非平稳随机地震响应的精确高效算法

本文推广了文献[1]分析平稳随机地震响应的精确高速算法,使得在演变随机激励下线性结构的非平稳地震响应很容易地获得了解决。对一些重要的包络函数g(t),本文通过简单的频域分析求出了精确的时变功率谱密度。     

地震破裂的确定性性质

了解地震破裂过程对于了解断层系统和地震危险是很重要的。关于断层破裂性质的若干假定已经提出,但还没有形成统一的理论(Brune,1979;Fukao and Furu-moto,1985;Ellsworth and Beroza,1995;Beroza and Ellsworth,1996;Dodgeet al,1996;Mori,1996;Mori and Kanamori,1996;Singhet al,1998;Steacy and McClos-key,1998;Kilb and Gomberg,1999;Sato and Kanamori,1999;Ohnaka,2000)。大多数被引用的概念上的假设是断层破裂的级联模型(Burne,1979;Ellsworth and Beroza,1995,1998;Kilb and Gomberg,1999)。在级联模型中,滑动在断层的一小段上开始,只要条件有利,并持续破裂,直至延伸到断层面。这个如同多米诺骨牌的理论有2个基本含义:小地震以大地震相同的方式开始,破裂过程是不确定性的;换句话说,直到破裂停止之前,地震大小是不能确定的。在本文中我们说明,事件最终大小与破裂最初几秒的地震能量辐射频谱成正比。我们推断,地震震级能在破裂完成之前被估算出来。这一发现意味着破裂过程在某种程度上是确定性的,并且具有破裂过程物理学的含义。     

基于概率密度演化的隔震结构随机地震响应

本文考虑地震动的随机性,运用概率密度演化方法对基础隔震结构的随机响应进行研究.上部结构与隔震层分别采用刚度退化的Bouc-Wen模型与Bouc-Wen模型,建立隔震结构的概率密度演化方程,直接应用四阶龙格-库塔方法迭代求解隔震结构的非线性的响应,得出隔震结构在8度罕遇地震下每层的位移概率.结果显示隔震结构较非隔震结构上部结构的位移大大地减小了,上部结构具有足够的安全性.结构整个概率密度演化过程显示了隔震结构的响应信息,概率密度演化方法能够有效评估隔震结构的抗震性能.     

多自由度海洋结构随机地震响应的近似计算方法

本文主要针对海洋结构非线性随机地震响应问题的近似计算分析进行了研究,导出了一个求解等效阻尼系数的简单表达式,利用这一等效阻尼系数,就可直接求解非线性结构的随机地震响应,而不必进行反复的迭代。这一方法的优点是求解过程较简单,计算速度快,但又具有较高的精度。     

分析相互作用体系随机临界地震响应的摄动法

本文应用随机摄动法分析了地基土-非线性单自由度结构相互作用体系的随机临界地震激励和对应的临界地震响应,导出了相应于平稳高斯过程的有关计算公式。作为算例,计算了一水塔结构的随机临界地震响应,结合干稳过滤白噪声随机地震动模型,计算了水塔的地震响应,并与其随机临界地震响应作了比较,从而对随机临界地震响应分析法的可靠性作了进一步的定量评估。     

基于正交试验法的随机地震响应的参数分析

考虑地震的随机性和土体的非线性,引入粘弹性边界和正交试验法,提出了一种在谐响应分析中直接输入加速度的加载方式,建立了基于虚拟激励法、等效线性化法和确定性动力有限元法相结合的非线性桩-土体系的随机地震响应的参数敏感性分析方法.研究了桩土模量比、地震动输入水平、桩的长径比等无量纲参数对随机响应的影响.结果表明:桩土模量比是最敏感的因素.     

行波效应对大跨度空间结构随机地震响应的影响

深入研究了行波效应对大跨度空间结构随机地震响应的影响,进一步完善了大跨度空间结构随机地震响应分析理论。推导了双支座、单自由度体系地震响应功率谱密度函数的解析表达式,研究了不同频率体系的响应峰值随地面视波速的变化规律,分析了多支撑点、多自由度体系的地震响应功率谱矩阵的特点,发现多自由度体系地震响应随地面视波速的变化规律与单自由度体系相似。数值模拟了某体育馆网壳结构在不同地面视波速情况下的随机地震响应,结果表明,考虑地震动行波效应后,结构地震响应随地面视波速的变化而显著变化,当视波速较低时其变化规律很复杂;且支撑点附近、受拟静力位移影响较大的部分杆件的地震响应明显增大,远离支撑点处、受拟静力位移影响较小的部分杆件的地震响应稍有减小。由此得出结论,对于大跨度空间结构的随机地震响应分析,必须考虑地震动的行波效应,尤其当受拟静力位移影响较大的部分杆件对结构抗震设计起控制作用时;且应对可能出现的地面视波速进行全面分析,作为结构抗震设计依据。     

刚性结构基础隔震随机地震响应及优化分析

运用随机振动的时域复模态分析方法，对刚性结构房屋基础隔震体系在平稳随机地震激励下的响应进行了分析，得出隔震结构体系的地震反应统计特征。在此基础上，结合基础隔震结构均方响应和地震激励均方值之比与频率比、阻尼比的关系曲线以及基于失效概率下位移限值与频率比、阻尼比的关系曲线，提出采用图解法确定隔震装置合理优化的参数取值。     

地震的确定性前兆及观测方法

实验证明,岩石破裂前必然发生"声发射",这为地震的确定性前兆研究提供了线索.但是,地震前兆的"声发射"与实验室岩石破裂前的声发射有类似之处,也有不同之处. 钻孔应变仪记录到不少地震前异常变化,其中2008年汶川8.0级地震前约一年姑咱地震台Y RY-4型钻孔应变仪记录的一系列"毛刺"异常较为典型.这些"毛刺"的时间分布...     

改进的确定性地震危险性分析方法及其应用

根据改进的基于振型叠加(mode superposition)技术的地震危险性确定性分析方法,结合区域地震活动性、地质构造和地震波传播特点,通过计算理论地震图途径,分别计算了城市周边各个地震对各个场点所造成的最大影响强度(主要以峰值加速度、速度和位移体现),所确定的参数可为结构抗震设计工作提供客观依据.     

多维地震激励作用下大跨度钢管混凝土提篮拱桥的随机响应

以某大跨度钢管混凝土提篮拱桥为例,分别研究了大跨度钢管混凝土提篮拱桥的自振特性及其在纵向激励、纵 竖向激励、纵 横向激励、纵 竖 横向激励作用下的地震响应特性。结果表明,横向激励对提篮拱桥地震响应特性有较大影响,对于多维激励情况,提篮拱桥的抗震性能并不优于平行拱,并进一步分析了原因。     

地震发生的随机模式

本文资料取自华北地震区1446—1969年的地震记录.选出活动期主峰与拐点地震36次, 每两次之间做埃尔米特插值, 这样就构造出一条等间隔采样的曲线, 它反映了五百年来华北地震活动强弱的变化.设此曲线由两部分组成, 确定性部分和随机部分.给出轮回模式与平稳随机过程的自回归模式, 分别进行外推预测.文中还做了后验综合分析, 将近期资料删截15次分别进行计算、外推、预测.把每个时间段被预测危险的次数相加得到预报曲线.根据这些后验的结果, 于1974年4月估计, 1975至1977年华北将出现地震活动高潮.在此间发生了1975年2月5日的海城地震与1976年7月28日的唐山地震.该曲线对今后华北地震仍具有预报意义.以海城地震开始的华北地震高潮还要延续一段时间, 至1980年后才转入低潮, 且到2001年前后将开始重新活动.      

建筑结构地震响应半主动控制的遗传-模糊算法

本文针对建筑结构地震响应半主动控制问题,应用基于遗传算法优化模糊规则库的遗传—模糊控制方法,通过MR阻尼器实现减小建筑结构地震响应。将结构的位移和加速度响应峰值控制双重指标作为目标函数,运用遗传算法的基本操作得到一组优化的模糊推理规则。以结构位移、加速度、地震加速度信号作为输入量,以MR阻尼器所提供的控制力为输出量,分别构造单阻尼器和多阻尼器的模糊控制策略。以某3层和6层框架结构为例,分别对两种遗传—模糊控制算法进行数值仿真分析,并与LQR最优控制结果进行比较。数值分析结果表明,采用遗传—模糊算法能够有效地减小结构的地震响应。     

空间网格结构多维多点随机地震响应分析的高效算法

将林家浩教授提出的“虚拟激励法”进一步推广应用于空间网格结构多维多点非平稳随机地震响应分析,推导了多维虚拟激励随机振动分析方法的理论公式,给出了峰值响应估计方法,并讨论了多维地震动的随机模型及参数选取,通过编制的专用计算机程序分析了网壳结构的随机地震响应。本方法自动包含了参振振型间及各输人地震分量间的相关项,计算精确、快速,非常适合分析频率密集型空间网格结构的随机地震响应,是一种高效的随机振动分析算法。     

地震仪器的瞬态响应

本文主要讨论观测仪器的质量问题,着重讨论影响初动的有关仪器部件和它们的参数.提出用升起时间 t_s 作为评价仪器记录初至波质量好坏的特性参数.给出升起时间 t_s 和仪器频带之间的关系.对我国地震台站上常用地震仪器的升起时间作了比较.