考虑场地效应的多点地震动作用下边坡永久位移分析

1

作者 宋健 潘驭航 +3 位作者 陆朱汐 姬建 张飞 高玉峰 《岩土工程学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期65-75,共11页

地震动引起的边坡土层非线性动力响应可能导致坡体不同位置的地震动加速度时程不一致,从而对整个滑动体的极限平衡状态及之后的地震累积永久位移产生影响。为了研究场地效应对边坡地震永久位移的影响,基于极限平衡条分法,通过对不同土... 地震动引起的边坡土层非线性动力响应可能导致坡体不同位置的地震动加速度时程不一致,从而对整个滑动体的极限平衡状态及之后的地震累积永久位移产生影响。为了研究场地效应对边坡地震永久位移的影响,基于极限平衡条分法,通过对不同土条赋予不同的水平和竖向地震动时程,推导出一种考虑场地效应的圆弧和任意形状滑面的多点地震作用下边坡永久位移分析方法。通过与有限差分软件FLAC的数值模拟结果进行对比,验证了该方法能够合理考虑地震动的场地效应。通过研究不同分布形式的多点地震动及竖向地震动对边坡永久位移的影响,结果表明:场地效应引起的水平地震动放大以及多点地震动不同分布模式会导致整个滑体平均地震惯性力作用位置发生改变,从而影响地震作用下滑动体沿滑面的永久变形量,竖向地震动对边坡地震位移影响较小。将方法应用于Lexington土石坝震后变形案例分析,计算得到的坝坡地震永久位移与实际震后观测值相吻合,证明了考虑场地效应的重要性及本文方法的合理性。 展开更多

关键词 地震边坡稳定性 场地效应 永久位移 极限平衡条分法 多点地震动

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空间相关的多点地震动合成(Ⅱ)──合成实例 被引量：56

2

作者 屈铁军 王前信 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1998年第2期25-32,共8页

本文应用已提出的自功率谱、相干函数、视速度模型生成了空间相关的多点地震动时程。采用分段合成、乘强度包络函数的方法近似地考虑了地震动强度和频率成分的非平稳性，生成的地震动符合空间相关性、传播性、随机性和非平稳性，可用于... 本文应用已提出的自功率谱、相干函数、视速度模型生成了空间相关的多点地震动时程。采用分段合成、乘强度包络函数的方法近似地考虑了地震动强度和频率成分的非平稳性，生成的地震动符合空间相关性、传播性、随机性和非平稳性，可用于长结构多点输入地震反应分析。 展开更多

关键词 空间相关 非平稳 地震动模拟 多点地震动

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一种合成多点地震动时程的方法 被引量：12

3

作者 夏友柏 王年桥 张尚根 《世界地震工程》 CSCD 2002年第1期119-122,共4页

给出了一种合成多点地震动时程的方法。这个方法只要对功率谱密度矩阵作振型分解。用平稳随机过程理论推导了合成公式中幅值与迟滞相干矩阵分解值的关系，而相位角是确定的。

关键词 空间相关 振型分解 多点地震动合成方法 功率谱 相位角

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基于震源机制且考虑场地土分层差异效应的多点地震动:理论与程序开发 被引量：5

4

作者 柳国环 陆新征 国巍 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期582-588,共7页

结合前人工作,首先形成了适用于我国目标场地的基于震源机制,且考虑局部场地效应的地表多点地震动具体生成途径,包括:(1)依据随机振动理论建立能够反映包含多个土层在内的局部场地整体过滤效应的传递函数,(2)基于本文作者改进的过滤函... 结合前人工作,首先形成了适用于我国目标场地的基于震源机制,且考虑局部场地效应的地表多点地震动具体生成途径,包括:(1)依据随机振动理论建立能够反映包含多个土层在内的局部场地整体过滤效应的传递函数,(2)基于本文作者改进的过滤函数而得到的适用于我国目标场地的基岩谱,进而通过分区建立局部场地的整体传递函数以反映不同场地土之间的差异性,(3)在前人工作基础上考虑了场地的非平坦性因素,(4)为了程序编制方便,给出了多土层过滤后相位角变化的显示表达式;然后,依据上述理论框架成功实现了程序MEMSV2011.6(Multi-support Earthquake Motions Simulation Version 2011.6)的编制和可视化运行,该程序可直接生成界面图形并输出数据文件,具体功能包括:设置震源参数、分区输入土层参数、计算并显示土层传递函数、设定非平稳参数、调控频率、生成多点地震动时程、验证多点地震动间的相干性以及拟合规范(桥梁、建筑和电力设施)反应谱等;最后,以一桥梁土层为算例,利用该程序生成了目标场地基于震源机制的地表多点地震动,并分析了地表地震动对场地土和震中距因素的敏感性。本文内容具有坚实理论基础和实用性,可直接为工程提供参考。 展开更多

关键词 多点地震动 基岩谱 局部场地 非平稳 规范反应谱

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山丘谷地交错场地上多点地震动模拟研究 被引量：4

5

作者 田利 马瑞升 李庆伟 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第3期18-24,共7页

对山丘谷地交错场地上多点地震动的模拟进行研究。介绍了平坦场地上多点地震动模拟方法。提出了基岩地震动功率谱选取方法,即运用迭代方法从基岩反应谱得到基岩功率谱。利用基岩相干函数,给出山丘谷地交错场地上多点地震动模拟的方法。... 对山丘谷地交错场地上多点地震动的模拟进行研究。介绍了平坦场地上多点地震动模拟方法。提出了基岩地震动功率谱选取方法,即运用迭代方法从基岩反应谱得到基岩功率谱。利用基岩相干函数,给出山丘谷地交错场地上多点地震动模拟的方法。针对一算例进行分析,生成了山丘谷地交错场地上多点地震动时程曲线,并比较了模拟点的功率谱与目标功率谱吻合程度。该研究成果可为山丘谷地交错场地上大跨度结构地震反应分析输入地震动的确定提供依据。 展开更多

关键词 多点地震动 平坦场地 山丘谷地交错场地 基岩地震动

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已知地震记录的多点地震动仿真 被引量：1

6

作者 李英民 吴哲骞 陈辉国 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期105-110,126,共7页

为寻求大跨度结构分析所需的合理地震动输入,给出了一种基于已知地震记录的多点地震动合成法,该方法使用AR模型估计谱函数,利用多元线性预测对未知输入点地震动进行预测,通过高斯随机抽样来反应地震动的随机因素,并采用分窗叠加的办法... 为寻求大跨度结构分析所需的合理地震动输入,给出了一种基于已知地震记录的多点地震动合成法,该方法使用AR模型估计谱函数,利用多元线性预测对未知输入点地震动进行预测,通过高斯随机抽样来反应地震动的随机因素,并采用分窗叠加的办法反应时变特性。通过比较合成地震动与该处真实地震记录说明了该合成方法具有准确性和合理性,可以为大跨度结构抗震计算提供参考。 展开更多

关键词 多点地震动 空间相关性 台阵记录 模拟 谱函数 自回归模型

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基于非均匀调制模型的完全非平稳多点地震动特性分析与模拟 被引量：2

7

作者 陈辉国 李英民 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第4期523-530,共8页

通过引入非均匀调制函数模型,实现了对地震动时频非平稳特性起重要作用的时变功率谱的模型化,结合模型参数识别方法,验证了利用所采用非均匀调制函数模型来表征地震动时频非平稳特性的有效性.同时,利用SMART1台阵记录,对非均匀调制函数... 通过引入非均匀调制函数模型,实现了对地震动时频非平稳特性起重要作用的时变功率谱的模型化,结合模型参数识别方法,验证了利用所采用非均匀调制函数模型来表征地震动时频非平稳特性的有效性.同时,利用SMART1台阵记录,对非均匀调制函数参数的空间变化特性进行了分析,并探索了利用非均匀调制函数参数化模型实现完全非平稳多点地震动模拟的方法.算例分析表明,该方法不仅避免了传统演变谱法实现过程中对时变功率谱理论模型进行简化所带来的不足,而且可同时考虑空间地震动的相干效应、行波效应并与目标反应谱拟合较好,在实际工程中具有较强的推广应用价值. 展开更多

关键词 非平稳地震动 多点地震动 非均匀调制 演变谱

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多水平成层的非均匀介质圆弧形峡谷地下多点地震动模拟 被引量：6

8

作者 柳国环 马杰 冯啸 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期473-479,共7页

开发了考虑圆弧场地水平多分层效应的地下多点地震动模拟可视化程序,验证其可靠性。首先,描述了给出的圆弧场地多分层效应的SH波动散射频域解,其本质是突破了传统均匀介质和分层不穿越峡谷前提的局限性;其次,利用从水平地表到峡谷表面... 开发了考虑圆弧场地水平多分层效应的地下多点地震动模拟可视化程序,验证其可靠性。首先,描述了给出的圆弧场地多分层效应的SH波动散射频域解,其本质是突破了传统均匀介质和分层不穿越峡谷前提的局限性;其次,利用从水平地表到峡谷表面再到地下土层的传递函数,通过两次传递得到了圆弧峡谷地下的目标功率谱和反应谱;进而,具体描述所导出的圆弧场地平-凹相关性的相干函数及其推导过程;最后,基于上述理论,开发了多层状的非均匀圆弧场地的多点地震动模拟程序,给出了模拟结果与目标功率谱、反应谱和相干函数的拟合对比,验证了该理论和程序的合理性和可靠性,便于所发展理论和方法的实用化和推广。 展开更多

关键词 相干函数 分层圆弧形峡谷 地形效应 传递函数 地下多点地震动

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空间相关多点地震动合成的简化方法 被引量：19

9

作者 刘先明 叶继红 李爱群 《工程抗震》 2003年第1期30-33,36,共5页

本文在前人提出的方法基础上 ,给出了一套较为完善而又简化的多点地震合成公式。该方法生成速度快 ,避免了大量的运算 。

关键词 多点输入 地震 结构物 反应谱 多点地震动时程 合成方法

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考虑时频非平稳以及局部场地因素的多点地震动仿真方法研究

10

作者 李英民 吴哲骞 +1 位作者 董银峰 韩军 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第S1期261-268,共8页

给出一种基于已知地震记录的多点地震记录仿真方法,该方法利用基于已知地震记录建立时变相位模型,并利用Taylor级数展开式以及Wiener-Khintchine变化推导出空间位置处时变(互)谱函数矩阵,并利用谱再现技术实现地震记录的反演,给出的模... 给出一种基于已知地震记录的多点地震记录仿真方法,该方法利用基于已知地震记录建立时变相位模型,并利用Taylor级数展开式以及Wiener-Khintchine变化推导出空间位置处时变(互)谱函数矩阵,并利用谱再现技术实现地震记录的反演,给出的模型可以考虑地震动的具有空间变化特性的时频非平稳特性以及局部场地因素。 展开更多

关键词 多点地震动 台阵记录 相干模型 空间相关 非平稳谱

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基于时-频包线函数的多点地震动合成

11

作者 俞瑞芳 阿布都瓦里斯 俞言祥 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第S1期161-166,共6页

地震动频率非平稳特性对结构响应有重要影响。本文通过引入随频率变化的包线函数,近似模拟地震动频率的非平稳特性,建立了能够考虑地震动频率非平稳特性的空间相关多点地震动的合成方法。实例分析表明,本文给出的拟合方法能够较好地反... 地震动频率非平稳特性对结构响应有重要影响。本文通过引入随频率变化的包线函数,近似模拟地震动频率的非平稳特性,建立了能够考虑地震动频率非平稳特性的空间相关多点地震动的合成方法。实例分析表明,本文给出的拟合方法能够较好地反映地震动频率的非平稳特性,强调地震动时程在下降段的低频成分。由于在本文给出的模拟方法中,可以采用不同的时-频分析工具构建随频率变化的强度包线函数,所以非常适合于工程应用。 展开更多

关键词 频率非平稳 包线函数 多点地震动 地震动合成 相干函数

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覆水效应的地下相干函数与相变V形峡谷多点地震动模拟及其特征规律

12

作者 柳国环 陈欣宇 费琦翔 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1437-1446,共10页

引入覆水效应和相变特征地下相干函数模型并导出其显式表达式,探讨归纳了该模型相干性的变化规律,并从物理本质上予以解释。依据场地散射频域理论解,得到目标场地的传递函数,联立本文提出的地下相干函数,构造出半覆水相变V形峡谷场地的... 引入覆水效应和相变特征地下相干函数模型并导出其显式表达式,探讨归纳了该模型相干性的变化规律,并从物理本质上予以解释。依据场地散射频域理论解,得到目标场地的传递函数,联立本文提出的地下相干函数,构造出半覆水相变V形峡谷场地的地下功率谱矩阵,生成地下多点地震动时程,通过功率谱和相干函数拟合,验证了模拟结果的可靠性与合理性,分别对比分析了本文提出的相干函数与覆水深度对地震动的影响。以一座连续刚构桥为例,重点分析了地下相干函数与峡谷覆水深度对结构内力的影响。结果表明:引入覆水效应后,多点地震动间相干性表现增强,覆水区地震动减小,其原因在于对应P波的部分能量被传递至水中;地震动和地震响应大小与覆水深度呈负相关,距覆水区越远,受到覆水深度的影响越小。 展开更多

关键词 地下多点地震动 覆水效应 相变 地下相干函数 V形峡谷

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多点地震动合成简化方法研究 被引量：4

13

作者 许谋奎 张猛 张增军 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2009年第1期58-62,共5页

本文在前人研究的基础上给出了一种合成考虑空间相关性多点地震动时程的方法,该方法通过对互功率谱密度矩阵简化,只需要对迟滞相干函数矩阵分解,不需要对互功率谱矩阵进行Cholesky分解,避免了算数矩阵运算,提高了合成的效率。用该方法... 本文在前人研究的基础上给出了一种合成考虑空间相关性多点地震动时程的方法,该方法通过对互功率谱密度矩阵简化,只需要对迟滞相干函数矩阵分解,不需要对互功率谱矩阵进行Cholesky分解,避免了算数矩阵运算,提高了合成的效率。用该方法编制了相应的程序,给出了合成的算例。 展开更多

关键词 多点地震动 合成 互功率谱 迟滞相干函数

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考虑半覆水圆弧相变场地特征的地下多点地震动模拟方法与程序开发 被引量：1

14

作者 李鑫洋 柳国环 费琦翔 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期27-33,共7页

建立了同时引入土壤介质相变和半覆水圆弧地形因素的场地模型,并给出了地下多点地震动模拟的理论框架,开发了依据本文理论的程序并予以可靠性验证。首先,基于探明的波场分布得到了SV波入射半覆水圆弧相变场地的频域解;其次,获得依据频... 建立了同时引入土壤介质相变和半覆水圆弧地形因素的场地模型,并给出了地下多点地震动模拟的理论框架,开发了依据本文理论的程序并予以可靠性验证。首先,基于探明的波场分布得到了SV波入射半覆水圆弧相变场地的频域解;其次,获得依据频域解的场地传递函数并求解出地下自功率谱,建立了基于所得到的地下相干函数的地下互功率谱,由此构建出地下功率谱矩阵;最后,实现频域模型向时域信号转化(即多点地震动时程曲线),进而基于上述理论进行可视化程序开发。通过数值算例进一步阐明了本研究的意义,结果表明,(1)地下与地表多点地震动在能量分布上存在显著差异,说明了研究的必要性;(2)生成地震动的拟合功率谱和拟合相干函数与理论值吻合较好,表明了结果的合理性;(3)可视化程序界面简洁,参数输入及调整方便,后处理结果显示清晰,反映出程序的便捷及适用性。 展开更多

关键词 相变场地 地下相干函数 地下功率谱矩阵 地下多点地震动

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考虑地震动多点激励与材料应变率效应的主跨300m级独塔斜拉桥弹塑性分析 被引量：4

15

作者 柳国环 陆新征 +4 位作者 国巍 李敏 孙雪艳 吕伟荣 全伟 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期486-494,共9页

建立主跨300m级独塔斜拉桥MIDAS/Civil空间有限元模型,开发Civil 2MARC可视化接口程序,进而将MIDAS/Civil模型转入MSC.MARC程序中并检验了模型转化前后的一致性。然后,开发了基于地表功率谱的地表多点地震动生成理论的多点地震动可视化... 建立主跨300m级独塔斜拉桥MIDAS/Civil空间有限元模型,开发Civil 2MARC可视化接口程序,进而将MIDAS/Civil模型转入MSC.MARC程序中并检验了模型转化前后的一致性。然后,开发了基于地表功率谱的地表多点地震动生成理论的多点地震动可视化软件MEMS_b(Multiple Earthquake Motions Simulation b)。进而说明了适用于多点位移-速度计算模型的相对精确性和容易实现的优势,并与MSC.MARC程序相结合应用于该桥梁的多点激励分析。最后分析了该桥梁地震作用下的薄弱环节与弹塑性反应,并研究多点输入和材料率效应对桥梁地震反应的影响规律。结果表明:(1)开发的可视化接口程序Civil2MARC界面便于操作,运行稳定,转化高效且结果可靠;(2)开发的可视化多点地震动生成程序MEMS_b界面友好,参数设置灵活且结果有效;(3)位移-速度多点计算模型理论完备,并可通过MSC.MARC程序对位移-速度多点计算模型加以实现;(4)解释并给出了应变率效应和多点地震动对该斜拉桥的塑性铰首次出现时间、位置以及计算末态塑性铰分布的影响规律。本文涉及到理论模型、程序开发及应用计算,可为相关工程提供参考。 展开更多

关键词 斜拉桥 MIDAS Civil2 MARC MSC 多点地震动 弹塑性 应变率

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空间相关多点非平稳地震动合成及其对大跨结构响应的影响 被引量：7

16

作者 俞瑞芳 曲国岩 张冬锋 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1013-1023,共11页

首先引入具有统计参数的时-频包线函数,近似模拟地震动频率的非平稳特性,建立了能够匹配多目标的空间相关多点非平稳地震动拟合方法,实现了近似定量控制输入地震动特性的目标;然后以天然地震动为种子,分别采用3种不同的包线函数基于多... 首先引入具有统计参数的时-频包线函数,近似模拟地震动频率的非平稳特性,建立了能够匹配多目标的空间相关多点非平稳地震动拟合方法,实现了近似定量控制输入地震动特性的目标;然后以天然地震动为种子,分别采用3种不同的包线函数基于多个拟合目标进行地震加速度时程的模拟,建立了满足不同频谱特性的地震动输入方案;最后分别采用一致和多点地震动输入模式,对大跨结构进行非线性响应分析。结果表明:(1)建立的空间相关多点非平稳地震动拟合方法,能够较好地模拟地震动频率非平稳特性及空间变化,且拟合精度较高,能够实现对输入地震动的定量控制;(2)具有统计参数的时-频包线函数能够较好地表征地震动频率非平稳特性,与真实地震动频率随时间的变化规律符合较好;(3)无论采用一致或多点地震动输入模式,仅考虑地震动强度非平稳特性,存在低估结构非线性响应的风险;(4)对于大跨结构,一致地震动输入模式存在低估桥梁结构位移响应的风险。因此,大跨结构抗震分析中应合理刻画地震动时间-空间耦合特性,估计结构的非线性响应,保证结构设计的安全性。 展开更多

关键词 大跨结构 多点地震动合成 空间变化 频率非平稳特性 结构非线性响应

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多点多维全非平稳地震动场的降维模拟 被引量：4

17

作者 刘子心 刘章军 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1002-1012,共12页

首先,在多点一维全非平稳地震动场的随机模型基础上,导出了多点多维全非平稳地震动随机场基于相干函数矩阵的谱分解统一表达式。同时,通过引入随机函数的约束形式,实现了多点多维地震动随机场的降维模拟。其次,根据多维地震动三分量强... 首先,在多点一维全非平稳地震动场的随机模型基础上,导出了多点多维全非平稳地震动随机场基于相干函数矩阵的谱分解统一表达式。同时,通过引入随机函数的约束形式,实现了多点多维地震动随机场的降维模拟。其次,根据多维地震动三分量强度调制函数中参数相关性的回归结果,给出了Ⅰ0类场地的三维地震动四段强度调制函数的参数取值。最后,以三维地震动的松岛丰模型为基础,采用四段强度调制函数、Clough-Penzien时变功率谱以及复合相干函数模型,生成了空间相关多点多维全非平稳地震动的代表性样本,数值算例验证了所提方法的有效性。由于该方法生成代表性样本集合的概率信息完备,进而可与概率密度演化方法相结合,以实现随机地震作用下大型复杂空间结构的精细化动力反应分析以及抗震可靠性评价。 展开更多

关键词 多点多维地震动 空间相关 全非平稳过程 谱分解 降维模拟

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地震动的空间变化特性分析与修正相干模型 被引量：14

18

作者 李英民 吴哲骞 陈辉国 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期164-170,共7页

利用空间地震动相关性描述度量如相关、相干函数分析地震动在局部尺度内的相关性随空间距离、频率的变化规律。在此基础上,基于随机场基本理论对Harichandran-Vanmarcke模型进行了修正,在原一维模型基础上考虑了空间的二维因素,并通过Sm... 利用空间地震动相关性描述度量如相关、相干函数分析地震动在局部尺度内的相关性随空间距离、频率的变化规律。在此基础上,基于随机场基本理论对Harichandran-Vanmarcke模型进行了修正,在原一维模型基础上考虑了空间的二维因素,并通过Smart-1台阵event-40记录给出了模型参数的具体取值。 展开更多

关键词 多点地震动 台阵记录 相干模型 参数分析 特性分析

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面向设计应用的地震动空间相干函数模型 被引量：8

19

作者 王君杰 陈虎 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2007年第1期16-23,共8页

本文对现有的常用地震动空间相干模型进行了总结,提出了一个新的面向工程抗震设计应用的形式统一的地震动空间相干函数模型,在此基础上推导出了多点地震反应谱和功率谱计算所需要的振型组合系数的解析表达式,避免了耗费时间的数值积分... 本文对现有的常用地震动空间相干模型进行了总结,提出了一个新的面向工程抗震设计应用的形式统一的地震动空间相干函数模型,在此基础上推导出了多点地震反应谱和功率谱计算所需要的振型组合系数的解析表达式,避免了耗费时间的数值积分运算。本文模型与计算方法使多点地震激励下结构响应的计算时间减低至积分方法的1/20以下,使多点地震反应谱方法和多点地震功率谱方法在计算时间方面实用化。 展开更多

关键词 多点地震动输入 相干函数 反应谱方法 功率谱方法 组合系数

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多维标度法在地震动空间特性分析中的应用 被引量：1

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作者 李英民 吴哲骞 陈辉国 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2012年第5期6-11,共6页

为寻找适于工程应用的空间地震动输入合理性的判定工具,提出了一种将多维标度法(MDS)和动态时间弯曲距离(DTW)相结合揭示空间地震动相关结构的方法。该方法可将多点地震动数据的差异转化在一个低维空间内,从而通过各点地震动在该空间内... 为寻找适于工程应用的空间地震动输入合理性的判定工具,提出了一种将多维标度法(MDS)和动态时间弯曲距离(DTW)相结合揭示空间地震动相关结构的方法。该方法可将多点地震动数据的差异转化在一个低维空间内,从而通过各点地震动在该空间内对应的位置反映空间地震动台阵数据之间的差异。较传统的方法,该方法具有较好的直观性且有利于挖掘地震动数据间的潜在关联,利用该方法在对某次地震的台阵记录以及相应合成人工波的分析中取得了较好的效果。 展开更多

关键词 多点地震动 空间相关性 动态时间弯曲距离 多维标度法 台阵记录

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