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介绍场地时域分析基本理论和几种常见的阻尼矩阵确定方法,并基于有限差分方法,采用实际地震记录,考虑输入地震动强度和频谱特性,分别选择5种不同的瑞利阻尼矩阵形式,比较分析其对深厚场地时域动力反应的影响。结果表明:不同阻尼矩阵对加速度和反应谱均有影响,影响程度和输入地震动的频谱特性有关;当土层基频接近输入地震动卓越频率时,只根据土层基频确定阻尼矩阵是可行的,但当输入地震动卓越频率高于或远高于土层基频时,该方法会严重低估地表加速度峰值和反应谱谱值,时域分析中阻尼的确定应综合考虑土层特性和地震动频谱特性。 相似文献
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《地震研究》2021,44(4)
以某Ⅷ度设防区基岩场地地震危险性计算为基础,拟合不同随机相位的人造地震动时程作为输入,采用一维等效线性化方法,计算了Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类典型场地的土层地表地震反应。结果表明:(1)在不同地震动强度、不同随机相位基岩时程输入条件下,对不同类型场地土层地震反应计算得到的地表加速度峰值和反应谱值相对极差差别较大,地震动相位特征对土层地震反应的影响不可忽略;在反应谱特征周期2.0 s内,地表峰值和反应谱值变异系数随输入地震动强度的增大有增大趋势;(2)采用统计学方法计算给出了不同场地类别的基岩输入随机相位样本时程的必要数量,不同场地类别不同地震强度输入条件下所需要的最少样本量不同。在输入地震动强度不大(PGA0.20 g)且满足反应谱变异系数在均值加1倍标准差范围内时,不同类别场地至少需要15组不同随机相位的基岩时程,基本能满足均值统计要求;在输入地震动强度较大(PGA≥0.20 g),满足反应谱变异系数在均值加1倍标准差范围内时,至少需要30组不同随机相位的基岩时程,才能满足均值统计要求。 相似文献
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针对一典型砂土场地基于等效线性分析方法,研究了土层对输入近断层地震动脉冲特性的影响。选取两组近断层脉冲和非脉冲地震动对地表加速度反应谱放大系数进行了对比研究。结果表明：基岩非脉冲地震动经过土层的高频滤波作用传至地表后有转换成脉冲地震动的可能;基岩脉冲地震动经土层传播至地表后仍具有脉冲特性,部分含有潜在第二脉冲的地震动由于共振作用会产生附加脉冲。与非脉冲地震动相比,脉冲地震动会引起土层较强的非线性响应,导致加速度反应谱放大系数随基岩加速度值的增大衰减较快;而对于长周期加速度反应谱（3 s）,脉冲地震动引起的放大系数在基岩加速度大于0.1 g时远大于非脉冲地震动引起的放大系数。最后通过回归分析得到场地放大系数方程,建立了一种考虑近断层脉冲特性及土层非线性相互影响的场地概率地震危险性分析方法。 相似文献
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针对一典型砂土场地基于等效线性分析方法,研究了土层对输入近断层地震动脉冲特性的影响。选取两组近断层脉冲和非脉冲地震动对地表加速度反应谱放大系数进行了对比研究。结果表明：基岩非脉冲地震动经过土层的高频滤波作用传至地表后有转换成脉冲地震动的可能;基岩脉冲地震动经土层传播至地表后仍具有脉冲特性,部分含有潜在第二脉冲的地震动由于共振作用会产生附加脉冲。与非脉冲地震动相比,脉冲地震动会引起土层较强的非线性响应,导致加速度反应谱放大系数随基岩加速度值的增大衰减较快;而对于长周期加速度反应谱（3 s）,脉冲地震动引起的放大系数在基岩加速度大于0.1 g时远大于非脉冲地震动引起的放大系数。最后通过回归分析得到场地放大系数方程,建立了一种考虑近断层脉冲特性及土层非线性相互影响的场地概率地震危险性分析方法。 相似文献
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基于ABAQUS显式有限元并行计算平台,采用大尺度二维精细化有限元非线性分析方法,研究泉州盆地地震效应特征.结果表明:(1)与基岩输入地震动相比,地表峰值加速度总体呈放大效应,且盆地不同位置的放大效应存在明显差异;(2)地表或基岩剧烈起伏及土层横向分布极不均匀处,地震动易产生局部聚集效应,相应地表地震动呈显著放大或缩小效应;地表加速度反应谱产生双峰甚至多峰现象.(3)在土层竖向、横向分布不均匀处,峰值加速度沿深度方向呈非单调递减,加速度反应谱沿深度存在较大差异.场地地震效应的二维非线性分析法能在一定程度上反映特殊场地条件对地震动效应的影响,该结果可为泉州盆地及类似盆地的场地设计地震动参数的确定提供参考依据. 相似文献
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三种土层结构反应谱特征周期的统计分析 总被引：4，自引：0，他引：4
本文人工合成了若干条能够反映不同地震动特征的基岩加速度时程,并将其作为土层地震反应分析的地震动输入。选取了若干个软弱夹层分别在底部、中部和顶部的场地剖面,利用工程上广泛应用的场地地震反应分析的一维等效线性化波动方法,计算了不同场地类别,3种土层结构在不同地震动输入下的地表加速度反应谱的特征周期。给出了不同土层结构在统计意义上的反应谱特征周期的平均值,并通过与正常剖面反应谱特征周期的比较给出了不同场地类别,3种土层结构的反应谱特征周期的影响系数。本文的研究结果对进一步考虑场地分类具有一定的意义。 相似文献
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本文给出了唐山地区强震动记录应用研究的两个实例,提出了建筑结构采用时程分析时选用强震动记录的原则和方法,通过对唐山地区强震动记录的分析处理,得到了其峰值加速度及加速度反应谱,确定了本地区进行弹性时程分析时选用的强震动记录;研究了局部场地条件对地震动影响的唐山响堂三维强震动观测台阵,以唐山响堂台阵2号测井(地下32m)的基岩强震动作为输入,通过2号测井的土层剖面,利用2个一维土层地震反应分析程序,分别计算得到地表的峰值加速度和加速度反应谱,并把计算结果与同次地震相应的地表强震动记录峰值加速度与加速度反应谱进行了对比分析。 相似文献
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采用等效线性动粘弹性模型描述土的动力非线性特性,基于一维等效线性波传法,对泉州盆地地震效应进行了分析;同时,采用修正Martin-Seed-Davidenkov动粘弹塑性模型描述土的动力非线性特性,对泉州盆地非线性地震效应进行了大尺度二维精细化有限元分析,研究了地形地貌和土层横向不均匀性对地震效应的影响。将两种分析结果进行对比,结果表明：①随着基岩输入地震动强度增大,地表峰值加速度PGA放大效应总体呈现减小趋势,中震与小震、大震与小震的地表PGA放大系数之比依次为0.83~0.99、0.72~0.97;②该盆地Ⅲ类场地处,基岩、地表起伏不大,且土层横向分布较均匀,两种方法计算得到的地震效应特征类似;基岩或地表起伏剧烈、土层横向分布明显不均匀的Ⅱ类场地上,二维非线性分析给出的地表PGA放大系数明显大于一维等效线性结果,两种方法得到的地表加速度反应谱及PGA随土层深度的变化特征存在显著差异,二维非线性分析给出的地表加速度反应谱大多呈现双峰甚至多峰现象,且PGA在土层特定深度处存在聚集效应,使PGA随土层深度的变化呈现非单调性。 相似文献
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地震动输入界面的选取对深软场地地震效应的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
以天津和上海两个典型的深厚软弱场地为研究背景，探讨了地震动输入界面对场地地表地震动参数的影响。对于场地1(天津)和场地2(上海)，分别选择7个和8个剪切波速(υs)大小不同的土层位置作为地震动输入界面，并选用Taft、Northridge地震加速度记录和南京人工波作为输入地震动，将Taft波、Northridge波和南京人工波的加速度峰值水平调整为0．35m／s^2、0．70m／s^2和0．98m／s^2，用SHAKE91程序对这两个场地进行了不同的地震动输入界面、输入地震波和峰值加速度水平的128种组合的场地地震反应分析。与从假想基岩面(υs≥500m／s)输入地震动的结果(假想的实际值)相比，可得到如下结论：(1)随着地震动输入界面深度(剪切波速)的增加，场地地表加速度反应谱逐渐地向实际值接近；(2)地震动输入界面的深度相同时，地震动加速度峰值水平越高，两者的加速度反应谱谱值的相对差异也越大；(3)对于一般建筑物，可以把剪切波速为400m／s左右的土层作为地震动输入界面；对于中长周期的建筑物，则应慎重选择地震动输入界面，最好选取υs≥500m／s^2的土层或基岩面作为地震动输入界面。 相似文献
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基岩弹性刚度对土层地震反应的影响 总被引：4，自引：1，他引：3
将基岩上均匀、各向同性土层的地震反应,简化为置于弹性支座上的一维剪切梁模型进行分析。将地震激励假定为白噪声谱,在随机边界激励下,主要探讨了土层与基岩2种介质间的波阻抗比、波速比、土层厚度和阻尼特性对土层地震反应的影响。计算结果表明,对于一定的土层厚度,在一定阻尼比条件下,土层和基岩的阻抗比小到一定程度时,可以将基岩假定为刚性约束,而误差可以控制在一定的范围内。 相似文献
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We present a unified formulation of an analytical method for evaluating the response of a random soil medium to surface or earthquake excitations. Specifically, we are interested in this study to the case of a horizontally stratified layered soil profile. Soil properties, mass density and shear modulus of each layer are modeled as spatial random fields. The soil profile is laying on a homogeneous half-space. Integro-differential equations are formulated and solved using the Laplace transform method. Numerical results are, firstly, obtained in terms of effects of soil properties on distributions of mean dimensionless displacement and stress with depth. Then, the amplification function of the surface layer of a soil profile is formulated and a parametric study is conducted to examine the effects of stochastic variations of mass density and shear modulus on the amplification function. We, lastly, computed the seismic response of a site located in the basin of Metidja in Algeria to base rock accelerations which were recorded at Keddara's station during the May 21, 2003 Boumerdes earthquake, in terms of free surface Fourier spectrum amplitudes and accelerations. Comparison between computed accelerations and recorded ones at Dar Elbeida site has proved the effectiveness of the approach. 相似文献
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In this paper, a method to determine free field response spectrum of a soil deposit from a specified bed rock response spectrum is presented. This method treats the earthquake motion as if it was a stationary Gaussian random process but to account for the non-stationary character, an approximate method is used. The soil deposit is assumed to have mechanical properties (strength, shear modulus, etc.) increasing with some power exponent of depth. This layer overlies either a compliant elastic half space or a layer with shear modulus increasing linearly with depth.To demonstrate the validity and usefulness of this approach, two examples are presented. The first one consists in the transfer, from bed rock to free surface of a given soil profile, of the response spectrum derived from an accelerogram used to generate the Eurocode 8 response spectrum. The obtained free field response spectrum is compared to the one obtained by using a wave propagation program. The second example consists in the validation of this method with experimental records. 相似文献
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剪切波速对场地地表地震动参数的影响 总被引：3，自引：2，他引：1
本文以江淮地区典型场地资料为原型,将土层剪切波速实测值按照一定比例进行增减,构造多种场地土层地震反应分析模型,选择Taft、E1centro和Kobe三条强震记录作为地震输入,采用一维频域等效线性化波动方法进行了土层地震反应分析.研究结果表明,剪切波速的变异性与场地地表地震动的影响程度与输入基岩地震动的频谱特性、幅值、土层结构等因素有关.地表峰值加速度随着剪切波速的增大而逐渐增大,地表加速度反应谱的特征周期随着剪切波速的增大而逐渐减小. 相似文献
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场地地震安全性评价中确定设计地震动参数方面若干问题的研究 总被引：5，自引：0，他引：5
研究了确定设计地震动参数中涉及的若干问题,其中包括基岩水平加速度反应谱衰减关系的选择、震源深度对基岩水平加速度峰值及基岩反应谱曲线的影响、强度包络线函数及输入随机相位的选择、土体非线性特性参数和土层剪切波速值的选择、设计地震动反应谱的标定等问题。在有关方面的研究中基于一个典型场地计算剖面,采用一维等效线性化模型并通过逐项变换某些研究参数的方法,研究了有关方面对设计地震动参数可能产生的影响及存在的误差和相应的规律,有关研究结果对合理确定设计地震动参数具有一定的实用价值。 相似文献
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A Markov method of analysis is presented for obtaining the seismic response of cable‐stayed bridges to non‐stationary random ground motion. A uniformly modulated non‐stationary model of the random ground motion is assumed which is specified by the evolutionary r.m.s. ground acceleration. Both vertical and horizontal components of the motion are considered to act simultaneously at the bridge supports. The analysis duly takes into account the angle of incidence of the earthquake, the spatial correlation of ground motion and the quasi‐static excitation. A cable‐stayed bridge is analysed under a set of parametric variations in order to study the non‐stationary response of the bridge. The results of the numerical study indicate that (i) frequency domain spectral analysis with peak r.m.s. acceleration as input could provide more r.m.s. response than the peak r.m.s. response obtained by the non‐stationary analysis; (ii) the longitudinal component of the ground motion significantly influences the vertical vibration of the bridge; and (iii) the angle of incidence of the earthquake has considerable influence on the deck response. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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The non‐stationary rocking response of liquid storage tanks under seismic base excitations including soil interaction has been developed based on the wavelet domain random vibration theory. The ground motion has been characterized through statistical functionals of wavelet coefficients of the ground acceleration history. The tank–liquid–foundation system is modelled as a multi‐degree‐of‐freedom (MDOF) system with both lateral and rocking motions of vibration of the foundation. The impulsive and convective modes of vibration of the liquid in the tank have been considered. The wavelet domain coupled dynamic equations are formulated and then solved to get the expressions of instantaneous power spectral density function (PSDF) in terms of functionals of input wavelet coefficients. The moments of the instantaneous PSDF are used to obtain the stochastic responses of the tank in the form of coefficients of hydrodynamic pressure, base shear and overturning base moment for the largest expected peak responses. Parametric variations are carried out to study the effects of various governing parameters like height of liquid in the tank, height–radius ratio of the tank, ratio of total liquid mass to mass of foundation, and shear wave velocity in the soil medium, on the responses of the tank. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献