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热效应下P波入射基岩-饱和土-非饱和土场地地震地面运动研究
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作者 马永沁 马强 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2955-2973,共19页
基于热效应下弹性波的传播理论,通过建立P波入射基岩-饱和土-非饱和土场地模型,研究了该场地下地震地面运动的问题.采用Helmholtz分解原理,结合边界条件,对热效应作用下场地中的波场进行分析,得到平面P波入射基岩-饱和土-非饱和土场地... 基于热效应下弹性波的传播理论,通过建立P波入射基岩-饱和土-非饱和土场地模型,研究了该场地下地震地面运动的问题.采用Helmholtz分解原理,结合边界条件,对热效应作用下场地中的波场进行分析,得到平面P波入射基岩-饱和土-非饱和土场地地震地面运动的解析解答.通过数值模拟,分析了热传导系数、饱和度、地下水水位等物理力学参数对场地地震地面运动的影响规律.研究结果表明:在考虑热效应和等温条件两种模型时,场地位移放大系数表现出显著的差异.特别地,在等温条件下位移放大系数普遍大于考虑热效应时的值;水平位移放大系数的变化趋势与热膨胀系数及热通量相位延迟时间的增长呈正相关性.与此同时,当介质温度和饱和度增加时,水平位移放大系数则表现出下降的趋势;对于竖向位移放大系数,其变化模式与热通量相位延迟时间、介质温度和饱和度的增长呈正相关.然而,当热膨胀系数增加时,竖向位移放大系数呈现出减小的趋势;此外,热传导系数的增加对自由场地位移放大系数的影响不明显,表明热传导系数对场地位移放大系数的变化作用较小;在考虑地下水水位的影响时,热效应下随着地下水水位的升高,水平和竖向位移放大系数逐渐增大.相反,在等温条件下的位移放大系数均随之减小. 展开更多
关键词 热效应 地下水水位 基岩-饱和土-非饱和土场地 地震地面运动 平面P
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苏通桥对非一致地震地面运动的反应和人工波质量的讨论 被引量:12
2
作者 秦权 孙晓燕 +2 位作者 贺瑞 丁志峰 温国樑 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期71-83,188,共14页
台湾集集地震SMART-II密集台阵的,带有GPS国际标准时间校准的7群非一致地震地面加速度记录,和2群以杂交法针对苏通桥桥位断层和地质构造产生的非一致地震人工地面加速度时程历史作为输入,分析了世界最大跨斜拉桥——苏通桥——对非一致... 台湾集集地震SMART-II密集台阵的,带有GPS国际标准时间校准的7群非一致地震地面加速度记录,和2群以杂交法针对苏通桥桥位断层和地质构造产生的非一致地震人工地面加速度时程历史作为输入,分析了世界最大跨斜拉桥——苏通桥——对非一致地震地面运动的变形和内力反应。每群地震输入由两个或三个台站的三分量加速度记录组成。还考虑顺桥向与波传播方向、断层走向间不同夹角、大桥是否跨越断层的情况下非一致地震地面运动的反应,并与由每群台站记录中含最大水平地面峰值加速度的记录构成的一致地震地面运动的反应做了比较。比较表明:尽管相应的一致地震输入是由一群台站记录中含最大水平地面峰值加速度的记录组成,苏通桥的半数非一致地震反应仍比相应的一致地震反应大,个别情况的非一致反应甚至比一致反应大得多。因此,苏通桥这样的特大桥的抗震设计应当考虑非一致地震的影响。还提出桥梁设计者应根据桥的动力特性对地震安全性评价提出所需的地震动参数。还检查了有关部门对苏通桥抗震设计提供的人工加速度波的反应谱和互相关系数,结果表明桥梁设计者应当在多方面检查所提供的人工波的质量。 展开更多
关键词 非一致地震地面运动 场地效应 失相干效应 波传播效应 密集台阵 斜拉桥
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改进的Clough-Penzien地震地面运动模型 被引量:14
3
作者 李春祥 翟文杰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2003年第5期53-56,共4页
简要介绍了Kanai Tajimi模型、Clough Penzien模型和改进的Kanai Tajimi模型。基于Clough Penzien和改进的Kanai Tajimi模型,提出了改进的Clough Penzien模型。利用拉普拉斯变换,导出了改进的Clough Penzien模型。比较了Kanai Tajimi模... 简要介绍了Kanai Tajimi模型、Clough Penzien模型和改进的Kanai Tajimi模型。基于Clough Penzien和改进的Kanai Tajimi模型,提出了改进的Clough Penzien模型。利用拉普拉斯变换,导出了改进的Clough Penzien模型。比较了Kanai Tajimi模型、Clough Penzien模型和改进的Kanai Tajimi模型和改进的Clough Penzien模型的统计特性。 展开更多
关键词 地震地面运动模型 土滤波器 统计特性 拉普拉斯变换
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平稳随机地震地面运动过程模型及其统计特征 被引量:11
4
作者 孙广俊 李鸿晶 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第6期21-26,共6页
地震地面运动过程具有强烈的随机性,应用随机理论对实际工程结构进行地震可靠性分析和抗震设计与加固时都需要建立合理的随机地震地面运动模型。本文选择3种典型的随机地震动模型,即理想白噪声模型、金井清模型和改进的金井清模型,分析... 地震地面运动过程具有强烈的随机性,应用随机理论对实际工程结构进行地震可靠性分析和抗震设计与加固时都需要建立合理的随机地震地面运动模型。本文选择3种典型的随机地震动模型,即理想白噪声模型、金井清模型和改进的金井清模型,分析了它们的物理概念、频域特征以及适用范围。引入状态向量,建立状态方程,通过复振型叠加法分析了地震地面运动过程的时域统计特性,推导出3种随机地震动模型的相关函数的解析表达式。这些结果可为结构随机地震反应时域分析和抗震可靠性评估提供基础。 展开更多
关键词 地震地面运动 随机地震动模型 状态空间法 复振型反应 功率谱密度函数 自相关函数 统计特征
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平稳地震地面运动改进金井清谱的相关函数模型 被引量:4
5
作者 李鸿晶 孙广俊 任永亮 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2007年第3期251-257,共7页
胡聿贤平稳地震地面运动谱模型是对Kanai-Tajimi模型的一种改进。通过数学推导证明胡聿贤谱是将基岩地震动模拟为过滤白谱过程,经具有某种特性的线性单自由度土层滤波后而形成的,从而在物理上解释了胡聿贤模型的合理性;研究了低频截止... 胡聿贤平稳地震地面运动谱模型是对Kanai-Tajimi模型的一种改进。通过数学推导证明胡聿贤谱是将基岩地震动模拟为过滤白谱过程,经具有某种特性的线性单自由度土层滤波后而形成的,从而在物理上解释了胡聿贤模型的合理性;研究了低频截止频率的作用,推导出胡聿贤模型的相关函数的表达式。本文所得结果可为结构随机地震反应时域分析提供基础。 展开更多
关键词 地震地面运动 随机过程 Kanai-Tajimi谱 胡聿贤谱 相关函数
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地下水位变化对地震地面运动的影响 被引量:7
6
作者 李伟华 赵成刚 《地震学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期482-492,532,共11页
本文以Biot提出的流体饱和多孔介质波动理论为基础,建立了成层地基模型,把地下水位以下的饱和土层用水饱和多孔介质模拟,地下水位以上土层用气饱和多孔介质模拟.通过研究入射平面简谐波在成层地基中的传播,分析了地下水位变化对地震地... 本文以Biot提出的流体饱和多孔介质波动理论为基础,建立了成层地基模型,把地下水位以下的饱和土层用水饱和多孔介质模拟,地下水位以上土层用气饱和多孔介质模拟.通过研究入射平面简谐波在成层地基中的传播,分析了地下水位变化对地震地面运动的影响.结果表明:P波入射下,当土体骨架相对刚度较小时,地下水位变化对地表位移尤其是竖向地表位移幅值影响较大,随着地下水位的下降,竖向位移逐渐增加,相对应的峰值频率逐渐减小;当土体骨架相对刚度较大时,地下水位变化对地面运动影响不大. 展开更多
关键词 地下水位 地震地面运动 流体饱和多孔介质 成层地基
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对地震地面运动持续时间定义的对比分析及改进建议 被引量:13
7
作者 尹保江 黄宗明 白绍良 《工程抗震》 1999年第2期43-46,共4页
本文通过对强震持续时间已有研究结果的分析,建议了一种比较合理、方便实用的强震持续时间的改进定义。
关键词 地震地面运动 持续时间 地震
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地震地面运动的分类 被引量:4
8
作者 尹保江 黄宗明 白绍良 《工程抗震》 1999年第4期29-33,共5页
本文从强震持时、频谱特性和能量分布峰态系数等三个方面对地震地面运动规律进行综合分析,提出了一种较为客观的地震地面运动分类方法。
关键词 地震地面运动 分类 持时 频谱特性 地震
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地震地面运动能量分析的新方法——小波变换
9
作者 肖梅玲 高春涛 叶燎原 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2005年第3期97-99,共3页
从小波变换的基本原理出发,利用小波能量特性及正交特性,根据加速度记录推导出小波变换下的地震地面运动的能量时程公式,通过小波变换后求得的能量同时包括了地震动时域和频域内的能量,而且这种方法从理论上是可行,从方法实现上也是比... 从小波变换的基本原理出发,利用小波能量特性及正交特性,根据加速度记录推导出小波变换下的地震地面运动的能量时程公式,通过小波变换后求得的能量同时包括了地震动时域和频域内的能量,而且这种方法从理论上是可行,从方法实现上也是比较简单的。 展开更多
关键词 小波能量特性 正交性 地震地面运动能量时程
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考虑时间—空间变化的地震地面运动模拟
10
作者 倪永军 朱 《北方交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第1期19-22,共4页
采用谱表示法,按不同的场地特性参数,模拟生成平稳与非平稳的随机过程,考虑了地震地面运动的时间—空间变化,计算了不同场地的地震反应谱,并与铁路抗震设计规范进行了比较,对不同的场地用反应谱法进行抗震设计的研究具有重要意义.
关键词 反应谱 地震地面运动 桥梁 模拟 抗震设计
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安徽固镇5.0级地震地面运动的某些特征
11
作者 汤有标 《华北地震科学》 北大核心 1989年第3期78-81,共4页
本文以安徽固镇5.0级地震为例,归纳和讨论它的地面运动现象——地物所遭受的破坏、倒塌、旋转方位和震源机制解得出的主压应力方位、破裂方向、断裂的活动方式、块本动向等特征,彼此得到验证,显示了一个五级地霞的地面运动特征。
关键词 地震地面运动 震源机制解 主压应力 破坏性地震 极震区 优势方向 宏观现象 地面破坏 中强震 南西方向
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柴达木盆地东部地震地面运动放大效应 被引量:9
12
作者 黄妍 陈彦阳 王彦宾 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期534-544,共11页
柴达木盆地是青藏高原东北部大型断陷山间盆地,该地区的流动观测记录了2008年11月10日发生于大柴旦附近的M_W6.3地震。和附近的基岩上的记录相比,盆地内部的记录显示出非常显著的地面运动放大效应,表现为峰值速度的增大、持续时间的延长... 柴达木盆地是青藏高原东北部大型断陷山间盆地,该地区的流动观测记录了2008年11月10日发生于大柴旦附近的M_W6.3地震。和附近的基岩上的记录相比,盆地内部的记录显示出非常显著的地面运动放大效应,表现为峰值速度的增大、持续时间的延长,其呈现出长持续时间的后续震相。傅里叶频谱分析表明盆地内部显著的后续震相的频率和直达波相比较低,地面质点运动轨迹图显示后续震相为面波运动特征。为了解释地面运动的差异,构建二维模型,通过交错网格高阶有限差分方法计算了地震波在盆地内部的传播过程,结果显示盆地内部低速层的存在造成直达波的放大以及多次反射与转换,盆地边缘结构造成的波的相干叠加产生了强烈的次生面波,其低频、大振幅、长持续时间的特征是盆地内部地面运动放大的主要原因。 展开更多
关键词 柴达木盆地 地震地面运动 沉积盆地 地震波传播 数值计算
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表层沉积物特性对地震地面运动的影响研究 被引量:5
13
作者 王洲鹏 王彦宾 张献兵 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期120-128,共9页
建立包含震源、沉积盆地和表层低速沉积层的二维模型,采用交错网格有限差分/伪谱混合方法求解地震波传播,讨论沉积层厚度和速度对地震地面运动的作用。结果表明:沉积层内产生的地震波的多重反射以及转换会引起地面运动持续时间的延长,... 建立包含震源、沉积盆地和表层低速沉积层的二维模型,采用交错网格有限差分/伪谱混合方法求解地震波传播,讨论沉积层厚度和速度对地震地面运动的作用。结果表明:沉积层内产生的地震波的多重反射以及转换会引起地面运动持续时间的延长,它们的相干叠加会造成地面运动峰值的放大;随着沉积层速度的增加,多重反射与转换波的能量减小,地面运动持续时间减小,但是不同速度或者不同厚度的低速层模型均显示出一致的地面运动峰值放大特征。结果说明,在包含震源、沉积盆地和沉积层的模型中,沉积层对地面运动的作用机理更复杂。在实际应用中有必要同时考虑这些因素的综合作用。 展开更多
关键词 表层沉积物 地震地面运动 地震波传播 数值计算 混合方法
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2008年青海大柴旦M_W6.3地震地面运动模拟 被引量:3
14
作者 陈彦阳 王彦宾 古村孝志 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期4633-4647,共15页
2008年11月10日在青海柴达木盆地北缘发生了大柴旦M W6.3地震,为了研究该地震的区域地震波传播与地面运动特征,本文利用地质资料和地壳速度结构研究成果,构建了柴达木盆地及周边区域三维传播介质模型,采用有限差分方法模拟了大柴旦地震... 2008年11月10日在青海柴达木盆地北缘发生了大柴旦M W6.3地震,为了研究该地震的区域地震波传播与地面运动特征,本文利用地质资料和地壳速度结构研究成果,构建了柴达木盆地及周边区域三维传播介质模型,采用有限差分方法模拟了大柴旦地震波场传播过程以及地面运动分布特征.结果表明,柴达木盆地对波场传播有明显影响,表现为地震波传入盆地后在边界产生次生面波,盆地沉积物对地震波具有围陷作用,地震地面运动在盆地内振幅增大、持时延长.模拟结果给出的地震地面运动峰值速度分布以及理论地震图均和观测结果符合较好,反映数值模拟较好地给出了观测地面运动的主要特征以及传播介质模型的合理性. 展开更多
关键词 地震波传播 地震地面运动 数值模拟 柴达木盆地 大柴旦地震
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常用地震地面运动模型的相关函数计算 被引量:2
15
作者 陈小锋 徐瑞 《建筑监督检测与造价》 2009年第6期15-18,31,共5页
地震地面运动具有强烈的随机性,地震地面运动随机过程的功率谱密度函数和相关函数对结构随机地震反应分析具有重要意义。综合国内外的研究成果,介绍了四种常见的地震地面运动模型,分别阐述了各个模型的适用范围和物理意义,并给出功率谱... 地震地面运动具有强烈的随机性,地震地面运动随机过程的功率谱密度函数和相关函数对结构随机地震反应分析具有重要意义。综合国内外的研究成果,介绍了四种常见的地震地面运动模型,分别阐述了各个模型的适用范围和物理意义,并给出功率谱密度函数及滤波方程;对于各个模型的相关函数则给出了两种求解方法,一种通过滤波方程,引入状态向量建立状态方程,由振型叠加原理进行推导,另一种通过自相关函数与功率谱密度函数存在的傅里叶变换关系,利用复变函数理论中的留数定理进行推导。所计算的地震地面运动模型的相关函数为结构随机地震反应时域分析提供有益的参考。 展开更多
关键词 地震地面运动模型 滤波方程 留数定理 相关函数
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一种平稳地震地面运动的改进金井清谱模型 被引量:22
16
作者 李鸿晶 陈辰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期158-163,共6页
该文提出了一种描述平稳地震地面运动过程随机特性的功率谱密度函数模型。假定基岩地震动为某种过滤白谱过程,通过两个特定频率参数控制该过滤白谱的低频和高频含量,从而实现对基岩地震动物理特性的模拟。利用金井清滤波器对基岩过滤白... 该文提出了一种描述平稳地震地面运动过程随机特性的功率谱密度函数模型。假定基岩地震动为某种过滤白谱过程,通过两个特定频率参数控制该过滤白谱的低频和高频含量,从而实现对基岩地震动物理特性的模拟。利用金井清滤波器对基岩过滤白谱进行过滤,得到地震地面加速度的谱密度模型。通过数学推导解释了该模型的物理机制,选择汶川地震强震观测数据拟合模型中的相关参数,给出了汶川地震场地相应的模型参数建议取值。该文模型在物理机制上可以认为是金井清谱模型的改进方案,但修正了金井清谱模型在零频处奇异的缺陷。 展开更多
关键词 地震地面运动 平稳过程 谱密度 金井清谱 过滤白噪声
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热效应作用下S波入射弹性地基自由场地地震响应研究
17
作者 杨奕琪 马强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期114-122,共9页
基于热弹性介质中波的传播理论,建立了平面S波入射下弹性地基自由场地模型,采用亥姆霍兹矢量分解原理,对热效应作用下弹性地基自由场地中的波场进行分析,获得了热效应作用下平面S波入射弹性地基自由场地地震地面运动的解析解答。通过数... 基于热弹性介质中波的传播理论,建立了平面S波入射下弹性地基自由场地模型,采用亥姆霍兹矢量分解原理,对热效应作用下弹性地基自由场地中的波场进行分析,获得了热效应作用下平面S波入射弹性地基自由场地地震地面运动的解析解答。通过数值计算,分析了热传导系数、介质温度、热膨胀系数等热物性参数对弹性地基自由场地地震地面运动所产生的影响规律。研究结果表明:考虑热效应和不考虑热效应的两种理论模型下所得到的水平和竖向位移放大系数有着明显差异;地表水平和竖向位移放大系数以及相应的加速度随着热膨胀系数和介质温度的增大而增大;热传导系数和热通量相位延迟对地表位移放大系数和加速度的影响较小;随着入射波频率的增大,地表位移放大系数和加速度均逐渐增大。 展开更多
关键词 热弹性介质 热效应 自由场地 地震地面运动 平面S波
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求解结构地震响应位移输入模型存在的问题及其AMCE实效对策 被引量:18
18
作者 柳国环 李宏男 国巍 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期862-869,共8页
提出一种实效方法-刚性无质量束缚元AMCE(Appended Massless Constraint Element)法,以解决地震地面运动作用下求解结构响应的位移输入模型中容易而不容忽视的问题。首先对位移输入模型进行了详细分析,明确指出当前位移输入模型在理论... 提出一种实效方法-刚性无质量束缚元AMCE(Appended Massless Constraint Element)法,以解决地震地面运动作用下求解结构响应的位移输入模型中容易而不容忽视的问题。首先对位移输入模型进行了详细分析,明确指出当前位移输入模型在理论上会导致计算结果具有不稳定性和不可靠性,进一步通过算例对此加以说明;针对此问题,提出了AMCE解决方法,并对本方法进行物理角度解释、理论分析和数值验证。结果表明,AMCE法不仅物理概念清晰、简单可行,而且具有足够的计算精度。 展开更多
关键词 刚性无质量束缚元 地震地面运动 位移输入模型
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地震动非平稳特性对结构非线性响应影响的分析 被引量:33
19
作者 曹晖 林学鹏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期30-35,共6页
虽然地震动的非平稳特性被越来越多的研究者所认识,但是其对结构非线性响应的影响却一直没有较为深入的研究。传统的反应谱和功率谱缺乏对地震动时间信息的表达,而由小波变换得到的地震动局部谱(时变谱)能更准确地反应地震动的非平稳性... 虽然地震动的非平稳特性被越来越多的研究者所认识,但是其对结构非线性响应的影响却一直没有较为深入的研究。传统的反应谱和功率谱缺乏对地震动时间信息的表达,而由小波变换得到的地震动局部谱(时变谱)能更准确地反应地震动的非平稳性。更为重要的是,小波变换可以将地震动能量在时间上的分布进行调整而不改变能量在频率上的分布,对考察地震动非平稳性对结构非线性响应的影响非常有利。利用小波变换的上述优势,对比分析了三条实际地震动记录对一榀钢筋混凝土框架非线性时程响应的影响,通过调整其中一条记录的能量在时间上的分布,清楚地表明地震动能量在时间上的集中对结构响应非常不利,并由此提出了有效峰值的概念来定量反应这种表现为能量集中的地震动非平稳性。 展开更多
关键词 非平稳性 地震地面运动 结构非线性响应 小波变换 钢筋混凝土
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地震动随机过程的正交展开 被引量:15
20
作者 刘章军 李杰 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1153-1159,共7页
介绍了随机过程Karhunen-Loeve分解的基本原理,指出了其在随机过程展开中所具有的优势与局限性.针对Karhunen-Loeve分解在求解特征问题中存在的困难,采用Hartley正交基作为展开函数,发展了一类基于Hartley正交基的随机过程展开方法.考... 介绍了随机过程Karhunen-Loeve分解的基本原理,指出了其在随机过程展开中所具有的优势与局限性.针对Karhunen-Loeve分解在求解特征问题中存在的困难,采用Hartley正交基作为展开函数,发展了一类基于Hartley正交基的随机过程展开方法.考虑到直接对地震动加速度随机过程实施正交展开,很难达到以较少展开项数反映原随机过程的目的.为此,提出了从地震动位移过程的正交展开出发,引入一类能量等效原理,获得了地震动加速度随机过程的正交展开式,进而将地震动随机过程展开为由10个独立随机变量所调制的确定性函数的线性组合形式. 展开更多
关键词 地震地面运动 随机过程 随机变量 功率谱密度函数 正交展开
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