构静力设计问题,同时也面临着抗震设计问题。目前,利用大型商业软件对地下结构的动力时程分析及模型试验研究已开展较多,但其研究成果还较难应用于实际的地下结构抗震设计之中。同时,我国抗震设计规范还处于研究、发展阶段。因此,建立一套便于工程应用的简化抗震设计方法是十分必要的。本文首先从地下结构拟静力解析解方面着手,采用弹性解析解的方法探讨了自由场变形与地下结构变形之间的相互关系;然后,采用数值模拟的方法,对自由场与地下结构的动力反应特性进行了系统研究,提出了地下结构简化设计方法的基本思路,在此基础上,基于子结构法分别对反应位移法、静力有限元法进行了理论推导及方法改进;最后,介绍了地下结构弹塑性分析方法,并对地下结构拟静力实验进行了数值模拟。本文主要研究工作及研究成果如下:(1)基于解析解的自由场与地下结构变形拟静力关系研究。基于平面弹性复变函数理论分别对圆形地下结构和矩形地下结构进行拟静力解析求解,明确了地下结构拟静力解析求解的基本方法。同时,对Wang、Penzien、Bobet、Park和Huo的方法进行了系统分析,并探讨了接触条件和泊松比对地下结构变形系数的影响。(2)自由场与土-地下结构散射场关系研究。采用数值模拟的方法,研究了在P波和S波作用下,含地下结构散射场及相应的自由场的动力反应,对比分析了地下结构顶板与底板相对位移及自由场相应位置处相对位移最大时刻对应的加速度、应力等动力特征及整个时程的最大值的特征规律。通过这些动力特征分析,找出自由场与土-地下结构散射场二者的动力特性之间的联系,并以此探讨了地下结构简化抗震设计方法的可行性及研究方法。(3)反应位移法理论推导及改进。基于子结构法对反应位移法的原理进行了理论推导,提出了地基弹簧系数的多种求解方法并对地震荷载(剪应力、土层位移差等效荷载以及惯性力)的求解方法进行改进,通过算例对改进的反应位移法与规范中的反应位移法和整体动力时程分析方法进行对比分析,验证了改进反应位移法的实用性。(4)静力有限元法理论推导及改进。基于子结构方法对静力有限元方法进行了理论推导,对现有的静力有限元方法(强制边界位移法、反应加速度法、反应应力法)进行了对比研究,提出了静力有限元计算模型,并验证了该方法的实用性。(5)地下结构弹塑性简化分析方法。采用地基刚度衰减的方法,对规范中反应位移法、改进反应位移法以及静力有限元法在土体弹塑性条件下的计算结果与动力时程方法进行对比,验证了这3种方法在土体弹塑性条件下的计算精度。同时,采用数值模拟的方法,模拟了地下结构拟静力条件下的弹塑性反应。     

大型引水隧道在平面地震波入射下动力响应的解析解

本文以波函数展开法为基础,给出了SV波与P波入射时大型引水隧道平面地震响应的解析解.并根据解析解,利用数值方法对建立的场地模型进行了计算分析,研究了隧道结构-水体体系的地震响应.重点讨论了入射波频率、入射角、衬砌力学性能对衬砌结构动力响应的影响.分析表明,大型引水隧道动力响应受入射波频率和入射角的影响较为明显,而衬砌力...     

基于VSP地震资料的品质因子提取方法

介绍了改进的频谱比方法原理、影响因素及其优点,并利用改进的谱比法对胜利油田某工区采集到的VSP地震资料进行测试,对所有下行反射波进行振幅谱计算。结果显示,该方法使得提取出来的品质因子Q值计算精度得到了提高,计算结果更加真实可靠。     

考虑土壤影响时高层建筑等效模态阻尼比的计算方法

本文研究了在高层建筑抗震分析中的阻尼计算问题，在考虑土壤－结构相互作用的情况下，研究了等效模态阻尼比的五种计算方法，振型加权法、应变能加权法、动能加权法、传函数法和比例阻尼法，文中输入ＥＬ－Ｃｅｎｔｒｏ地震记录，对一个十层楼房的实例进行了数值计算，并对各种方法所得到的阻尼和响应值进行分析和比较，最后对这些方法作出了评价。     

基于条分模式的边坡可靠度近似计算方法

通过对边坡稳定分析方法中的条分理论和响应面法的研究,针对边坡可靠性计算往往没有明确的解析表达式,以及稳定性系数计算方法和响应面法（RSM）的特点,将响应面法中的有限元数值模拟以条分模式中的稳定性系数隐式方程的迭代计算方法代替,建立了条分模式下的边坡可靠性计算的极限状态方程,从而形成了一种新的边坡稳定可靠性响应面分析方法。本文提出的改进的响应面法原理简单,计算效率较高并具有一定的精度,适用于对边坡可靠度的近似计算。     

Simplifications of CQC method and CCQC method

The response-spectrum mode superposition method is widely used for seismic response analyses of linear systems. In using this method, the complete quadratic combination （CQC） is adopted for classically damped linear systems and the complex complete quadratic combination （CCQC） formula is adopted for non-classically damped linear systems. However, in both cases, the calculation of seismic response analyses is very time consuming. In this paper, the variation of the modal correlation coefficients of displacement, velocity and displacement-velocity with frequency and damping ratios of two modes of interest are studied, Moreover, the calculation errors generated by using CQC and square-root-of-the-sum-of-thesquares （SRSS） methods （or CCQC and CSRSS methods） for different damping combinations are compared. In these analyses, some boundary lines for classically and non-classically damped systems are plotted to distinguish the allowed minimum frequency ratio at given geometric mean of the damping ratios of both modes if their relativity is neglected. Furthermore, the simplified method, which is a special mode quadratic combination method considering only relativity of adjacent modes in CQC method and named simplified CQC or partial quadratic combination （PQC） method for classically damped linear system, is proposed to improve computational efficiency, and the criterion for determination of how many correlated modes should be adopted is proposed. Similarly, the simplified CCQC or complex partial quadratic combination （CPQC） method for the non-classically damped linear system and the corresponding criterion are also deduced. Finally, a numerical example is given to illustrate the applicability, computational accuracy and efficiency of the PQC and CPQC methods.     

共聚焦点叠前深度偏移速度估计方法研究

基于共聚焦点技术可以将叠前深度偏移分为激发聚焦与接收聚焦两个过程,通过逆时聚焦算子的作用实现.由速度模型驱动逆时聚焦算子的更新,合成DTS面板,根据等时原理,通过DTS面板中时移曲线的曲率变化来交互的更新速度场.但是当地下介质稍为复杂的情况下,从面板中拾取分析点对应的时移曲线变得非常困难.针对这个问题,本文通过对分析点在限定深度和速度范围内合成的DTS面板零时刻振幅进行叠加,由其值的变化来确定分析点的合理位置及上层介质速度.     

ABP法在高密度电阻率法反演中的应用

非线性反演方法作为地球物理反演的一个重要分支,在地球物理反演中发挥着特有的作用.近年来学者对非线性联合反演研究较多,但目前仍未有实质性的研究进展;本文尝试利用BP(Back Propagation)神经网络优化方法与蚁群算法联合演算,实现高密度电阻率法的电阻率二维非线性反演.通过两组模型的结果比较,BP与ABP 法的反...     

Comparison between the Fourier finite-difference method and the generalized-screen method

The Fourier finite‐difference propagator and the generalized‐screen propagator are two general high‐order forms of one‐way dual‐domain methods. We compare these two propagators mainly on phase accuracy, computational efficiency and 3D extension. A comparison of phase accuracy shows that the high‐order generalized‐screen propagator is preferable to the Fourier finite‐difference propagator for heterogeneous media with a weak velocity contrast and wide dip angle. With increasing velocity contrast, the accuracy improvement gained by the high‐order generalized‐screen propagator declines rapidly. The Fourier finite‐difference propagator is more robust and flexible to lateral velocity variations than the generalized‐screen propagator. The 2D Fourier finite‐difference propagator is superior to the 2D generalized‐screen propagator when the velocity contrast is stronger than 23%. Despite the two‐way splitting error, the 3D Fourier finite‐difference propagator is more accurate than the second‐order generalized‐screen propagator when the velocity contrast is stronger than 20% and is more accurate than the fourth‐order generalized‐screen propagator when the velocity contrast is stronger than 40%. Numerical experiments on the SEG/EAGE salt model demonstrate that the Fourier finite‐difference propagator behaves better than the generalized‐screen propagator when imaging steep salt boundary and faults beneath the salt body. Under the same hardware and software conditions, the computational cost of the Fourier finite‐difference propagator in our implementation is greater than that of the second‐order generalized‐screen propagator but smaller than that of the third‐order generalized‐screen propagator. Compared with the Fourier finite‐difference propagator, the generalized‐screen propagator requires fewer grid points per wavelength and has more potential to improve running speed in the presence of a much faster Fourier transform. These analyses are applicable for both forward modelling and depth migration.     

随机点源方法和随机有限断层方法模拟地震动的比较

在对用随机点源方法模拟地震动和随机有限断层方法模拟地震动比较的基础上,介绍了2种方法的局限性和优越性.分别用2种方法对卢龙和宁河地震进行了模拟结果表明:用随机点源方法模拟结果仅在某些频段与记录符合得比较好,而在其它频段内与记录符合得不好;用随机有限断层模型方法模拟结果无论在低频还是在高频都与记录符合得很好.因此加强研究中国大陆的地震动经验关系对提高随机点源方法在中国大陆的适用性是有益的,用有限断层方法模拟地震动的结果与记录符合得比较好,说明现在可以用该方法大量地模拟中国大陆地震动.     

A new method for precursory information extraction: Slope-difference information method

IntroductionSignificant progress has been made in the application of crustal deformation data to the intermediate and long-term earthquake prediction, seismicity situation judgment and the intermediate-term prediction, but the application to the intermediate and short-term earthquake prediction and research is difficult. This is because the crustal deformation data are not stable and contain strong intermediate and long-term deformational and disturbing signals, annual deformation signals and …     

比例边界有限元子结构法研究

比例边界有限元法最初应用于土-结构的相互作用分析，经过近几年的完善和发展，如今已经能够应用到其他很多领域。但是因为比例边界有限元理论是基于相似性要求的，使得其在处理几何形状复杂的结构时，会有很大的局限性，从而在某些领域的应用仍旧受到限制。同时由于其全时空耦合，导致大量计算量和工作量，也是其应用受限的一个原因。采用子结构法，打破这些局限性，并且分别针对有限域、无限域的问题，对比例边界有限元子结构法进行了研究，得出了有利于比例边界有限元法在工程实践中应用的结论，为其在实际工程应用中提供了可靠的依据和规律。     

地震资料采集方式对地震处理的影响研究

在岩性油气藏勘探中,为了能有效地对岩性油气藏进行识别,考虑到高分辨率和高信噪比的处理会造成保真度变差,因此,采用相对保真处理方法.但是,忽略地震资料采集方式对地震处理的影响.为此,基于准噶尔盆地石东地区一条长8km的高分辨率数据采集试验测线,通过分析剖面的反射特征和频谱特征,分别对地震采集震源和观测方式对高分辨率高信噪比地震资料处理的剖面和对相对保真地震资料处理剖面进行了分析和讨论.炸药震源的处理剖面,无论单深井还是组合井剖面的目的层反射波组特征信息都比可控震源的处理剖面丰富;无论单深井还是组合井,接收道距不同,目的层反射波组纵、横向分辨率也不同.小道距(5m道距)接收,目的层反射波组纵、横向分辨率最高.     

位场数据边界识别的新方法—增强型水平导数法

边界识别是位场数据解释的一项基本任务.现有边界识别方法大多是基于水平与垂直导数的高通滤波器,但垂直导数的计算会明显地增大噪声的干扰.为了改善这一问题,本文提出了一种新的边界识别滤波器,该方法是利用不同阶水平导数之间的线性组合来进行地质体边界的识别,由于该方法不需要垂直导数参与计算,因此其输出结果较稳定.理论模型试验表明,该方法能够更加清晰的识别地质体的边界,且与其真实边界相吻合.最后将其应用于实际数据的处理中,其结果清晰地反映出断裂的位置及构造之间的界线,并能识别出更多的细节信息.