刚度和阻尼频率相关的等效线性化方法 被引量：14

1

作者 王伟 刘必灯 +2 位作者 周正华 王玉石 赵纪生 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期3928-3933,共6页

在实际工程中发现,在强地震动作用下等效线性化方法低估了地表地震动的峰值加速度反应。通过与场地效应竖向台阵观测记录的对比分析证实了这一现象,其主要原因是等效剪应变水平的取值高于高频段实际剪应变水平,从而抑制了土层地震反应... 在实际工程中发现,在强地震动作用下等效线性化方法低估了地表地震动的峰值加速度反应。通过与场地效应竖向台阵观测记录的对比分析证实了这一现象,其主要原因是等效剪应变水平的取值高于高频段实际剪应变水平,从而抑制了土层地震反应中的高频成份。若干分析表明,动力反应过程中土体的剪应变是随频率而变化的,且试验表明土体的刚度和阻尼是与剪应变相关的,据此假设土体刚度和阻尼是与频率相关的。基于这一假设,对传统等效剪应变的选取如何使得土层对基底地震动输入中的高频成分产生滤波效应的原理进行探讨,且通过频率相关的等效线性化方法对该原理进行证明。将该方法应用于PortIsland场地效应竖向台阵的分析,并与实际地震动记录进行了对比,结果表明,较之传统等效线性化方法,能更加合理地考虑地震动输入中的高频成分。 展开更多

关键词 土体非线性反应 等效线性化方法 频率相关 刚度 阻尼

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水平土层地震反应分析考虑频率相关性的等效线性化方法 被引量：34

2

作者 蒋通 邢海灵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期218-224,共7页

工程场地非线性地震反应分析中,等效线性化方法因原理相对简单、参数获取方便而得到广泛应用。但这种方法算得的地面最大加速度值以及高频段的频响放大倍率与实测结果有较大差异。首先对比分析了几种考虑频率相关性等效线性化方法的原理... 工程场地非线性地震反应分析中,等效线性化方法因原理相对简单、参数获取方便而得到广泛应用。但这种方法算得的地面最大加速度值以及高频段的频响放大倍率与实测结果有较大差异。首先对比分析了几种考虑频率相关性等效线性化方法的原理,对频率相关性的实质进行了初步探讨。在分析具有竖向钻孔地震记录的场地土层应变频谱特征基础上,采用谱平滑化方法进行标准化应变谱曲线拟合,从而得到考虑频率相关性的新方法。通过改造DYNEQ程序得到各种方法的计算程序,并用新方法与其他方法分析了有竖向钻孔地震记录场地的非线性地震反应。分析结果表明:考虑频率相关性后的计算方法比传统方法均有所改善,本文新方法表现出良好的适用性。 展开更多

关键词 等效线性化方法 频率相关性 水平成层场地 地震反应分析

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成层场地由基岩反应谱直接计算地表反应谱的等效线性化方法 被引量：4

3

作者 邢海灵 蒋通 +1 位作者 姚东生 耿传智 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2337-2344,共8页

以太平洋地震工程中心NGA强震数据库为基础,同时收集并分析处理了2008年汶川地震和2011年日本太平洋冲地震的强震记录。通过对近4000个水平地震记录的分析,获得了水平地震动峰值速度(PGV)与阻尼比5%的最大拟速度谱值的简便统计关系式,... 以太平洋地震工程中心NGA强震数据库为基础,同时收集并分析处理了2008年汶川地震和2011年日本太平洋冲地震的强震记录。通过对近4000个水平地震记录的分析,获得了水平地震动峰值速度(PGV)与阻尼比5%的最大拟速度谱值的简便统计关系式,并与已有研究进行对比验证了该公式的适用性。为了将该公式应用到场地地震反应分析中,用该关系式对近场强震记录进行了回归分析并验证了其适用性。对于水平成层场地,利用笔者提出的PGV与最大拟速度谱的关系式以及速度与应变的近似关系,可由该层的反应谱计算其等效应变,从而可按照等效线性化方法的原理求得传递函数。以加速度反应谱与功率谱密度函数之间的相互转换关系为基础,以功率谱为载体,假定输入地震动为平稳随机过程,根据随机振动理论可由传递函数和输入功率谱算得各层的反应谱。对实际工程场地和竖向钻孔场地的分析表明,该方法有较好的计算精度和适用性。 展开更多

关键词 反应谱 地震动峰值速度 功率谱密度函数 等效线性化方法 水平成层场地

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基于等效线性化的土–地下结构整体动力时程分析方法研究 被引量：44

4

作者 杜修力 许紫刚 +2 位作者 许成顺 李洋 蒋家卫 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2155-2163,共9页

地下结构抗震设计简化分析方法离不开场地地震反应分析,而频域内的等效线性化方法是一维土层地震反应分析的主流方法。在一维土层地震反应分析的等效线性化方法的基础上,提出了一种地下结构抗震设计的等效线性化分析方法,并给出场地材... 地下结构抗震设计简化分析方法离不开场地地震反应分析,而频域内的等效线性化方法是一维土层地震反应分析的主流方法。在一维土层地震反应分析的等效线性化方法的基础上,提出了一种地下结构抗震设计的等效线性化分析方法,并给出场地材料参数的确定方法。将该方法应用于地铁车站的横断面抗震分析中,并与土体直接采用非线性的Davidenkov模型进行的动力时程分析方法对比,两者计算误差满足工程需要的精度要求。此方法兼具场地等效线性化方法和地下结构动力时程分析方法的双重优势,可以作为一种动力时程分析方法运用于地铁车站等地下结构的抗震设计中。 展开更多

关键词 地下结构 等效线性化方法 时程分析 Rayleigh阻尼

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等效线性及非线性方法的土坝地震反应分析 被引量：2

5

作者 马宗源 乔蓓 +1 位作者 王振华 党发宁 《水电能源科学》 北大核心 2013年第12期80-82,79,共4页

为对比分析等效线性及非线性方法的土坝地震反应计算结果,采用有限元程序QUAKE及有限差分程序FLAC,基于Rayleigh阻尼模型对砂土地基上的均质粘性土坝进行地震反应分析,验证了两种程序计算结果的一致性。并在此基础上,加载El Centro地震... 为对比分析等效线性及非线性方法的土坝地震反应计算结果,采用有限元程序QUAKE及有限差分程序FLAC,基于Rayleigh阻尼模型对砂土地基上的均质粘性土坝进行地震反应分析,验证了两种程序计算结果的一致性。并在此基础上,加载El Centro地震加速度水平分量,采用有限元法的等效线性化模型及有限差分法的完全非线性模型计算土坝坝顶的地震反应时程。结果表明,等效线性化方法计算出的地震峰值反应加速度低于完全非线性方法,而完全非线性方法计算出的地震反应加速度滞后于等效线性化方法,明确了考虑及忽略土体动力非线性在土坝动力反应过程中产生的差异。 展开更多

关键词 土坝地震反应 动力非线性 等效线性化方法 完全非线性方法

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黏弹性材料等效标准固体模型的时域延拓方法 被引量：1

6

作者 黄兴淮 徐赵东 +1 位作者 贺泽峰 葛腾 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期440-445,共6页

为了精确计算黏弹性阻尼器在任意荷载作用下的时域动力响应,提出了一种针对黏弹性材料等效标准固体模型的时域延拓方法.该方法首先将频域内的等效标准固体模型延拓到拉氏域内,再采用高精度拉氏逆变换数值求解方法将拉氏域表达式转换到时... 为了精确计算黏弹性阻尼器在任意荷载作用下的时域动力响应,提出了一种针对黏弹性材料等效标准固体模型的时域延拓方法.该方法首先将频域内的等效标准固体模型延拓到拉氏域内,再采用高精度拉氏逆变换数值求解方法将拉氏域表达式转换到时域,得到黏弹性阻尼器的时域动力响应.针对无锡减震器厂生产的9050A型号黏弹性阻尼材料的计算结果表明:在正弦激励下,采用时域延拓法计算的储能模量G1的最大误差为0.005 4%,损耗因子η的最大误差为0.279 7%?在随机荷载激励下,相比于等效线性化近似方法,采用时域延拓法计算得到的El Centro和Kobe地震波作用下最大出力的计算精度提高22.2%以上?所提方法避免建立复杂的时域微分方程,简化了计算过程. 展开更多

关键词 等效标准固体模型 黏弹性材料 时域延拓方法 地震作用 等效线性化方法

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地震基岩面的选取对深厚场地地表地震动参数的影响 被引量：18

7

作者 朱姣 陈国兴 许汉刚 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2079-2087,共9页

地震基岩面的选取对场地设计地震动参数取值的合理性有重要影响。以苏州城区的钻孔剖面为研究对象,选取剪切波速介于400~800 m/s的9个土层顶面作为地震基岩面,采用等效线性方法考虑土的非线性特性,采用一维波传法分析地震基岩面的选取... 地震基岩面的选取对场地设计地震动参数取值的合理性有重要影响。以苏州城区的钻孔剖面为研究对象,选取剪切波速介于400~800 m/s的9个土层顶面作为地震基岩面,采用等效线性方法考虑土的非线性特性,采用一维波传法分析地震基岩面的选取对地表地震动特性的影响。结果表明：1地表峰值加速度PGA随地震基岩面剪切波速的增大而增大,PGA的增大幅度随输入地震动强度的增大而减小;2地表加速度反应谱放大系数？谱谱值也随地震基岩面土层剪切波速的增大而增大,且？谱谱值随输入地震动强度的增大而减小;对于中强地震的近场地震动作用,基岩面深度对周期小于1.0 s的？谱谱值的影响较大;而对于特大地震的远场地震动作用,基岩面深度对周期小于4.0 s的？谱谱值均有较大影响;3远场地震动作用时的？谱谱值明显大于近场地震动作用的？谱谱值;4取剪切波速不小于700m/s的土层顶面为地震基岩面较为适宜。 展开更多

关键词 地震基岩面 深厚场地 等效线性化方法 一维波传法 地表峰值加速度 地表加速度反应谱放大系数

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基于随机地震反应的桥墩-群桩-土相互作用研究 被引量：9

8

作者 王志华 刘汉龙 陈国兴 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期409-413,共5页

考虑地震动的随机性,利用复反应分析技术,采用随机地震反应计算方法对某一特大型桥梁群桩基础与土动力相互作用效应进行了数值试验研究。将土与群桩体系视为一个整体进行有限元离散,采用等效线性化方法考虑土体的动力非线性性能。将桥墩... 考虑地震动的随机性,利用复反应分析技术,采用随机地震反应计算方法对某一特大型桥梁群桩基础与土动力相互作用效应进行了数值试验研究。将土与群桩体系视为一个整体进行有限元离散,采用等效线性化方法考虑土体的动力非线性性能。将桥墩-群桩-土相互作用体系与自由场随机地震反应进行比较,结果表明:相互作用效应的影响与桩土模量差异以及土体与群桩基础距离有关;软土层剪应变水平及分布发生了显著变化,群桩基础两侧附近土域剪应变呈现明显的弧形分布;地表及浅层土体最大地震加速度反应有所减小,但覆盖层中下部土体加速度反应峰值明显增大,增幅达5%～30%左右;此外,地震地面运动的频谱成分存在显著差别。桥梁桩基础抗震设计中应充分考虑桥梁结构-群桩-土相互作用效应。 展开更多

关键词 桥墩-群桩-土相互作用 随机地震反应 等效线性化方法 抗震设计

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昆明螺蛳湾中心超限高层建筑抗震性能化设计研究 被引量：4

9

作者 杨学林 周平槐 +1 位作者 陈水福 徐燕青 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S2期85-92,共8页

昆明螺蛳湾中心由2#、3#、5#三幢超高层塔楼及商业裙房组成。其中3#塔楼地上49层,结构高度216.6m,采用钢管混凝土框架-钢骨混凝土核心筒结构体系,设置2道加强层,除结构高度超限外,还存在尺寸突变、构件间断、楼层受剪承载力突变、塔楼... 昆明螺蛳湾中心由2#、3#、5#三幢超高层塔楼及商业裙房组成。其中3#塔楼地上49层,结构高度216.6m,采用钢管混凝土框架-钢骨混凝土核心筒结构体系,设置2道加强层,除结构高度超限外,还存在尺寸突变、构件间断、楼层受剪承载力突变、塔楼偏置等多项不规则类型。采用基于性能的抗震设计方法,提出适合该工程实际情况的抗震性能目标和不同构件的抗震性能设计指标,进行基于等效线性化方法的中震和大震下结构关键构件的性能指标验算和复核。采用等效迭代方法计算时,由于考虑部分水平构件的屈服影响,结构整体刚度降低,各楼层总地震剪力和核心筒分担的地震剪力随之减小,但外围框架分担的地震剪力却呈增大趋势。同时还应用混凝土材料非线性本构在ABAQUS中的二次开发,进行罕遇地震下的动力弹塑性时程分析。结果表明,核心筒墙肢仅少量发生受压损伤,局部钢管进入塑性状态,连梁受压损伤明显,钢梁普遍进入塑性且塑性应变程度相对较大,起到了较好的耗能作用,结构整体抗震性能良好,关键构件的抗震性能指标满足预设的性能要求。 展开更多

关键词 超限高层建筑 加强层 性能目标 等效线性化方法 大震弹塑性分析 抗震性能

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基于首次超越破坏时间概率的结构动力可靠性分析 被引量：10

10

作者 刘强 王妙芳 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期480-484,517,共6页

对结构非线性动力系统的首次超越破坏(失效)进行研究。首先,采用等效线性化与随机平均方法,推导出了首次超越破坏时间的结构失效概率分布函数,并对单自由度非线性体系的失效概率进行了分析。其次,采用虚拟激励法对多自由度滞变结构体系... 对结构非线性动力系统的首次超越破坏(失效)进行研究。首先,采用等效线性化与随机平均方法,推导出了首次超越破坏时间的结构失效概率分布函数,并对单自由度非线性体系的失效概率进行了分析。其次,采用虚拟激励法对多自由度滞变结构体系进行了随机响应计算,结合首次超越准则(双侧界动力界限),研究了随机地震激励下高层结构的各楼层与结构整体可靠度。研究表明:在激励和破坏界限值相同的情况下,非线性体系的首次超越破坏时间概率要比相应线性体系的小;并发现了在随机地震激励下高层结构的薄弱层楼层的位置。该方法对结构的性能设计与控制具有指导意义。 展开更多

关键词 首次超越破坏 等效线性化方法 虚拟激励法 随机响应 动力可靠度

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深厚覆盖层上水闸结构-地基体系动力反应特性研究 被引量：4

11

作者 邸庆霜 胡晓 +1 位作者 邢义川 曾迪 《中国水利水电科学研究院学报》 北大核心 2015年第5期321-326,共6页

高抗震设防烈度区的水闸工程,需要采用动力设计方法进行结构设计。对于建于深厚覆盖层地基之上的大多数水闸结构,本文采用等效线性化方法,在总体动力学效应大致相当的意义上,将水闸结构-地基体系中土体非线性问题转换为线性问题进行求... 高抗震设防烈度区的水闸工程,需要采用动力设计方法进行结构设计。对于建于深厚覆盖层地基之上的大多数水闸结构,本文采用等效线性化方法,在总体动力学效应大致相当的意义上,将水闸结构-地基体系中土体非线性问题转换为线性问题进行求解。以某水闸工程为例开展对比分析研究,发现:(1)相对于弹性地基模型,考虑地基土非线性的等效线性化方法可以获得更为合理的水闸结构动力反应;(2)上部机架桥部分的动力反应要比闸墩部分高,在水闸设计过程中应当强化上部机架桥部分的结构设计;(3)对于考虑深厚覆盖层的水闸抗震问题,应当更加深入研究长周期地震动输入的影响;(4)等效线性化方法是考虑了地基土非线性动力特性,工程基础数据及经验较为丰富,也便于扩展为考虑滞回特性的完全动力非线性求解方法。 展开更多

关键词 水闸 土-结构动力相互作用 深厚覆盖层 土体动力本构 等效线性化方法

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水平成层场地动剪应变与震动速度关系解析 被引量：1

12

作者 李瑞山 袁晓铭 李程程 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3623-3630,共8页

以SHAKE2000为代表的频域等效线性化是目前主流的土层地震动计算方法。由于该方法在软土场地计算结果严重不合理,其改进方法成为目前研究热点,主要采用频率相关法,但一直没有取得实效。对频率相关法中土体动剪应变和震动速度成恒定比例... 以SHAKE2000为代表的频域等效线性化是目前主流的土层地震动计算方法。由于该方法在软土场地计算结果严重不合理,其改进方法成为目前研究热点,主要采用频率相关法,但一直没有取得实效。对频率相关法中土体动剪应变和震动速度成恒定比例关系的基本假定进行研究,从波动方程推导出了均匀全空间单向行波、单一均匀半无限场地、成层场地等3种典型场地中土体剪应变与震动速度关系的精确解答,通过数值试验研究了这一假定的合理性与偏差程度。结果表明:动剪应变和震动速度成恒定比例关系这一假定只有在无边界均匀介质单向行波情形下才成立,对于实际成层土场地,动剪应变与震动速度关系强烈依赖于波的频率和观察点的位置,如果在土层地震反应分析中忽略反射波而采用单向行波恒定比例假定将会使计算结果产生显著偏差;动剪应变与震动速度成恒定比例关系的假定导致的偏差达4个量级,即使对于单一均匀半无限空间模型偏差也十分显著;对实际土层地震动的求解,该假定在理论上定性错误,定量上偏差不可接受,必须放弃而另寻其他途径。 展开更多

关键词 荷载频率 动剪应变 震动速度 地震反应分析 等效线性化方法

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场地地震反应分析研究现状及展望 被引量：5

13

作者 于生生 张熙胤 +2 位作者 陈兴冲 王义 王万平 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期181-192,共12页

场地条件对结构震害的影响已成公认的事实,如何定量的进行场地地震反应分析成为地震工程学中亟待解决的问题之一,而在场地地震反应分析中确定地震动输入至关重要。针对场地条件和地震动输入对场地地震反应的具体影响、场地地震反应分析... 场地条件对结构震害的影响已成公认的事实,如何定量的进行场地地震反应分析成为地震工程学中亟待解决的问题之一,而在场地地震反应分析中确定地震动输入至关重要。针对场地条件和地震动输入对场地地震反应的具体影响、场地地震反应分析方法等方面的研究现状进行了系统总结。已有研究表明,场地条件和地震动输入对场地地震反应分析结果有显著影响。但目前仍存在的问题有:在冻土区进行场地地震反应分析时未充分考虑冻土层的影响效应;缺乏合理的地震动模型来准确描述实际地震动;尚未明确地震波入射角度对场地地震反应的影响规律;目前广泛使用的等效线性化方法不能完全反应土体在地震动作用下的真实运动状态而使其计算结果不尽合理。结合以上问题对还需进一步研究的内容进行了展望,为场地地震反应分析未来的研究工作提供参考。 展开更多

关键词 场地地震反应 场地条件 地震动输入 等效线性化方法 场地土非线性

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指数摩擦力模型振动系统的动态特性研究 被引量：3

14

作者 薛挺 王基 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2009年第1期25-28,共4页

研究单自由度滑动摩擦系数随相对速度指数变化的干摩擦振动系统的简谐激励响应计算问题,应用等效线性化方法推导相应的频响方程。通过数值分析,明确各个系统参数对干摩擦系统振动的影响。

关键词 振动与波 指数摩擦力模型 等效线性化方法 频响方程

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Ⅰ建筑类场地反应谱参数取值问题探讨

15

作者 连海宁 胡进军 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期133-138,共6页

在对89、01抗震规范中Ⅰ类场地分类界限深入的探讨的基础上,利用目前地震安全性评价中广泛使用的基于一维等效线性化波动方法研究了某市沿海地区为代表的浅层覆盖土条件下的地震动参数取值问题。针对各种情况下Ⅰ类建筑场地土,构造若干... 在对89、01抗震规范中Ⅰ类场地分类界限深入的探讨的基础上,利用目前地震安全性评价中广泛使用的基于一维等效线性化波动方法研究了某市沿海地区为代表的浅层覆盖土条件下的地震动参数取值问题。针对各种情况下Ⅰ类建筑场地土,构造若干具有工程意义的典型场地剖面,合成适合本地区的基底输入地震波,计算得到浅层覆盖土条件下的场地地表加速度峰值和反应谱周期。通过对几种类型土计算结果和实际操作的分析和探讨,结果表明:放大倍数谱描述结果概念更强;复核结果偏于保守,且与抗震选用参数不兼容;当钻孔足够多时,低波速钻孔标定谱形接近高波速钻孔。 展开更多

关键词 一维等效线性化波动方法 反应谱特征周期 地震安全性评价

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