地震波面波空间相干性规律研究

本文选取台湾LSST、SMART-1台阵地震记录,分别计算不同间距S波和面波相干系数,采用Loh提出的相干函数模型对计算结果进行参数拟合。研究结果表明,当台站间距$ d < \text{50}\;{\rm{m}} $时,面波和S波相干系数基本相同;当台站间距$d = \text{500}\;{\rm{m}}$时,面波相干系数小于S波相干系数,且随着台站间距的增大,二者的差别逐渐增大;当台站间距$ d > \text{500}\;{\rm{m}}$时,面波空间相干性几乎不存在,可不考虑。本文给出的面波相干函数模型参数可作为大型盆地中的长大结构抗震分析时合成地震动场的参考。     

线性土-结构动力相互作用时域-频域联合解法

提出一种线性土-结构动力相互作用时域-频域联合解法．首先,用近场波动数值模拟解耦技术求得在短时脉冲作用下采用Rayleigh阻尼系统的时域解;再对时域解进行富立叶变换得到相应频域解;然后根据阻尼与系统动力反应结果的关系,利用泰勒级数展开技术得到具有复阻尼系统的频域解．这一方法充分利用了时域解耦显式算法的优点,提高了线性土 结构动力相互作用分析的计算效率．     

土—结构相互作用通用程序的改进

本文提出了用具有工程实用价值的透射边界替换通用程序ＦＬＵＳＨ中一致边界的方法。通过实例证明、二阶透射边界与一致边界具有相当的精度。改进后的程序ＷＭＮＳ－Ｆ１比ＦＬＵＳＨ具有更高的计算效率和实用性。     

基于场地特征周期的瑞利阻尼确定方法

从地震影响系数曲线的特征周期 出发,提出了分别取 和 作为时域计算瑞利(Rayleigh)阻尼的两个目标频率。通过3种不同厚度的单一土层和1种多层土层模型在3条不同地震动作用下的计算,比较了基于Annie方法和本文方法确定Rayleigh阻尼的时域解,以及基于等效线性化的频域解,结果表明：两种Rayleigh阻尼形式的地表加速度峰值误差都在10%以内,地表加速度反应谱基本一致,但本文方法对土层厚度和输入的地震动不太敏感,即误差随着土层厚度及输入地震动的不同离散性很小,且应用更为简便,无需求土层的自振频率,只需要根据场地类别获得场地特征周期,就可确定Rayleigh阻尼值。     

大型基础等效输入地震波研究

提出了一种考虑土与结构相互作用的"等效输入"概念,所谓等效输入就是采用合理的方法获得基础顶面的地震动,认为此地震动已充分考虑土与结构相互作用,可以作为抗震设计中刚性地基假定下的输入地震动.这种方法可以把开放体系中的动力问题转换到封闭系统中,这样既可以利用传统的刚性地基假设,又考虑了土与结构相互作用.用此方法对带箱形基础的框架结构模型进行计算,验证了等效输入的计算精度.     

基于AR模型的相干函数有效频段范围的确定

目前人们在进行地震动相干函数模型参数的拟合时,选取的频段范围存在很大差异,而确定有效的频段范围对相干函数模型拟合结果的合理性很重要。本文利用AR模型(Autoregressive Model,自回归模型)计算地震动的功率谱,提出了根据功率谱"信噪比(SNR)"确定相干函数有效频段范围的方法。本文的信噪比中的"噪",专指AR模型中的激励白噪声,用于衡量AR模型中某一频率地震动功率谱与激励白噪声功率谱之间的比例。定义信噪比SNR=0时对应的频率为有效频段的最高频率,大于最高频率的频率成分,被当作是地震波中的随机成分,可以不考虑地震动的相关性。采用这一方法,对SMART-1第45次地震记录的不同台站间距下的地震波进行了功率谱估计,根据信噪比确定出了有效频段范围,并计算了相应的相干函数,结果表明此方法是可行的。     

直下型断层的破裂速度对盆地地震效应的影响

首先基于有限断层破裂下的运动学震源模型,对比验证了三维谱元法对于近场地震动的模拟精度。 进而通过含盆地模型与不含盆地的一维水平成层模型的地震动强度之间和放大系数分布特征之间的对比,详细研究了直下型断层的破裂速度对盆地地震效应的影响。结果表明,盆地的存在会显著改变近断层地震动的分布特征,同时盆地内不同分量强地震动的分布特征变化较大。断层破裂速度对盆地地震效应影响显著,随破裂速度的增大盆地地震动强度逐渐增加,但不同分量上地震动强度的增加速率显著不同,受盆地效应的影响,放大系数表现出与强地震动不同的分布特征。盆地放大系数整体表现出随破裂速度的增加而减小的趋势,但不同分量放大系数所受影响程度差异明显。同时,盆地内地震动强烈放大区域的位置也受破裂速度的显著影响,但其总体上集中在断层两侧区域及垂直于破裂方向的盆地边缘附近。      

PGV/PGA和PGD/PGA随震级和震中距变化的研究

以太平洋地震工程研究中心(PEER)和强震动观测系统组织委员会(COSMOS)记录的13次地震的486个台站的三分量地震动峰值数据为基础,按照震级和震中距大小将其分类,得到地震动的峰值比PGV/PGA和PGD/PGA与震级和震中距的关系。结果表明:峰值比随着震级的增大而增大,随着震中距的增大也增大。最后给出了峰值比与震级和震中距的衰减关系,以供抗震设计参考使用。     

SV波入射下层状半空间相邻半圆形凸起地形地震响应研究

采用有限元方法计算SV波入射下层状半空间相邻2个半圆形凸起地形的地震响应,比较分析相邻凸起之间的相互影响。研究结果表明：（1）当无量纲频率 $\eta $ 较小时,凸起间距对地表位移谱放大系数 $\beta $ 的影响明显大于高频;凸起间距越小,右侧凸起对左侧凸起的影响越大,而左侧凸起对右侧凸起的影响还受入射角度限制。（2）当无量纲频率 $\eta $ > 1.0 时,对于相同的入射波频率和入射角度,凸起间距越大,对谱放大系数的影响越小。（3）当输入地震波波长大于凸起地形宽度时,相邻凸起的影响可忽略。（4）与SV波入射下均匀半空间半圆形凸起地形的地震响应相比,无论是单个半圆形凸起还是相邻2个半圆形凸起,在$ \left|x/a\right| $≤1.0范围内,层状半空间地表位移谱放大系数明显大于均匀半空间地表位移谱放大系数;在$ \left|x/a\right| $≥1.0范围内,偶尔会出现层状半空间地表位移谱放大系数小于均匀半空间地表位移谱放大系数的情形。     

SV波斜入射下成层盆地地震动时-频域放大特征研究

基于二维成层盆地模型,以盆地不同场点对应的一维等效土层模型的结果为参考,采用有限元法与人工透射边界相结合的方法,研究了SV波入射时入射角θ对盆地地表地震动放大特征的影响.结果表明入射角度和盆地分层构造对地表地震动放大特征均有显著影响:(1)盆地地表地震动峰值受θ影响显著,不同分量、不同区域(盆地边缘和内部区域)的位移峰...