谐波小波下的地震能量输入模型

地震动时频局部特性很强,在不同的时刻及不同的频率段,其能量差别很大.本文根据谐波小波的时频特性,通过地震动的多尺度小波变换,可以得到的不同频段的时变能量表达式,最后通过分析一实际的时频非平稳明显的强震记录,得到结果表明:低频的地震能量较小,且分布在整个时段内,能量衰减也不明显;中频的初始时段的地震能量较大,其衰减较快;高频的地震能量最大,且分布在初始的时段内,能量衰减很快.结果为能量法进行结构设计的提供了基础.     

远场地震动作用下地铁车站结构动力响应分析

基于ABAQUS有限元软件,针对深软场地条件,建立了土-结构动力相互作用模型。利用Python二次开发程序实现了黏弹性边界的自动施加。考虑远场大震波及人工波的不同频谱特性,对典型两层三跨地铁车站结构动力响应进行了研究。结果表明:车站结构动力响应受输入地震动的峰值加速度及频谱特性影响明显,结构在不同地震波作用下关键部位的内力及位移变化趋势一致。大震远场波作用下和人工波作用下的车站相对位移曲线形状有差异。对于典型的框架式地下车站而言,中柱的内力反应最大,为最不利受力构件,设计时应重点考虑。深软场地对地震波具有低频放大、高频滤波的效果,远场大震波中的低频含量丰富;与人工波作用相比,车站关键位置地震动峰值加速度(PGA)增大明显。     

覆盖层厚度对远场长周期地震动能量特性的影响

选取汶川8.0级地震中陕西省6个台站的东西向地震动加速度记录,通过HHT计算了各条地震动和其IMF分量的Hilbert能量和输入能量,对比分析了覆盖层厚度对远场长周期地震动能量特性的影响。结果表明:随着覆盖层厚度的增加,地震动的HE峰值、输入能量和Hilbert能量平均周期T_(mE)逐渐增加;当覆盖层厚度大于400 m时,地震动能量主要分布在低频区域,具有显著的长周期特性;当覆盖层厚度为0或很小时,地震动能量主要集中在前2~3阶IMF分量中,多个IMF分量的HE峰值较大,卓越IMF分量对结构的影响较小;随着覆盖层厚度的增加,地震动能量主要集中在高阶IMF分量中,仅1~2个IMF分量的HE峰值较大,其余分量均很小,卓越IMF分量的平均周期T_(mE)和原始地震动十分接近,对结构的破坏起主导作用,应重点研究。     

匹配追踪时频分析及其在油气检测中的应用

地震波穿过地下含油气区时会表现为低频能量相对增强、高频能量相对减弱,准确提取地震波的低频能量和高频能量可以实现地下岩石的含油气性检测。利用短时傅里叶变换、S变换和引入尺度参数的匹配追踪算法对合成信号进行了试算,结果表明,引入尺度参数的Morlet小波匹配追踪算法不仅算法速度快,而且有更好的时频分辨率;通过对实际地震资料的匹配追踪计算,表明该算法也适用于实际资料;利用匹配追踪算法较准确地提取地震波的低频和高频能量,并对实际资料进行了含油气性预测,取得了与钻井一致的结果。     

盆地型长周期地震动的判别准则

为了筛选出盆地内超高层结构抗震设计所需的盆地型长周期地震动(简称为长周期地震动)验算波,总结了长周期地震动的形成机理,分析了长周期地震动中面波的卓越性,提出了截取由面波主导的地震动尾波的方法,通过基于尾波特性的统计分析得到了长周期地震动的判别准则.结果表明:沉积盆地边界所激发的面波在盆地内传播、叠加以及依频率放大是长周期地震动的主要形成机理;长周期地震动中由面波主导的尾波段对长周期结构响应起控制作用;长周期地震动判别准则宜定为:速度反应谱卓越周期大于2s,且截取出的尾波与原始波在速度反应谱卓越周期处的谱幅值比大于85%.     

考虑支撑加固的框架结构远场长周期地震响应分析

为了研究不同地震作用下、不同自振周期以及支撑加固下结构的地震反应变化规律,选取3条常规地震动和3条远场类谐和长周期地震动,先对其进行反应谱特性分析,然后通过希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform)得到各条地震动的Hilbert能量谱,进而得到Hilbert能量谱用于比较分析不同地震动的能量特性。在此基础上,使用SAP2000建立3层和20层框架结构及其支撑加固结构的有限元模型并对其进行地震动作用下的弹性时程分析。结果表明:长自振周期的结构在远场长周期地震动作用下的地震响应远远大于常规地震动作用下结果,并且长自振周期结构的地震反应相比短自振周期结构更为明显;支撑加固对短自振周期结构的加固效果非常显著,而对长自振周期结构的加固效果不明显,且使得结构最大层间位移角所在楼层上移,引起结构中上部楼层存在安全隐患。     

地震波入射角对地震动特性的影响研究

在场地地震反应研究中,通常假定来自基岩的地震波是垂直向上传播的。但是这一假定与实际情况不符,越来越多的证据表明地震波是以某一角度倾斜向上传播,而且地震波入射角是影响场地地震反应的一个重要因素。为了揭示地震波入射角与地震动特性之间的关系,本文以均匀场地为例,假定地面与基岩面为无限大水平面,根据地震波的传播原理,确定从入射波到达地面同一点处的各条地震波路径,计算每条路径上地震波的到达时间及其振动幅值,然后按照到达时间对这些振动幅值进行叠加运算,计算得到的地震动时程就是场地反应的理论解;结合文献实例分别计算得到倾斜入射P波与S波作用下的位移时程,通过对比分析,验证该理论解法的正确性;应用此方法研究了地震动的幅值大小、持续时间、运动轨迹与地震波入射角的关系。研究表明,随着入射角的增大,P波作用引起的水平位移与S波作用引起的垂直位移通常会增大,地震动轨迹构成的轮廓面积也会随之增大,而地震动的持续时间总体减小。     

不同场地类别条件下框架结构地震响应的方向差异性研究

结构地震响应与所在场地的土层条件密切相关，而水平双向地震动作用方向的差异也会导致结构不同方向震害的差异.基于设计反应谱，选取了20组实际记录的水平双向地震动，针对基岩（Ⅰ0）、Ⅱ类以及Ⅲ类场地，对五层钢筋混凝土框架结构在双向地震动作用以及场地土层非线性效应共同影响下的地震响应进行分析，研究场地效应对地表地震动方向性以及上部结构地震响应方向性的影响.研究表明：在结构抗震设计时，不仅要考虑场地效应引起的地表地震动放大，还需要考虑场地效应引起结构地震响应的最不利方向以及方向差异性相比于基岩地震动作用时的变化；仅考虑出露基岩地震动输入的结构地震响应分析往往不安全，且忽略了场地效应对结构地震响应最不利方向的影响.     

考虑地震动空间效应的城市高架桥梁地震碰撞响应分析

分析了地震动空间效应对城市高架简支梁桥和多跨连续梁桥地震碰撞响应的影响．拟合了与规范反应谱相一致且考虑空间效应的人工地震波；建立了两种桥型的有限元模型；数值仿真并比较分析了一致激励以及仅考虑行波效应、仅考虑部分相干效应和同时考虑行波效应与部分相干效应的非一致激励等4种激励情况下，两种桥型的非线性地震碰撞响应．结果表明：地震动空间效应对桥梁地震碰撞响应的影响显著，且对连续梁桥的影响更为明显；考虑地震动空间效应会使桥梁的撞击力明显增大，同时考虑行波效应与部分相干效应时增幅最大；随着视波速的提高，地震动空间效应的影响逐渐减弱．因此，在城市高架桥梁地震碰撞响应分析中，必须考虑地震动空间效应的影响.     

展陈浮放文物振动台试验

为研究博物馆展陈浮放文物地震反应特征,以浮放文物高宽比γ和质量m为试验变量,进行了振动台试验,研究了不同频谱特性、不同强度地震动作用下浮放文物的地震反应,分析了浮放文物加速度响应时程曲线及加速度传导比曲线。结果表明,展陈浮放文物地震反应复杂,与地震动频谱特性、强度及文物自身特性(质量、高宽比、接触面摩擦系数及动力特性)显著相关;浮放文物地震反应频谱丰富,主要以较高频和高频为主;浮放文物加速度响应随地震强度基本呈单调递增,进行防震设计时可考虑增大浮放文物质量以降低其地震反应。     

Low-frequency earthquakes in Shikoku, Japan, and their relationship to episodic tremor and slip

Non-volcanic seismic tremor was discovered in the Nankai trough subduction zone in southwest Japan and subsequently identified in the Cascadia subduction zone. In both locations, tremor is observed to coincide temporally with large, slow slip events on the plate interface downdip of the seismogenic zone. The relationship between tremor and aseismic slip remains uncertain, however, largely owing to difficulty in constraining the source depth of tremor. In southwest Japan, a high quality borehole seismic network allows identification of coherent S-wave (and sometimes P-wave) arrivals within the tremor, whose sources are classified as low-frequency earthquakes. As low-frequency earthquakes comprise at least a portion of tremor, understanding their mechanism is critical to understanding tremor as a whole. Here, we provide strong evidence that these earthquakes occur on the plate interface, coincident with the inferred zone of slow slip. The locations and characteristics of these events suggest that they are generated by shear slip during otherwise aseismic transients, rather than by fluid flow. High pore-fluid pressure in the immediate vicinity, as implied by our estimates of seismic P- and S-wave speeds, may act to promote this transient mode of failure. Low-frequency earthquakes could potentially contribute to seismic hazard forecasting by providing a new means to monitor slow slip at depth.     

低频伴影技术在生物礁油气储层预测中的应用

含油气岩石对地震波的能量有衰减作用。当地震纵波穿过含油气地层时,波的能量将产生较大的频率衰减,在储层下方会出现低频强振幅的"低频伴影"现象。在低频率段,"低频伴影"特征明显,"低频伴影"的地震波反射能量较储层的地震波反射能量强。在高频率段,"低频伴影"的地震波反射能量较储层的地震波反射能量弱并随着频率升高逐渐减弱。选择川东北SYB1井区对"低频伴影"技术在生物礁油气储层预测中的应用进行研究,通过SYB1井和SYBc1井两口钻井的应用特征对比,有效结合"低频伴影"技术在含油气储层预测中的识别标志,得出"低频伴影"技术进行生物礁油气储层预测的适应性,证明了方法的正确性,为同类型油气储层预测工作提供参考依据。     

地基土对设备-结构体系能量反应影响分析

为了分析地基土对设备-结构体系能量反应的影响规律,开展了设备-结构体系振动台试验与设备-结构-地基土相互作用体系实时子结构振动台试验,对比以刚性地基为假设的设备-结构体系与考虑地基土影响后的设备-结构体系能量反应发现:考虑地基土影响后设备与结构的累积总输入能大幅度减小,且地基土可改变设备与结构总输入能在时间上的分布特性。由试验结果根据相似关系反推原型设备-结构体系的能量反应表明,基于刚性地基假设的设备-结构体系能量反应可能存在较大误差,因此在设备-结构体系分析中应当考虑地基土的影响。     

地铁地下结构抗震研究现状

回顾历史上地铁地下结构的震害现象,尤其是日本阪神地震大开地铁站的震害.简要归纳目前地下结构抗震研究主要方法,包括静力法、BART法、反应位移法及动力有限元法等.总结地铁地下结构在一致地震动作用下的地震反应研究现状.对地铁地下结构在非一致地震动作用下的地震反应研究、非一致地震动自由波场输入方法及其人工边界研究进行简要描述.概述了地铁地下结构的振动台试验研究现状,包括普通振动台试验、离心机振动台试验和针对非一致激励的振动台试验.对地铁地下结构抗震领域提出进一步研究展望.     

柴达木盆地新生代走滑构造特征及成因演化

柴达木盆地是青藏高原北部最大的中、新生代山间盆地,为阿尔金山、祁连山和昆仑山所围绕,形成"三山一盆"的构造格局,具有复杂的盆山关系。通过柴达木盆地西部地区地震资料精细构造解释,首次发现跃进二号东构造下部干柴沟组构造为正花状构造,而其上部干柴沟组、油砂山组、狮子沟组、七个泉组构造为负花状构造。构造演化剖面分析表明,走滑构造发育经历了七个泉组沉积末期强烈的压扭构造作用,发育了正花状构造样式,而至柴达木组沉积的前期构造由经历了强烈的张扭构造作用,发育了负花状构造,且叠加在早期正花状构造之上,使得浅层层序主要发育正断层,两期走滑断裂作用叠加产生了现今复杂的负反转走滑断裂带。而柴达木盆地北部地区也有相同的构造特征,由此可推断柴达木盆地是受阿尔金走滑断裂影响的斜向压扭构造,非走滑断裂主干位移带内的拉分盆地。因此,系统分析柴达木盆地地区构造发育演化对于深入认识复杂的盆山关系具有重要的意义。     

Seismic performances of large-span prestressed concrete frame structure by shaking table tests

The seismic performances of the large-span prestressed concrete frame structure of bunker bay of thermal power plant under different intensity level was investigated by shaking table tests.A 1/8 microconcrete nonfull weight scaled model was designed according to the prototype structure and the conditions of laboratory.Three kinds of scaled ground motion accelerations were employed as seismic excitations.White noise was input in the structure through each seismic wave applied.The experimental results indicate that the structure is safe to endure seven degree intensity as required in Chinese codes.The natural vibration frequency of the structure is decreasing with the increasing of the seismic intensity,the natural vibration frequency of the structure decreases by about 24.5%,and the structural stiffness reduces by nearly 44% in seven degree intensity of seldom occurred earthquake.The damage at the top of column in the first floor is the most serious,the weak part of the structure is at the first floor,and the strong beam/weak column phenomenon appeared obviously,so this kind of large-span prestressed concrete frame should not be used in a high intensity district.     

基于能量准则的SDOF阻尼减震结构最大地震位移

粘滞阻尼耗能能减小结构地震反应。根据振动等能量准则 ,由地震动力能量方程推导了单自由度 (SDOF)弹性体系的地震最大位移反应与阻尼比的关系。与地震动力时程数值分析方法计算得到的结果对比表明 :该文理论结果较好地反映了 SDOF结构的最大地震位移反应。在地震动特征周期处产生类共振时阻尼减震效果更为显著。利用振动等能量准则方法可较为简便地确定阻尼减震结构体系的最大位移反应和进行减震设计。     

格构锚固边坡地震响应的振动台试验研究

设计并完成比例尺为1∶8的边坡大型振动台模型试验,研究格构锚杆框架支护边坡在汶川波水平向、竖直向和水平竖直双向激振下的动力响应特性.研究结果表明:3种激振方式都会使边坡产生水平和竖直向加速度动力响应,且呈现出明显的非线性特征.水平向激振主要产生水平向加速度放大效应,边坡上方动力响应强度比中下方动力响应强度明显,内部动力响应强度比坡面动力响应强度明显;竖直向激振主要产生竖直向加速度放大效应,边坡中上方坡内动力响应强度大于坡面动力响应强度,边坡下方坡内动力响应强度则稍弱于坡面动力响应强度;加速度动力响应峰值放大系数(PGAA)随坡高也呈显著的非线性特征:在水平向激振下,水平和竖直向PGAA都是随坡高非线性增大;在竖直向激振下,水平向PEAA和激振加速度峰值AZmax≥0.400g时的竖直向PGAA随坡高非线性增大;在水平和竖直双向激振下,边坡中下方水平向PGAA和AXmax≥0.400g时竖直向PGAA随坡高非线性增大.3种激振方式下动位移响应主要出现在水平方向上,且呈现出非线性特征.水平向或水平竖直双向激振下,主要产生水平方向的永久位移,其量值接近但方向相反;竖直向激振下产生的水平和竖直向永久位移较小.3种激振方式下主要产生水平方向动土压力响应,响应程度比较接近,呈现出非线性特征,动土压力峰值的最大值都出现在坡中.     

钢箱边界效应振动台试验研究

为分析桩的动力响应和钢箱的边界效应,设计一个带有泡沫边界、滑动边界以及摩擦边界的钢箱,并进行桩土相互作用的振动台试验.试验结果表明:1)惯性效应作用下,桩顶的地震响应最大;2)钢箱不同埋深处,地震响应不一,底部最小,中部大于底部和上部;3)泡沫边界会影响土体内介质的加速度响应——无泡沫边界情况下土体内介质的加速度响应偏大.所以,在进行桩土动力相互作用的振动台试验时建议增设泡沫边界.     

山区城镇建设中的地貌问题

论述了河流阶地、冲洪积扇、台地、剥蚀面、滑坡平台等地貌类型的分布特征、演化规律及作为城镇选址的利弊,并提出兴利除弊、合理利用的途径.以四川省为例,对山区城镇地貌灾害的演化规律及防治措施进行了探讨.从地貌的角度对山区城镇发展的限制性因素进行了分析.