稳态SH波动的有限元模拟

将离散的局部透射边界与集中质量有限元方法相结合, 以模拟无限介质中的稳态波动。这种结合使有限元模型中的任一节点与其它节点(除邻近节点外)解耦, 从而使高效率的高斯消去法得以实施, 大大减少了计算机内存和计算时间。首先, 针对成层弹性介质中的稳态SH波动, 详细讨论该方法的列式及其计算精度;然后, 介绍如何减少计算机内存和计算时间的具体算法;接着以若干简单例子说明该方法的具体实施过程;最后, 简要讨论了需要进一步研究的若干问题。      

唐山地震前后京津唐张地区的应力场

作者从断裂力学观点研究了圆盘形纯剪切破裂产生的远场位移,导出了远场位移的解析表达式.用此表达式计算了远场位移脉冲波形及其谱.求得了P波和S波拐角频率F_cα、f_cβ与震源破裂半径的关系式,t_2α和t_2β分别是P波与S波的震源脉冲宽度在震源球上的平均值.V_r是破裂速度,取0.775β,α、β是P波与S波速度.介质吸收的影响,假定在略去路径滞后因子e-（iωr）/c后是最小相移滤波器,应用希尔伯特（Hilbert）变换导出了介质的频率响应公式 式中, r为震源距,c为波速,Q为介质品质因数,ω_m为高频截止频率.它与富特曼（Futterman）公式是不一样的.在考虑了介质吸收影响与仪器频率特性影响后,在频率域中求出了震源尺度2a和地震矩M₀.在时间域中,利用快速傅立叶反变换求出介质和仪器的脉冲响应后与震源脉冲折积,求得了合成地震图,用此图得到了地震图初动半周期T_2P与震源尺度2a或震源脉冲宽度t_2a之间的关系量板.用此量板在时间域中也求得震源尺度2a,与频率域中求得的结果基本一致. 利用从断裂力学观点研究震源破裂过程导出的关系式求出了京津唐张地区的区域剪切应力τ₀,式中η为地震辐射效率,取0.05;v为泊松比,取0.252;μ为刚性模量,取3.3×10¹¹达因/厘米².结果表明,1976年7月28日唐山大震前,唐山-丰南一带应力值最高，达870巴，离开唐山仅100公里左右的昌黎地区的应力就只有200巴左右.唐山大震后，地震破裂带中部的唐山一丰南一带，t₀降至100巴左右，而破裂带两头应力值仍很高，尤其是西南头的宁河一带，达400-500巴.直到11月15日此处发生6.9级强余震后应力值才降到200巴左右.     

地震应力降的讨论

本文指出,地震断裂错动产生的应力降与震级没有关系,恒定在约10-40巴.相应这种应力降水平,得到地震断裂半长度与震级存在关系式:1ga=0.5M+2.7或者1ga=0.5M+3.1.     

预应力约束下装配式剪力墙结构减震性能研究

为了应对中国在新时期提出的“经济,适用,绿色,美观”的建筑政策,装配式结构逐渐成为近年来关注的焦点.对比传统现浇结构,装配式结构更符合节能、节材、环保等要求.因此,进一步研究装配式结构的抗震性能是非常重要的.考虑现有装配式剪力墙结构节点连接部位存在湿作业、施工难度大,常常出现强构件弱节点,抗震性能有待进一步深入研究等情况.为此我们提出一种新的结构形式———预应力约束下装配式剪力墙结构,该结构通过预应力筋连接结构的墙、板,使结构形成一个整体,减少施工现场湿作业,施工质量得以提高.当地震发生时结构通过改变自身的刚度,使其自震周期增大,达到减小地震应力的目的,同时很多提高延性因素的条件也无需考虑,避免钢材的浪费.通过对现浇剪力墙结构模型和预应力约束下装配式剪力墙结构模型进行时程分析,计算结果表明:与现浇剪力墙结构相比,预应力约束下装配式剪力墙结构可减小90%的地震作用,减震效果显著.     

带暗柱Z形短柱抗震性能试验研究

提出了带暗的Z形短柱。通过3根Z形短柱抗震性能的试验研究,分析比较了Z形柱在两个工程轴受力方向的承载力、刚度、延性、滞回曲线和破坏特征,分析了暗柱对提高Z形短柱抗震能力的作用。试验表明加设暗柱后可明显提高Z形截面短柱的抗震性能。     

加卸载响应比(Load/Unload ResponseRatio)、能量加速释放(AE/MR)的临界区尺度及地震预测

加卸载响应比理论的主要思路是：系统在稳定状态时加载响应与卸载响应的比值与非稳定状态时加载响应与卸载响应的比值是完全不同的。大震前加卸载响应比升高和能量加速释放这两种现象可以用来对地震进行中期预报。同时，加卸载响应比理论和能量加速释放可能有相同的物理机制。为了验证这种地震预报方法的可行性，我们研究了几例发生在澳大利亚与中国，M5．0～7．9之间的地震，其中包括破坏严重的澳大利亚纽卡斯尔地震和中国的唐山地震。我们利用以震源中心一定范围内的数据计算了震前的加卸载响应比和能量加速释放的幂律拟合。能量幂律加速释放存在一组最佳的拟合，一定范围内加卸载响应比达最大值表明加卸载响应比也有一个临界区尺度。进一步讲，加卸载响应比与能量加速释放的临界区尺度是相似的。这些结果表明加卸载响应比与能量加速释放有相同的物理机制。进一步的研究可能会对这种物理机制提供更好的解释，同时也能对地震的中期预报提供理论基础。     

甚宽频带地震计频域标定的相关处理技术--用正交相关法提高大噪声条件下正弦波标定的精度

研究了正交相关法的数学原理,给出了仿真计算与测试应用的实例。结果表明,正交相关法具有很强的噪声抑制能力,克服了大噪声对标定精度的影响,大大提高了甚宽频带地震计的频域标定精度。     

一种新的运动检测及轮廓追踪方法

构建了基于块区域二阶矩比的三帧差分运动检测模型,应用文献[1]中的核密度估计模型来滤除其中的非运动区域,并采用支持向量聚类实现多目标检测。给出了运动物体轮廓快速追踪的RW算法,该算法不必考虑检测区域内部的细节问题,能够充分利用所检测到的边缘信息,比较符合人眼对轮廓的搜索习惯。最后给出了实验结果。     

华北地区大地震矩释放率和GPS应变率的一致性研究

GPS测量技术可以在较大地区范围内获得高精度地壳形变速率。稳定的应变速率提供了精确确定地震活动率的机会。本文运用Kostrov(1974)的公式将经平滑的华北地区应变速率转化为矩释放率，并与运用1303年洪洞地震以来的地震目录计算的矩释放率进行比较，发现两者之比南北向为60．6％，东西向为68．9％，北东剪切分量为104．1％。近似为1的比率表明了GPS测量结果的可靠性。这个结果对结合历史地震及大地形变测量估计矩释放进行地震危险性评估具有一定参考意义。     

储液池的抗震问题探讨

应用流体固体动力耦合统一分析模型的有限元法，进行了储液池的抗震分析。分别探讨了储液池内液体的液面大幅波动、池壁刚度变化、池的深宽比等对地震响应的影响。研究结果表明：储液池壁刚度是比较敏感的物理量，弹性比刚性池壁与液体相互作用的非线性行为强，池壁所受流体的作用力大；液面波的影响也有同样规律，刚性池壁情况下考虑面波与否影响不太大，但弹性池壁却有较大影响；另外宽池比窄池的响应强。