基岩场地强地面运动加速度反应谱统计特征 被引量：26

1

作者 石树中 沈建文 楼梦麟 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1300-1304,共5页

根据强地面运动加速度数据,采用经验地震动衰减关系公式,利用回归统计分析的方法,研究竖向和水平向加速度反应谱的关系。统计分析结果表明竖向地震动与水平向地震动的关系比较复杂,不同周期竖向与水平向加速度反应谱的比值受震级和震中... 根据强地面运动加速度数据,采用经验地震动衰减关系公式,利用回归统计分析的方法,研究竖向和水平向加速度反应谱的关系。统计分析结果表明竖向地震动与水平向地震动的关系比较复杂,不同周期竖向与水平向加速度反应谱的比值受震级和震中距的影响不同。用水平向加速度反应谱按简单的系数折算成竖向加速度反应谱的做法应慎重。 展开更多

关键词 基岩场地 统计特征 强地面运动加速度反应谱 水平向地震动 竖向地震动 抗震设计

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基于KiK-net强震动记录的加速度反应谱规律性偏差 被引量：1

2

作者 袁明明 李小军 王玉石 《地震学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期877-892,共16页

地震动特性受到地震震源、地震波传播介质和局部场地条件等因素的综合影响,虽然地震动反应谱虽然具有统计意义上的共性,但其具体形状又各不相同,特别是部分加速度反应谱与统计平均值之间存在显著的规律性偏差。为了进一步探究加速度反... 地震动特性受到地震震源、地震波传播介质和局部场地条件等因素的综合影响,虽然地震动反应谱虽然具有统计意义上的共性,但其具体形状又各不相同,特别是部分加速度反应谱与统计平均值之间存在显著的规律性偏差。为了进一步探究加速度反应谱与统计平均值之间的规律性偏差,本文基于日本KiK-net台网获取的8万余条强震动记录,建立了考虑地震震级和震中距影响的地面峰值加速度归一化加速度反应谱,并以预测值+0.5倍方差为界将加速度反应谱分为有、无反应谱规律性偏差的两组。通过有反应谱规律性偏差的反应谱(观测值)与无反应谱规律性偏差的反应谱预测值之间的差值,析出了反应谱的规律性偏差,验证了反应谱规律性偏差的形状与高斯曲线高度吻合,并可用加速度反应谱规律性偏差曲线的中心周期、相对高度和相对宽度等参数进行表征。基于2万余条有反应谱规律性偏差记录的统计分析显示,加速度反应谱规律性偏差主要受控于剪切波速、覆盖层厚度等局部场地条件表征参数,受地震震级、震中距、地震动强度等参数的影响相对较小。基于此,利用多元线性回归建立了加速度反应谱规律性偏差表征参数的经验统计关系,并提出了有加速度反应谱规律性偏差的场地相关加速度反应谱的确定方法。虽有待改进,但本文提出的反应谱规律性偏差概念将有助于改进场地相关地震动反应谱的确定方法。 展开更多

关键词 地震动 加速度反应谱 局部场地条件 强震动记录 KiK-net

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地面运动双向最大加速度反应谱特性研究 被引量：1

3

作者 王敏 李文杰 +1 位作者 朱爱萍 傅剑平 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期24-32,共9页

在整理当前国内外双向水平地面运动反应谱值代表值后,本文认为考虑了记录仪器所有可能水平放置方向的加速度时程对应的所有单向加速度反应谱值中的最大值是双向水平地面运动反应谱值的最佳代表值,称其为双向最大加速度反应谱值(简称BdM... 在整理当前国内外双向水平地面运动反应谱值代表值后,本文认为考虑了记录仪器所有可能水平放置方向的加速度时程对应的所有单向加速度反应谱值中的最大值是双向水平地面运动反应谱值的最佳代表值,称其为双向最大加速度反应谱值(简称BdM谱值)。建立Ⅱ类场地地面运动数据库,考察Ⅱ类场地不同地面运动类型BdM谱和单向加速度反应谱Und谱的特性差异,结果表明:Ⅱ类场地同一地面运动类型下,二者在谱形上相似,但前者的动力放大系数普遍大于后者,且二者差距随着周期的增大而增大;同一周期谱值的平均值和标准差,前者分别为后者的1.2~1.4倍和1.1~1.4倍。另外,与BdM谱相比,我国规范Ⅱ类场地设计反应谱谱值在第一衰减段普遍偏小,在第二衰减段则低于很多地面运动类型的BdM谱值。因此,以我国设计反应谱作为设计地震力取值依据所设计出的Ⅱ类场地工程结构,其设计地震力取值水准高低不一,从而导致抗震安全性高低不一;以我国设计反应谱为目标谱选择地面运动记录预测出的Ⅱ类场地工程结构的地震反应,危险性水准不一,在统一的性能评价标准控制下,导致其实际抗震性能存在差异。 展开更多

关键词 双向 地面运动 加速度反应谱

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拟合反应谱峰加速度和峰速度的人造非平稳地震动

4

作者 罗兆辉 李勇哲 +1 位作者 李大华 李京玲 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期137-142,共6页

为满足重要工程对设计地震动的需要,文中研究了一种考虑场地附近天然地震记录数据相位非平稳特性、同时拟合S0A(T)、PGA和PGV的人造地震动技术,并以新疆玛纳斯县城区基岩场地为例,利用该区域强震记录提取的天然地震动非平稳相位,进行了... 为满足重要工程对设计地震动的需要,文中研究了一种考虑场地附近天然地震记录数据相位非平稳特性、同时拟合S0A(T)、PGA和PGV的人造地震动技术,并以新疆玛纳斯县城区基岩场地为例,利用该区域强震记录提取的天然地震动非平稳相位,进行了非平稳人造地震动的合成。研究成果可为拟合反应谱人造地震动的工程应用提供参考。 展开更多

关键词 人造地震动 相位非平稳 峰值地面加速度 峰值地面速度 反应谱

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地震动加速度反应谱场地条件影响调整系数研究 被引量：3

5

作者 王玉石 李小军 +2 位作者 李敏 刘艳琼 丁毅 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2022年第3期464-472,共9页

场地条件对地震动特性影响显著,在抗震设计反应谱的确定过程中,需根据场地条件对加速度反应谱予以相应的调整。已有场地条件影响调整方案研究成果,均基于数值模拟或局部地区强震动记录统计,多数仅给出了峰值加速度PGA场地条件影响调整系... 场地条件对地震动特性影响显著,在抗震设计反应谱的确定过程中,需根据场地条件对加速度反应谱予以相应的调整。已有场地条件影响调整方案研究成果,均基于数值模拟或局部地区强震动记录统计,多数仅给出了峰值加速度PGA场地条件影响调整系数,对非线性的考虑缺乏观测数据依据。为此在全球强震动记录统计获得的PGA归一化加速度反应谱和日本钻井台阵记录获得的加速度反应谱平台值非线性衰减指数的基础上,结合钻孔模型数值模拟和近期研究成果,建立了考虑场地条件影响非线性的地震动加速度反应谱场地条件影响调整系数方案。 展开更多

关键词 强震动 场地条件 场地效应 加速度反应谱 场地调整系数

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我国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地上PGA归一化加速度反应谱特征统计研究 被引量：1

6

作者 王玉石 宋卓 +2 位作者 李小军 刘艳琼 王宁 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2023年第4期854-863,共10页

近30年来全球强震动记录,尤其是大震记录的数量显著增加,有必要对近40年前基于仅300余条强震动记录获得的地震动加速度反应谱特征进行检验与修正。基于NGA-West2数据库中全球范围内3584条强震动记录的统计发现,我国场地类别划分标准下... 近30年来全球强震动记录,尤其是大震记录的数量显著增加,有必要对近40年前基于仅300余条强震动记录获得的地震动加速度反应谱特征进行检验与修正。基于NGA-West2数据库中全球范围内3584条强震动记录的统计发现,我国场地类别划分标准下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地上地面峰值加速度(PGA)归一化反应谱(阻尼比5%)与地震震级密切相关,与震源距离、地震动强度等因素的相关性相对较弱;我国现行抗震规范中设计谱低估了地震震级对反应谱谱型的影响,第4段的直线下降模式也与统计特征不符;在主要受大震控制的地区,设计谱特征周期取值过小而偏于冒险。参考中欧美抗震规范中的设计谱规准化原则,给出了适用于我国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类建筑场地上的设计谱修正建议,主要改变为延长了受大震控制地区设计地震动分组的特征周期,并调整了下降段的下降模式与衰减指数,以更可靠地反映地震动反应谱的中长周期特性。 展开更多

关键词 强震动 场地效应 场地条件 设计谱 加速度反应谱

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2013年4月20日四川芦山地震强地面运动三要素特征分析 被引量：44

7

作者 任叶飞 温瑞智 +1 位作者 周宝峰 黄旭涛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1836-1846,共11页

2013年4月20日四川省芦山县境内发生M_s7.0级地震,地震造成196人死亡,21人失踪,11470人受伤,震中最大烈度IX.地震发生后,中国数字强震动观测网络和成都市地震烈度速报网络分别获得了114组和63组3分量强震动记录.记录得出在近场加速度幅... 2013年4月20日四川省芦山县境内发生M_s7.0级地震,地震造成196人死亡,21人失踪,11470人受伤,震中最大烈度IX.地震发生后,中国数字强震动观测网络和成都市地震烈度速报网络分别获得了114组和63组3分量强震动记录.记录得出在近场加速度幅值较高,与汶川地震峰值相当,然而震害却不严重.本文介绍了这些记录的基本情况,分析了其地震动三要素（幅值、持时、频谱）特征以及对建筑物结构的潜在影响.分析结果表明：芦山地震PGA（地震动峰值加速度）与我国常用的霍俊荣地震动预测方程较一致,高于即将颁布的第五代区划图中使用的预测方程;PGV（地震动峰值速度）与第五代区划图中使用的预测方程基本一致;Significant持时和Bracketed持时高于全球经验预测方程,且Bracketed持时衰减显著慢于全球平均水平;典型11个幅值较大记录的5%阻尼比加速度反应谱峰值周期都在0.1~0.2 s范围内,且谱值远高于规范设计谱,但在周期0.3 s之后迅速下降至设计谱以下;芦山地震地震动PGV值较小以及对应我国中小城市和城镇主要建筑物的结构自振周期范围（0.3~1 s）内加速度反应谱远低于规范设计谱,可用于解释其震害相对较轻的原因. 展开更多

关键词 芦山地震 强地面运动 幅值 持时 反应谱 震害影响

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福州盆地强地面运动特征的有限元数值模拟 被引量：21

8

作者 张怀 周元泽 +5 位作者 吴忠良 严珍珍 陈石 景惠敏 徐锡伟 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1270-1279,共10页

区域性地震波强地面运动的量化数值模拟分析结果可以用来指导城市规划建设,并在防震减灾中发挥重要作用.本文采用有限元数值模拟方法来模拟由地震激发的区域地震波强地面运动过程,并得到地表峰值速度和加速度的分布特征.考虑到福州是东... 区域性地震波强地面运动的量化数值模拟分析结果可以用来指导城市规划建设,并在防震减灾中发挥重要作用.本文采用有限元数值模拟方法来模拟由地震激发的区域地震波强地面运动过程,并得到地表峰值速度和加速度的分布特征.考虑到福州是东南沿海的重要省会城市,其明显的盆地结构特征使它很容易遭受强地震灾害的影响.因此本文以福州盆地为主要研究对象,假定盆地的主要断层某一位置在未来可能发生灾害性地震,则该地震会激发地震波的强地面运动,并由于地形、沉积层等主要影响,在盆地内部发生放大.通过对地震波传播过程的数值模拟和后处理分析,给出了该盆地的地表峰值位移、峰值速度和峰值加速度分布图谱.该图谱可为未来的福州城市规划和抗震减灾提供定量科学参考依据. 展开更多

关键词 强地面运动 有限元模拟 福州盆地 地震波 峰值加速度

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应用动态复合震源模型模拟汶川M_w 7.9地震强地面运动 被引量：15

9

作者 孟令媛 史保平 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期1010-1027,共18页

2008年5月12日中国汶川地区发生M_w7.9地震,震中位置103.4°E,31.0°N.主要发震断层空间展布长达300多公里,由南西方向到北东方向呈现明显的分段性,汶川—映秀段逆冲为主兼有少量的右旋走滑分量;安县—北川段为逆冲-右旋走滑的... 2008年5月12日中国汶川地区发生M_w7.9地震,震中位置103.4°E,31.0°N.主要发震断层空间展布长达300多公里,由南西方向到北东方向呈现明显的分段性,汶川—映秀段逆冲为主兼有少量的右旋走滑分量;安县—北川段为逆冲-右旋走滑的断层错动;青川段以右旋走滑为主兼有少量逆冲分量.采用改进后的复合震源强地面运动预测模型,建立了长为320km,宽为20km的断层破裂运动学模型,实现了断层分段、空间倾角、滑动方向连续变化的动态设定.数值模拟结果给出了近断层两侧(上、下盘)的地面加速度的分布特征,并同卧龙、郫县走石由及绵竹清平强震观测记录进行了对比分析.模拟加速度时程曲线无论在波形、持续时间、频率分量、峰值大小同观测记录都具有较好的相似性.利用现有83个已知经纬度台站的强震实测数据及数值模拟的结果同Boore等的新一代衰减关系(NGA)进行比较,对比模拟与实际观测水平峰值加速度的一致程度.近断层峰值加速度分布特征则进一步显示了在汶川、北川和青川附近明显的高值分布区域,同野外地质调查相一致.进一步的分析结果也表明,汶川—映秀段逆冲为主的断层上盘的运动量远大于断层下盘,在距离断层地表出露位置5km处,峰值加速度N-S、E-W及UP方向分量的比值分别为1.72:1、2.5:1及1.77:1.本文中给出的动态复合震源模型和近断层区域强震模拟的计算方法,对大震强地面运动的预测及实现近实时强地面运动分布特征的圈定(Shaking Map)有着重要的实际意义. 展开更多

关键词 汶川地震 断层分段 复合震源模型 强地面运动 NGA 峰值加速度 SHAKING MAP

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近断层强地震地面运动特征参数分析 被引量：7

10

作者 张莹 孙广俊 李鸿晶 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第1期85-92,共8页

针对以往用于描述一般地震动的强度表征参数是否也适用于近断层强地震动的问题,筛选出汶川地震中断层距100 km内的102条强震记录,通过时程曲线和反应谱分析,研究各类地震动强度指标及其谱参数特性随断层距的变化规律。结果表明:水平向... 针对以往用于描述一般地震动的强度表征参数是否也适用于近断层强地震动的问题,筛选出汶川地震中断层距100 km内的102条强震记录,通过时程曲线和反应谱分析,研究各类地震动强度指标及其谱参数特性随断层距的变化规律。结果表明:水平向及竖向的峰值速度与峰值加速度比不适合作为近断层地震动的强度表征参数,且竖向与水平向峰值加速度比为1/2~2/3的公认取值标准不适用于近断层地震动的情况。反应谱分析中,竖向加速度反应谱较水平向反应谱包含更多的高频成分,且谱形窄,特征周期明显较小。随着断层距的增加,竖向加速度平均反应谱衰减速度更快。针对近断层地震动,规范设计谱的平台值(βmax)应适当增大,以提高安全储备。 展开更多

关键词 近断层 强震地面运动 反应谱 参数分析

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中国强地面运动研究进展 被引量：3

11

作者 许力生 俞言祥 陈运泰 《地震学报》 CSCD 北大核心 2003年第5期475-478,共4页

简要总结了近年来我国在强地面运动资料的处理、近断层地面运动的影响因素、强地面运动的模拟和宽频带反应谱等方面的研究工作 .同时 。

关键词 强地面运动 近断层地面运动 宽频带反应谱 研究进展 中国 地震

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汶川8.0级特大地震的断裂特性与强地面运动的关系 被引量：4

12

作者 黄蓓 张培震 +1 位作者 张冬丽 李小军 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期1055-1069,共15页

2008年汶川8级地震的发震构造是高角度铲形逆冲断层,伴随这种类型地震的远近场强地面运动在中国是第1次被记录到。综合汶川地震发震构造、破裂过程和强地面运动峰值加速度的资料,探讨高角度铲形逆冲断裂作用与强地面运动的关系。结果显... 2008年汶川8级地震的发震构造是高角度铲形逆冲断层,伴随这种类型地震的远近场强地面运动在中国是第1次被记录到。综合汶川地震发震构造、破裂过程和强地面运动峰值加速度的资料,探讨高角度铲形逆冲断裂作用与强地面运动的关系。结果显示,龙门山断裂带内强地面运动峰值加速度明显大于断裂带外的台站,前者可达后者的2倍多。同时,该地震强地面运动具有很大的垂直分量,近断层垂直分量大于水平分量。结合远场资料,发现龙门山断裂带上盘峰值加速度垂直分量总体上大于下盘,上盘垂直分量的衰减比下盘慢。不考虑远场的高值异常,水平分量似乎也存在上盘效应,但目前无证据表明这些异常应该被剔除。另外,远场地面运动特征显示,相对于反方向,沿同震断层扩展方向(NNE)的峰值加速度水平分量衰减较慢,垂直分量的这种方向效应不明显。考虑到汶川地震破裂浅、断面陡和以垂直形变为主这3个显著的同震构造特性,近场和远场地面运动记录反映出位错类型和台站的实际断层距的控制作用。正因为汶川地震高角度铲形逆冲断裂结构的特殊性,导致其地面运动与普通逆断型地震强地面运动的同震效应在某些分量上相同,其他分量存在差异。 展开更多

关键词 汶川地震 高角度铲形逆冲断层 断裂作用 强地面运动 峰值加速度

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地面运动强度参数对RC桥梁地震需求的影响 被引量：2

13

作者 徐雪源 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2008年第4期154-158,共5页

在基于性能的地震工程学(PBEE)中,建立概率地震需求模型(PSDM)时需要对桥梁结构的工程需求参数(EDP)进行概率估计。其中,强地面运动参数(IM)的选择对EDP的概率估计影响很大,因此需要正确选择IM。分别采用目前最广泛使用的结构第一模态... 在基于性能的地震工程学(PBEE)中,建立概率地震需求模型(PSDM)时需要对桥梁结构的工程需求参数(EDP)进行概率估计。其中,强地面运动参数(IM)的选择对EDP的概率估计影响很大,因此需要正确选择IM。分别采用目前最广泛使用的结构第一模态周期弹性谱加速度(5%阻尼比)Sa(T1,5%)和峰值地面加速度PGA作为IM,选择实际地震波并进行合理的调值,对一座钢筋混凝土桥墩进行IDA分析,其计算结果表明:对于不同性质EDP的概率估计值,以PGA作为IM计算所得的结果明显偏于非保守,且离散度一般也更大。说明可以针对不同性质的EDP,根据地面运动强度的大小,选择不同的IM,通过合理的调值对EDP进行概率估计,可以更加精确、高效地建立PSDM。 展开更多

关键词 地面运动强度参数 钢筋混凝土桥墩 结构第一周期谱加速度 峰值地面运动加速度 地震需求参数(EDP) 概率地震需求分析(PSDA) 概率地震需求模型(PSDM) IDA分析

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基于强震动记录统计分析的不同场地分类方法比较

14

作者 李小军 程晓芳 +1 位作者 荣棉水 张斌 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第4期677-684,共8页

以特定深度范围内岩土层等效剪切波速作为控制参数的单指标场地分类及以特定深度内土层等效剪切波速和覆盖土层厚度作为控制参数的双指标场地分类是国际上的两大类场地分类方法,两类方法的适用性和合理性一直是工程界所关注和讨论的问... 以特定深度范围内岩土层等效剪切波速作为控制参数的单指标场地分类及以特定深度内土层等效剪切波速和覆盖土层厚度作为控制参数的双指标场地分类是国际上的两大类场地分类方法,两类方法的适用性和合理性一直是工程界所关注和讨论的问题。工程场地分类的基本用途是合理地考虑场地条件对地震动影响以确定建设工程的设计地震动参数,同一分类场地中强震动记录频谱特性的一致性程度是说明场地分类方法合理性的最有效标准。利用日本KiK-net观测台网的强震动记录和台站钻孔资料进行统计分析,探讨了已有的多个场地分类方法的差异和优劣。首先采用中国、美国和日本等国家规范中及近年来提出的几种新的场地分类方法分别进行台站场地类别划分和强震动记录分组,而后针对不同分类方法中同类场地台站的地表地震动加速度记录进行加速度反应谱(包括峰值加速度)与震级和震中距关系的统计分析,并通过加速度反应谱统计残差分析,探讨了不同场地分类方法中同类场地台站强震动记录加速度反应谱的一致性和聚类性。研究结果表明:在所研究的场地分类方法中,土层等效剪切波速和覆盖土层厚度为控制参数的双指标的中国抗震规范场地分类方法为最优方法。 展开更多

关键词 场地分类 剪切波速 强震动记录 加速度反应谱 残差分析

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2016年8月24日意大利中部Mw6．2地震强地面运动特征分析 被引量：1

15

作者 冯继威 李山有 宋晋东 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期316-328,共13页

对意大利国家强震台网在2016年8月24日获得的其中部拉齐奥大区阿库莫利市发生的M W6.2地震强震动三分向记录进行处理和分析。完成原始数据基线校正、滤波等基本数据处理,回归此次地震动幅值衰减规律,发现其整体与ITA08及BA08的衰减趋势... 对意大利国家强震台网在2016年8月24日获得的其中部拉齐奥大区阿库莫利市发生的M W6.2地震强震动三分向记录进行处理和分析。完成原始数据基线校正、滤波等基本数据处理,回归此次地震动幅值衰减规律,发现其整体与ITA08及BA08的衰减趋势一致,但远场实际值低于预测值,不同场地条件下的衰减特性与ITA10一致,近震源幅值较大,且方向性明显;计算并回归分析几种持时,与全球经验预测方程均基本吻合;比较4个幅值较大的近震源台站的反应谱,发现其明显高于欧洲抗震设计规范中的设计反应谱。结合此次震害特点,该地区在实际建设中仍需提高抗震设防能力,以确保安全性等级。 展开更多

关键词 意大利中部6.2级地震 幅值 持时 反应谱 地面运动预测方程

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基于强震记录的唐山5.1级地震强地面运动特征及局部场地效应分析 被引量：2

16

作者 王文才 杨晓鹏 +3 位作者 苏小芸 陈丽君 王燕 刘红玫 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2021年第10期1063-1068,共6页

利用京津冀地区214个强震台捕获的2020-07-12唐山市古冶区5.1级地震加速度波形记录,统计分析记录数量随震中距变化的特征,绘制峰值加速度等值线图。将近场6个土层台记录的线弹性反应谱与我国抗震设防反应谱进行比较,采用传统谱比法分析... 利用京津冀地区214个强震台捕获的2020-07-12唐山市古冶区5.1级地震加速度波形记录,统计分析记录数量随震中距变化的特征,绘制峰值加速度等值线图。将近场6个土层台记录的线弹性反应谱与我国抗震设防反应谱进行比较,采用传统谱比法分析近场局部土层对地震动的放大作用。将观测的谱加速度与国内常用的几种地震动预测模型进行对比,计算其归一化残差,研究中、远场局部场地条件对地震动幅度和主要作用周期的影响,给出各周期谱加速度的空间展布,并结合场地环境分析中场地震动被显著放大的原因。 展开更多

关键词 唐山5.1级地震 地面运动 反应谱 衰减关系 场地反应

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地震波动谱元法数值模拟研究进展

17

作者 邢浩洁 李鸿晶 南锐锐 《地震学报》 北大核心 2025年第3期297-337,共41页

基于谱元法的地震波动数值模拟已被广泛用于地震震源破裂、大规模地震波传播、区域复杂场地及工程结构(群)地震反应、地震层析成像等重要问题的研究及应用当中,是目前地震工程学、地震学和地球物理学等地震科技领域共同关注的前沿热点... 基于谱元法的地震波动数值模拟已被广泛用于地震震源破裂、大规模地震波传播、区域复杂场地及工程结构(群)地震反应、地震层析成像等重要问题的研究及应用当中,是目前地震工程学、地震学和地球物理学等地震科技领域共同关注的前沿热点技术。早期发展的切比雪夫谱元法(CSEM)和勒让德谱元法(LSEM)更接近谱方法的域分解思路,其形式相对复杂且计算效率较低。目前广泛使用的是一种形式简洁的LSEM,其实施步骤和主要公式已经与有限元法完全一致,仅通过内置的高斯-洛巴托-勒让德(GLL)高精度数值积分保留着与谱方法之间的联系。谱元法的巨大成功不仅源于算法本身的高精度、规整性和灵活性,更是得益于以SPECFEM2D/3D,SPECFEM_GLOBE,SPEED等为代表的开源软件集成了复杂模拟所需的各项关键技术,包括三维复杂介质建模、震源模型数值实现、平面地震波输入、大规模并行计算、全球地震波模拟、伴随方法以及多尺度或不连续方法等。本文全面介绍了CSEM、LSEM、间断伽辽金谱元法(DG-SEM或DGM)、三角形单元谱元法、谱元法精度和稳定性方面的研究或应用进展,并详细阐述了谱元法在我国的发展历程以及我国学者关于谱元法研究与工程应用的学术贡献。谱元法可归属于有限元法范畴,其高阶单元具有优良的精度和稳定性,并能从理论上严格地导出集中质量矩阵。在地震波动领域各种形式的有限差分法和有限元法中,地震学和地球物理学的速度结构反演或震源参数反演对地震波到时、波形等细节比较敏感,通常需采用谱元法或高阶交错网格有限差分法等高精度方法。而地震工程领域主要关注不同工程结构、非线性岩土介质或者流体-固体多场耦合等情形下的力和变形,此时具有丰富单元库的有限元法常常更为有效。最后,考虑到二阶及以上谱单元的性能显著优于一阶有限单元,进一步研究不同地震工程问题的谱元解法具有重要意义,而且随着震源-路径-场地-结构(群)的地震灾害全过程模拟的日益发展,谱元法这种具有灵活单元阶次变化、宽频带模拟精度和高效并行能力的特殊高阶有限元法将会受到越来越多关注。 展开更多

关键词 谱元法 地震波传播 强地面运动 基于物理的数值模拟 地震层析成像

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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

18

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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地震多点反应谱模型存在缺陷的改进与验证 被引量：1

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作者 柳国环 练继建 +2 位作者 国巍 耿辰 田利 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期30-35,185,共6页

推导出基于位移和位移-速度输入模型的多点反应谱。阐述了基于位移输入模型所导出反应谱的缺陷及其逻辑必然性,说明了基于加速度模型导出的多点反应谱计算结果有效的偶然性、必然性及其适用范围,并给出数值算例予以验证。分析表明：基... 推导出基于位移和位移-速度输入模型的多点反应谱。阐述了基于位移输入模型所导出反应谱的缺陷及其逻辑必然性,说明了基于加速度模型导出的多点反应谱计算结果有效的偶然性、必然性及其适用范围,并给出数值算例予以验证。分析表明：基于位移-速度导出的多点反应谱理论严格;基于位移输入模型导出的多点反应谱会导致底部单元内力不收敛,计算结果不合理;基于加速度输入模型导出的多点反应谱结果虽然有效,但适用于经典阻尼体系,在推导过程中的忽略项在理论上具有误差相互抵消的特点。 展开更多

关键词 地震地面运动 多点反应谱 加速度输入模型 位移-输入模型 位移-速度输入模型 经典阻尼

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美国西部水平向基岩长周期地震动反应谱衰减关系研究 被引量：2

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作者 肖亮 俞言祥 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第19期254-260,共7页

利用新近补充的美国西部地区宽频带速度基岩记录,对水平向基岩5%阻尼比地震动反应谱衰减关系的长周期段(T=3~10 s)进行了重新拟合,并将其与短周期反应谱衰减关系(T=0.04~6.00 s)在周期2.0 s附近进行对接。基于新得到的长周期范围0.04~10... 利用新近补充的美国西部地区宽频带速度基岩记录,对水平向基岩5%阻尼比地震动反应谱衰减关系的长周期段(T=3~10 s)进行了重新拟合,并将其与短周期反应谱衰减关系(T=0.04~6.00 s)在周期2.0 s附近进行对接。基于新得到的长周期范围0.04~10.00 s的衰减模型,对离散标准差、远场区域归一化反应谱特性等进行了分析。新得到的衰减关系使用的技术方法和强震数据集等与GB 18306—2015《中国地震动参数区划图》项目编图采用的相一致,适用范围为M s5.0~8.0,震中距0~500 km。 展开更多

关键词 强地面运动 衰减关系 水平向地震动 长周期反应谱

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