P波入射下断层参数对地表地震动的影响

基于应用透射人工边界条件的显式有限元法计算断层破碎带宽度及力学参数变化、地震动入射角变化时二维断层场地模型P波入射下地表地震动场的分布。结果表明:(1)低速度破碎带的存在导致整个场地都有P波转换为SV波的分量,且在断层破碎带的区域出现断层陷波;(2)低速度破碎带的存在使输入场地恒定的能量向破碎带集聚放大,随着破碎带宽度增大或其介质波速降低集聚放大效应增大;(3)场地放大效应是频率相关的,宽度较宽或介质波速较低的断层破碎带对输入地震动中较低的频率成份放大显著;(4)竖向断层破碎带能阻隔斜入射地震P波,随着入射角增加隔震效应更显著。     

河谷地形对地震动的影响分析

基于时域隐式动力有限元结合黏弹性人工边界的方法,实现了地震动垂直入射下三维河谷地形地震反应的数值模拟。在此基础上,针对河谷地形对地震动的影响,对峰值差异、质点运动轨迹等进行了分析,继而分析了地震动相干性及相位差等频域特性。结果表明:河谷地形对地震动强度具有显著影响,其与河谷特征及场点位置相关;河谷地形能产生明显的地震动转换,且坡度越大地震动转换越明显;河谷地形效应会减小地震动的相干性,表现为河谷两岸地震动之间相干性较好,而边坡下降会导致相干性的减小;河谷地形效应导致地震动产生相位差,相位差大小与场点位置相关,但河谷两岸地震动之间几乎不存在相位差,而斜坡及谷底相位差均较大。     

基于环境振动测试的高层钢筋混凝土结构模态参数识别

根据高层钢筋混凝土结构环境振动测试数据,采用随机信号的频域分析方法,确定了高层结构的自振频率;基于不同测点在固有频率处的响应比及零迟时互相关函数确定了结构的振型;运用自功率谱和互功率谱,采用半功率点法计算了各阶振型的阻尼比.结果表明,环境振动测试能够较好地识别高层结构的1～3阶振型.对实测自振周期与<建筑结构荷载规范>的公式和数值模拟结果进行比较,发现:结构的层数小于20层时,实测值与<规范>规定的值最接近;结构超过20层时,实测值小于<规范>规定的值和数值模拟的结果.     

典型强震动加速度仪一致性检验

针对两种典型强震动加速度仪,ETNA与MR2002,利用汶川地震强余震流动观测进行了两仪器的一致性检验.通过架设在同一仪器墩上的2种强震动加速度仪在5次余震事件中所获取加速度记录的波形、峰值、傅里叶振幅谱及反应谱的对比分析可知,ETNA仪器记录的峰值加速度与MR2002仪器记录的峰值加速度间的最大相对误差达23.6％,且南北向峰值加速度差异大于东西向和竖向,竖向明显小于两水平向;反应谱及傅里叶谱变化趋势基本相同,只是幅值存在些微差异,且竖向谱值相差最小,明显小于两水平向,反应谱最大相对误差近5％,相对于低频反应谱,高频反应谱差异较大;此外,亦存在两仪器记录时程曲线反向、记录时间长度不等、触发点不同等差异.经分析认为,这些差异主要是由于两种不同仪器性能上的微差异、仪器参数设置不同、以及触发滤波算法不同等因素引起的.     

三维复杂山谷地形SV波垂直输入地震反应分析

本文基于显式有限元法研究了地震波垂直入射时三维复杂山谷地形对地震地面运动的影响,在数值分析中应用了三维化二维的解法和黏弹性人工边界的处理方法,实现了地震波垂直输入下三维复杂场地地震动数值模拟,并验证了该方法的合理性.以四川桃坪地区一山谷地形作为研究对象,基于地表高程数据分别建立了二维和三维场地模型,对比研究表明：在复杂地形情况下考虑二、三维模型时具有明显差异,三维模型能更真实地反映地形变化对地震动的影响,复杂地形条件下有必要考虑三维实际场地模型.本文对边界自由场的处理方法也可用于处理三维复杂场地地震动斜入射问题,为三维复杂地形场地地震效应研究提供参考.

     

川滇地区水平向强地震动衰减关系研究

利用近几年在川滇地区破坏性地震及汶川地震强余震中获得的951条加速度记录, 通过选取合适的衰减关系形式和距离参数, 经统计获得了川滇地区水平向峰值加速度与35个周期点对应的加速度反应谱(阻尼比0.05)衰减关系. 统计结果显示, 震级越大, 地震动随距离的衰减越慢; 加速度反应谱的短周期部分随距离的衰减明显快于长周期部分; 中强地震在近场也会产生较大的峰值加速度和较高的短周期加速度反应谱. 由于统计资料的非完整性, 本文统计结果尚不宜直接应用于相关工程场地的设计地震动参数确定中. 但本文结果与目前由转换方法得到的我国西部地震动参数衰减规律的较大差异提示： 进一步深入研究我国地震动参数衰减规律应是紧迫而重要的任务.     

两种粉质黏土的动、静强度特性对比研究

以南京与无锡的两种粉质黏土为研究对象,通过使用TSZ-2全自动三轴仪对这两种土在饱和以及非饱和状态下的静强度进行测定。对比分析两种土在饱和状态下,其原状样与扰动样之间抗剪强度的差异,以及两种土在非饱和状态下不同的初始含水率对其抗剪强度产生的影响。得出无锡土样较南京土样具有含水率低、密度高、孔隙比小、压缩性低、静强度高的特点,但扰动作用对无锡饱和土造成的影响较大,而南京土样受扰动作用影响小。确定非饱和粘性土的抗剪强度与含水率以及颗粒级配存在关联,从而导致两种土非饱和状态的抗剪强度存在差异。     

关于Nakamura方法有效性的讨论

1989年,日本学者中村(Nakamura)提出了一种基于同一地表测点地脉动水平分量与竖向分量傅里叶幅值谱比值(H/V ratio)来估计场地特征的方法,即所谓的Nakamura方法。该方法及其成立的两个前提条件近些年一直是国内外研究人员争议的对象。本文通过唐山响嘡局部场地影响台阵获取的脉动与弱震加速度记录的统计分析和对比,对该方法及其成立的两个前提条件的合理性进行了讨论,并提出了一些可供参考的建议。     

波动数值模拟中透射边界的稳定实现

从波动能量在计算区内累积增大的观点出发,通过简单的一维弹性波模型,系统地阐明了在近场波动数值模拟中透射边界两类数值失稳--"高频振荡"和"零频飘移"的机理:前者源于对波动数值模拟无意义的高频波动在人工边界上的放大和波在有限计算区内多次反射产生的反复放大;后者则源于透射边界允许零频和接近零频的分量不断进入计算区. 由此提出了稳定实现透射边界的完整方案包括两项简单措施:第一,在全部计算区内按文中建议的方法注入小阻尼,以消除高频振荡;第二, 给出一种具有明确物理意义的消除零频飘移的算子算法. 最后,提供了三维波源问题和散射问题的详细数值试验结果.     

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。