基于谱元法数值模拟研究地震判定准则

本文以宁夏区域地震台网为例,分析了波形互相关法在判定重复地震中可能存在的问题并讨论了相应的处理方法,通过构建三维非均匀体模型并利用谱元法数值模拟地震波的传播,统计了不同台站观测到的地震对波形互相关系数的分布,进一步研究了互相关系数与非均匀体性质及震源机制解之间的关系。结果表明:针对宁夏区域地震台网,利用波形互相关法判定重复地震比地震定位方法更有效;互相关系数在不同台站的取值与震源附近三维非均匀体强度和直达波与尾波的振幅比有关,对于相同的震源间距,较弱震源、较弱非均匀体或者较强振幅的直达波均会导致波形互相关系数变高,因此应选取更高的互相关系数阀值来判定重复地震。宁夏区域地震台网平均台间距为30—50 km,通过选取直达波较弱的台站或只截取尾波窗口计算互相关系数并设定较高的阀值,利用波形互相关法可有效地判定M_L1.0—3.0重复地震,进而为重复地震的监测与研究提供依据。      

2008年以来滇西地区地震序列的 谱振幅相关系数变化特征

使用云南数字地震台网记录的波形数据, 计算了滇西地区2008—2011年发生的6个M_S≥4.0地震序列的谱振幅相关系数. 结果表明, 这些地震序列无论是前震型、 主震-余震型, 还是震群型地震, 其谱振幅相关系数均较高, 分析认为可能是该区域处于高应力水平状态所造成的. 谱振幅相关系数较小的地震序列, 其震源机制一致性不高, 区域应力场强度较低, 可以作为判别后续没有更大地震的指标. 前震序列的谱振幅相关系数较高, 但谱振幅相关系数较高的不一定是前震序列. 地震序列的谱振幅相关系数较高, 仅仅表明其区域应力水平较高, 这种状态有利于该区域M_S≥5.0地震的再次发生.      

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。      

云南鲁甸6.5级地震序列的谱振幅相关系数变化特征

使用云南数字地震台网记录的波形资料,计算了云南鲁甸MS6.5地震序列的谱振幅相关系数。8月3日19时至8月4日5时,谱振幅相关系数由序列的最小值持续升高至最大值,期间发生了4次4级余震,表明震源机制逐渐趋于一致,4级地震发生在谱振幅相关系数波动相对较大的阶段。其后谱振幅相关系数一直维持在0.82的高值状态,8月17日距离鲁甸地震震中110 km的同一构造区永善发生MS5.0地震,表明谱振幅相关系数高区域应力水平较高。     

陕西及周邻地区几个地震丛序列的震源谱振幅相关研究

选取自2008年汶川地震以来山西霍州、陕西宁强、宁夏银川及甘肃古浪地区附近发生4个中小地震丛集,采用谱振幅相关分析法计算了各个地震丛序列的谱振幅相关系数随时间的变化,分析了各序列地区发生强震的危险性。结果表明,山西霍州序列谱振幅相关系数较高,表明霍州地区附近应力水平较高,后续发生强震的危险性较大。其余3个地区附近地震丛序列谱振幅相关系数较低,表明这3个地区应力水平不高,后续发生强震的危险性较小。     

2016年运城盐湖序列谱振幅相关系数变化特征

计算2016年3月12日运城盐湖M_L 4.8地震序列谱振幅相关系数,并与2006年代县震群相关系数进行对比分析。结果显示,2016年运城盐湖序列与2006年代县震群谱振幅相关系数总体呈下降趋势,但存在起伏变化,在转折上升过程中发生最大余震或震群的主震;2个地震序列的相关系数平均值均不高,可能是因为震源机制一致性较弱,区域应力水平较低。     

地震动反应谱与相位差谱的关系

研究了地震动相位差谱与反应谱的关系，从中发现相位差谱通过影响单自由度体系反应时程的形状来影响地震动反应谱．在相位差谱均值一定的前提下，减小其方差将使反应谱增大，反之将使反应谱减小．在相位差谱方差固定时，增大其均值的斜率将使反应谱值减小，反之将加大反应谱．相位差谱作用于反应谱时阻尼在其中起着重要作用，随着阻尼的增大，相位差谱对反应谱影响越来越明显．阻尼的增大使得相位差谱对放大倍数谱的影响逐渐减小．      

结构地震弹塑性反应谱——损伤谱

首先,本文基于各国广泛使用的由Park和Ang提出的双参数损伤模型,研究基于损伤性能的弹塑性反应谱（损伤谱）的分析方法。其次,文中考虑结构极限状态设计,并通过自编DBDS程序,研究得到了损伤反应谱（简称“RD谱”）,尺。谱综合考虑了结构最大弹塑性位移和结构累积滞回耗能的耦合影响,更加合理地反映结构在罕遇地震作用下的弹塑性行为。第三,通过大量时程分析和拟合得到回归公式及其相关系数,研究成果可供抗震性能评估使用。最后,由本文提倡的RD谱和已有研究的Rμ谱做了定性比较分析,说明了考虑地震动持时的必要性和重要性。     

判别小震群序列类型的新方法研究——谱振幅相关分析法

已有研究表明,与一般性小震群相比,前震序列的震源机制更趋于一致.鉴于小地震的震源机制不易求解,本文利用谱振幅相关分析法研究小地震震源机制是否相似的问题,以探讨小震群序列类型判定的可能性.选择小震群活动频繁的云南西北部作为研究区域,计算发生在该地区的五个震群的谱振幅相关系数.结果显示,2001年施甸M_S5.9级及2001年永胜M_S6.0级强震震前的小震群序列谱振幅相关系数平均值分别为0.88、0.93;2002年漾濞、2003年洱源、2005年宾川三个一般性小震群的谱振幅相关系数平均值分别为0.48、0.68和0.63.表明,强震前的小震群序列与一般性小震群序列相比,谱振幅相关系数明显较大,接近于1.0,说明其震源机制相似性更为显著.本文针对小震群类型判定所作的理论推测与所研究震例实测结果基本相符合,初步表明,谱振幅相关分析法可能是判定小震群类型的物理意义较为明确的方法,具有实用价值,值得进一步深入研究.     

特征参数对性态谱影响规律的研究

性能化抗震是工程抗震研究的重要方向。根据位移性能水准,计算不同周期结构达到性能水准时所需输入的最大地震动加速度值,建立性态谱;基于性态谱,研究自振周期、恢复力模型和第二刚度折减系数等特征参数对性态谱的影响。研究表明:性态谱表征了周期、性能水准和地震需求的三维谱关系,可预测达到不同性能水准时结构的地震需求;结构自振周期和第二刚度折减系数在短周期段对性态谱有显著影响,随结构自振周期的增大,谱值差别减小;双线型恢复力模型是否退化影响达到相同变形目标时的地震需求,退化模型性态谱谱值小于非退化模型。     

长周期地震动频谱特征周期研究

长周期地震动的频谱特性是影响长周期结构动力响应的重要因素,目前关于其频谱特征周期参数的研究尚有欠缺.根据长周期地震动的界定方法,选取65条远场长周期地震动和50条近场脉冲型地震动,计算各条地震动的10个频谱特征周期参数,通过分析各周期参数与长周期地震动低频特性指标的相关性和离散性,探讨合适的长周期地震动频谱特征周期表征...     

利用振幅谱差识别水淹层的变化

储层在长期水驱前后,其中的流体及储层本身会发生变化,导致速度和密度的变化,这一变化为应用四维地震监测油藏的变化提供了依据.本文基于平面波入射水平层状介质,推导出了用振幅谱差（四维振幅谱差）预测油藏变化的公式,并给出数值模拟的结果.理论计算表明,不同程度水驱和不同层位发生水淹其振幅谱差呈现明显的不同,从而在理论上证实了用振幅谱差预测油藏油水变化的可能.这为实际工作中利用振幅谱差预测地下油水变化奠定了理论基础.     

对上海市抗震设计反应谱及时程曲线的认识一答“关于上海市《建筑抗震设计规程》中长周期设计反应谱的讨论”

本文对上海市《建筑抗震设计规程(DGJ108-9-92)》中反应谱的研究工作作了介绍,就该反应谱的动力放大系数、特征周期、大于6秒周期反应谱的取值以及时程的合理性问题谈了个人看法,提出了一些改进意见。     

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。     

基于条件Newmark-Hall三联谱的时程分析选波方法

条件均值谱（CMS）已成为目前国内外广受关注及认可的结构抗震时程分析选波的目标谱,但其无法同时兼顾多个周期点谱加速度具有相同的地震危险水平,对于须考虑多阶振型影响的长周期结构尚存局限。Newmark-Hall三联谱是基于加速度峰值（PGA）、速度峰值（PGV）和位移峰值（PGD）并联合短、中、长周期相关放大系数建立的反应谱,与短、中、长周期结构均具有天然良好的相关性,其与概率地震危险性分析（PSHA）结合较弱及具有经验化特征。将两种反应谱的优势相结合,即将CMS的“条件分布”理念引入Newmark-Hall三联谱,建立了条件Newmark-Hall三联谱（即CN-H）,并提出了以CN-H为目标谱的选波方法（即CN-H方法）。以美国SAC计划设计的3层和9层抗弯钢框架结构为例,将CN-H方法与以CMS为目标谱的选波方法所得结果进行了对比。CN-H方法对于结构反应均值的估计与CMS方法具有一致的准确性,且所得结构反应的离散性也较低,可见CN-H方法对于结构弹塑性时程分析选波具有良好的适用性。     

基于模拟退火算法的设计反应谱标定方法

反应谱的标定是抗震设计的基础工作之一,模拟退火算法是基于模拟固体退火过程而提出的多参数优化组合方法。本文提出将模拟退火算法应用于设计反应谱的标定,并概述了模拟退火算法的基本原理及特点,介绍了运用MATLAB基于模拟退火算法对反应谱进行标定的过程。检验了将模拟退火算法应用于场地相关谱标定的可行性和合理性,给出了将其应用于工程场地地震安全性评价中设计反应谱标定实例。通过检验和实例分析可以看出,基于模拟退火算法的反应谱标定方法所给出的设计反应谱谱形真实地反映了原地震反应谱的特征,较客观的反映了场地相关反应谱的峰值和周期特征。     

The relation between the response spectrum and the phase diference spectrum

ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｄｔｈｅｐｈａｓｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒｕｍＦＥＮＧ－ＸＩＮＺＨＡＯ（赵凤新）ａｎｄＹＵ－ＸＩＡＮＨＵ（胡聿贤）ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，Ｓｔａ...     

A simplified multisupport response spectrum method

A simplified multisupport response spectrum method is presented.The structural response is a sum of two components of a structure with a first natural period less than 2 s.The first component is the pseudostatic response caused by the inconsistent motions of the structural supports,and the second is the structural dynamic response to ground motion accelerations.This method is formally consistent with the classical response spectrum method,and the effects of multisupport excitation are considered for any modal response spectrum or modal superposition.If the seismic inputs at each support are the same,the support displacements caused by the pseudostatic response become rigid body displacements.The response spectrum in the case of multisupport excitations then reduces to that for uniform excitations.In other words,this multisupport response spectrum method is a modification and extension of the existing response spectrum method under uniform excitation.Moreover,most of the coherency coefficients in this formulation are simplified by approximating the ground motion excitation as white noise.The results indicate that this simplification can reduce the calculation time while maintaining accuracy.Furthermore,the internal forces obtained by the multisupport response spectrum method are compared with those produced by the traditional response spectrum method in two case studies of existing long-span structures.Because the effects of inconsistent support displacements are not considered in the traditional response spectrum method,the values of internal forces near the supports are underestimated.These regions are important potential failure points and deserve special attention in the seismic design of reticulated structures.     

Consecutive combined response spectrum

Appropriate estimates of earthquake response spectrum are essential for design of new structures, or seismic safety evaluation of existing structures. This paper presents an alternative procedure to construct design spectrum from a combined normalized response spectrum(NRSC) which is obtained from pseudo-velocity spectrum with the ordinate scaled by different peak ground amplitudes(PGA, PGV, PGD) in different period regions. And a consecutive function f(T) used to normalize the ordinates is defined. Based on a comprehensive study of 220 strong ground motions recorded during recent eleven large worldwide earthquakes, the features of the NRSC are discussed and compared with the traditional normalized acceleration, velocity and displacement response spectra(NRSA, NRSV, NRSD). And the relationships between ground amplitudes are evaluated by using a weighted mean method instead of the arithmetic mean. Then the NRSC is used to define the design spectrum with given peak ground amplitudes. At last, the smooth spectrum is compared with those derived by the former approaches, and the accuracy of the proposed spectrum is tested through an analysis of the dispersion of ground motion response spectra.