地震序列的空间随机分析

利用空间随机点过程的统计分析方法对大华北地区地震的空间分布特点作了统计分析.着重对地震的完全随机性、不同震级间地震的相互独立性以及随机标值等作了检验分析.分析表明,大华北地区地震的空间分布表现出成丛性,各不同震级段间为正相关,同时它们的空间分布可用一二维空间随机过程模拟.所得结果可为合理建立地震的空间分布模型提供依据,对合理估计地震危险性具有一定的意义.     

工程振动测试技术中实验模态分析方法的改进

实验模态分析是工程振动测试技术的基本任务之一。现有的工程振动测试技术教材通常采用频响函数的幅频曲线或者功率谱曲线,通过寻找局部峰值来实现模态参数的识别。该方法原理简单,计算方便,但是通常只能识别前几阶模态参数,而且由于受到分辨率的影响,会带来一定的识别误差。通过将现在广泛应用于环境激励下的随机子空间法加以改进,应用于一般激励下的模态参数识别;构建Hankel矩阵和Toeplitz矩阵,进行奇异值分解,并重构更稳定的结构状态矩阵,形成稳态图来识别结构的模态参数;以一个七层框架结构的数值模拟和一个实验室测试的简支钢梁为例演示了该方法。相比于传统实验模态参数识别方法,改进的方法能识别更高阶的模态参数,而且具有更高的精度,适合编程计算,可作为实验模态分析方法教学的有益补充。     

摩擦时间依从的地震活动性细胞自动机模型

设计了一个改进的单断层地震孕育过程细胞自动机（ＣＡ）模型,通过设计外界通过 施加应力与模型间进行的能量交换和模型的细胞之间存在的非线性力学作用,试图理解地震 活动特性的力学机制．与早期细胞自动机模型相比,改进了参数的取值方式,将摩擦时间依 从的理论引进模型,使该细胞自动机模型更接近实际的孕震系统．研究表明参数取值方式对 人工地震序列和各细胞破裂事件的非均匀时间特性有重要影响,较小震级和较大震级范围中 的事件分别遵从明显不同的累积频度一震级关系．     

地震动随机场的物理模拟

本文在总结前人研究成查的基础上着重描述了通过密集强震台阵观测到的地震动空间变化的特征，阐明了工程方法在研究地震动场时所面临的困难和其自身的缺陷。随后从震源和地震波在真实介质中传播这两方面考虑，提出了用参考点地震动和表示台阵内各台点几何关系，介质特性及震源影响的Ｆｏｕｒｉｅｒ谱矩阵所描述的地震动随机场理论。这一理论的核心在于一方面用参考点的动近似表示整个震源大小和传播介质在大范围的地质构造背景下对整     

随机激发过程对地极移动的作用

以随机微分方程组（1）作为地极移动（钱德勒摆动）的数学模型,求出了（1）的解。此解是二维的正态、平稳、马尔科夫随机过程,它具有遍历性.找到了它的转移概率密度和相关函数.通过对相关函数的研究,如果取ω=5.274,则钱德勘周期重合于强相关周期2π/ω;此外,还发现了另一个周期,即独立性周期π/ω.最后,研究了地极移动模型的最佳预测公式和预测误差.     

改进曲率模态识别桥梁损伤位置方法研究

结构健康监测和结构状态评估的主要前提之一是结构损伤识别。基于曲率模态对结构局部损伤比较敏感和频率指标测试简单方便、精度高的特点,本文提出了一种以结构的曲率模态为基础,综合考虑频率的变化的改进的结构损伤识别方法。随机子空间方法是一种行之有效的基于环境激励的结构状态识别方法。该方法的主要优点是无需人工激励,不中断桥梁的运营。为此,论文提出了一种不中断桥梁运营的基于改进曲率模态的桥梁结构损伤识别方法。最后用一三跨连续梁的有限元模型对该改进方法进行了验证。结果表明,采用随机子空间结合改进的曲率模态方法可以在不中断桥梁运营的前提下有效地识别出桥梁的损伤状况。     

随机动力系统最优控制准则研究

根据线性二次最优控制理论,给出了系统随机最优控制的控制律一般形式。从目标控制量的物理意义出发,提出了基于系统概率密度演化分析的最优控制准则,建立了递阶层次的演化过程控制准则类。以线性单自由度体系随机地震反应最优控制为例,分析了各控制准则类的权矩阵参数优化结果,并根据最优控制律进行了系统随机最优控制研究。结果表明,本文提出的系统随机最优控制的控制律确定方法可以对系统性态进行有效的控制。     

随机Petri网在地震应急协同能力定量评价与动态分析中的应用

地震应急是一个复杂动态的过程,需要各部门协同配合方能高效开展应急工作。本文通过调研分析历史地震应急处置案例,提出了Ⅰ、Ⅱ级应急响应下多主体地震应急协同的一般流程,构建了相应的随机Petri网模型,并基于Petri网可能出现的状态集同构马尔科夫链,在计算各应急状态稳定概率的基础上,定量评价应急协同能力。同时,将应急过程中利用率高的变迁所对应的应急行为,作为应急处置的关键环节。通过调整各关键环节的应急速率,进一步对应急协同能力进行动态分析,进而提出有效提高应急协同联动能力的相关建议,为科学开展地震应急处置工作提供支持。     

地震动随机函数模型研究(Ⅰ)——模型建立

基于随机过程的随机函数解释,发展了一种随机地震动模型.模型包括两个部分,分别是基于理论物理关系的Fourier幅值谱模型和基于经验关系的Fourier相位谱模型.基于拟加速度谱概念建立的幅值谱模型能够反映强震记录的幅值特性,而Fourier相位谱模型则利用累积相位谱的单值连续特性,以线性多项式与三角级数组合的形式给出.模拟记录与实测记录对比结果显示两者不仅在波形结构上相似性良好,而且反应谱层次亦吻合良好.     

强震地面运动的超随机特性研究

简述了几种常用的地震动平稳随机模型，这几种地震动平稳随机模型的功率谱是一组光滑的函数，相应的自相关函数基本上是指数衰减的振荡函数，且很快衰减到零；但是真实地震动的归一化自相关函数则有一较显著的随机噪声项，这个随机噪声的幅值为0．15左右，这就是本文中所说的超随机特性。目前常用的地震动平稳随机模型没有考虑这个随机噪声项及其对结构反应的影响。本文将真实地震动的自相关函数分解为一确定性函数和一随机噪声的叠加，并对自相关函数中的噪声部分进行了分析，得出两条重要性质。本文的研究结果表明地震动加速度时程的平方和(SS)比峰值加速度(PGA)更好地量度了地震地面运动强度。由于归一化自相关函数的随机噪声部分所对应的功率谱的随机波动成分对频率的积分为零，即归一化自相关函数的噪声部分对地震动总功率或平方和的贡献为零，因此自相关函数的随机噪声项对地震动的幅值影响不大，但自相关函数的随机噪声项明显改变了地震动功率谱在频域上的分布特征，因此会对结构反应产生一定的影响。由于篇幅所限详细内容将在下一篇文章中作进一步探讨。