收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

粘弹性场地地形对地震动谱特性的影响分析

荣棉水  
【摘要】: 大量的震害表明,地表地形对地面运动有很强的放大和缩小作用,因而直接影响到震害的分布。对地形条件进行研究的目的有两个,一是解释地震时地面运动的放大作用和空间变化,再就是预测在将来受地震时地面运动的特性。因此地形对地面运动的影响分析是地震工程学中非常重要且具吸引力的领域。通过大量研究,局部不规则地形对地震动峰值加速度的影响我们已有相当的了解,但是地形对地震动谱特性影响的研究相对较少。本文就以探讨地形对地震动谱特性的影响规律为研究目标,通过数值计算结果分析,着重开展了以下几个方面的研究工作,并初步得到了一些有意义的结果。 1.数值计算方法的选择与分析 本文选择的数值计算方法为李小军等提出的粘弹性场地地震反应分析的一种时域高精度显式有限元-有限差分方法。第二章系统回顾了显式有限元有限差分方法的理论框架。另外,这种时域高精度的显式有限元有限差分方法的优点在于采用了李小军等的显式逐步积分方法,而逐步积分方法的基本特性除了计算格式的收敛性、稳定性、精度以外还必须考虑数值计算的高频能耗特性(dissipation)和计算起步的幅值超越性(overshoot)。因此,作为前人工作的补充,本文还在第二章中分析了中心差分格式、中心差分结合单边差分的格式以及李小军等的积分格式这三种不同显式格式的能耗特性(对高频成分的抑制和消除作用)与幅值超越性(初始计算数据的放大特性),并对三种显式格式显示出来的这两种特性做一综合评判。研究结果表明:李小军等的显式差分格式在物理阻尼比为0到1的范围内均具有较强的能耗特性,这种特性优于另外两种显式积分格式,能有效地克服透射边界的高频失稳,另外,这种格式也具有较小的速度幅值超越性,因此,在处理复杂场地地震反应方面是一种比较理想的显式积分格式。 2.地形对地震动谱特性的影响分析 由于实际工程遇到的场地地形条件是复杂多变的,地形对输入地震波的谱特性的影响也与很多因素有关,这些因素大体上包括场地特性和输入地震波特性两个部分。场地特性包括地形的特征尺寸如坡度和高度、介质的性质等,输入地震动特性包括输入地震波的频谱特性、入射角度等。为了便于总结规律,本文控制了若干影响因素以简化问题的分析。首先研究了坡地地形在高宽比不同、体波入射角度不同时出平面运动谱特性的差异,接着进一步研究了简单平台地形及凹陷地形对入射体波谱特性的影响,给出了若干定性及定量的结果。这些研究结果表明:地形的特征尺寸和入射角度不仅对地震动的峰值有影响,而且对地震动的谱特性有较大的影响,其中入射角度的影响尤为显著。另外,研究还表明基于脉冲输入研究粘弹性地形谱特性的影响仍不失为一种有效的方法。 3.地形对输入地震动反应谱加速度峰值及特征周期影响规律的分析 若干震害调查结果表明地形影响地震动的峰值及频谱特性,即影响反应谱的形状。现有的场地反应谱对地形的考虑是以地震力的形式给出的,实际工程中碰到局部不规则地形的问题时,工程师们无法从反应谱中直接获得特征周期或峰值加速度的调整方案,本文以一个具体的平台地形为算例,通过拟合的人造地震动输入,计算获得有地形影响的场地观测点的加速度时程,再利用美国抗震设计样本规范ATC3-06建议的方法以及双参数标定反应谱的方法确定观测点加速度时程所对应的场地反应谱特征周期值,进而简要分析了地形对输入地震动反应谱峰值加速度及特征周期的影响规律,并尝试着给出了特定条件下地形对观测点反应谱的调整方案。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘庆芳;2002年10~11月华北地区M_L≥3.0地震动态[J];国际地震动态;2003年02期
2 李兵;高跃雄;郭林旺;孟明瑛;;安泽县地震动异常的调查落实[J];山西地震;2008年01期
3 王虎栓;;地震动对人生理反应的影响初探[J];灾害学;1991年02期
4 霍俊荣,胡聿贤,冯启民;关于通过烈度资料估计地震动的研究[J];地震工程与工程振动;1992年03期
5 田玉红,王培德;200km震中距内的加速度记录和地震动特征[J];地震学报;1994年03期
6 陶能付,章在墉;地震动持续时间在抗震设计中的应用[J];同济大学学报(自然科学版);1996年04期
7 范留明,黄润秋;一次冲击地震动的特性研究[J];地质灾害与环境保护;2000年01期
8 郭燕平,张德存;1999年12月份全球M≥5.0地震动态[J];国际地震动态;2000年05期
9 范立础,王君杰,陈玮;非一致地震激励下大跨度斜拉桥的响应特征[J];计算力学学报;2001年03期
10 郭燕平 ,封长华;2001年12月全球M≥5.0地震动态[J];国际地震动态;2002年06期
11 刘庆芳;2002年7月华北地区M_L≥3.0地震动态[J];国际地震动态;2002年11期
12 郭燕平,封长华;2002年11月全球M≥5.0地震动态[J];国际地震动态;2003年03期
13 刘庆芳;2003年10月华北地区M_L≥3.0地震动态[J];国际地震动态;2004年01期
14 刘庆芳;2003年11月华北地区ML≥3.0地震动态[J];国际地震动态;2004年02期
15 梁建文;非平稳地震动过程模拟方法(Ⅰ)[J];地震学报;2005年02期
16 宋利萍,张俊玲,柏琳,张密利,朱姗姗;城市地震成灾机制分析[J];高原地震;2005年02期
17 徐龙军;谢礼立;胡进军;;抗震设计谱的发展及相关问题综述[J];世界地震工程;2007年02期
18 张德存,郭燕平;1996年7月全球M≥5.0地震动态[J];国际地震动态;1996年11期
19 郭燕平 ,封长华;2001年9月全球M≥5.0地震动态[J];国际地震动态;2002年03期
20 郭燕平,封长华;2002年6月全球M≥5.0地震动态[J];国际地震动态;2002年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 袁美巧;俞瑞芳;俞言祥;;基于小波变换的地震动时—频特性研究[A];中国地震学会成立三十年学术研讨会论文摘要集[C];2009年
2 陈厚群;;水工建筑物的场址设计反应谱[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅰ)[C];2010年
3 刁颋;;山东工程场地地震动放大效应初步研究[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年
4 李峰;韩晓光;;鄂西巴东马鬃山村地震动及地质灾害的形成条件分析[A];西部水利水电开发与岩溶水文地质论文选集[C];2004年
5 陈贵清;郝婷玥;;长输管道随机地震反应的理论研究[A];中外力学思维纵横——第四届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2009年
6 卢兴江;;直杆受地震动或人为扰动的试验及力学分析[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年
7 张文芳;;结构体系地震作用下振型评价参数的理论研究[A];防震减灾工程研究与进展——全国首届防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2004年
8 丁光莹;李杰;;复杂结构的抗震可靠度分析[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
9 彭艳菊;唐荣余;吕悦军;沙海军;;天津滨海场地土类别特征及对地震动的影响[A];中国地震学会第十次学术大会论文摘要专集[C];2004年
10 刘晓皙;付继华;王建军;;地震动数据采集模块及其在灾情远程监测中的应用[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙静;岩土动剪切模量阻尼试验及应用研究[D];中国地震局工程力学研究所;2004年
2 吕晓棠;SH波对夹杂裂纹附近半圆形凸起的散射[D];哈尔滨工程大学;2007年
3 徐龙军;统一抗震设计谱理论及其应用[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 邵广彪;近断层海底土层地震液化及侧移研究[D];中国海洋大学;2005年
5 彭凌云;地震动随机模型及结构响应控制[D];北京工业大学;2008年
6 邱发强;SH波对三角形凸起及其附近浅埋圆孔的散射[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 孙锐;液化土层地震动和场地液化识别方法研究[D];中国地震局工程力学研究所;2006年
8 李俊;以Google Earth为平台,基于GDP、人口与场地效应的全球大震损失评估模型[D];中国科学技术大学;2009年
9 刘文华;大跨复杂结构在多点地震动激励作用下的非线性反应分析[D];北京交通大学;2007年
10 董银峰;非平稳信号处理方法的改进及在地震工程中的应用研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏雷涛;时程分析中地震动记录筛选及调整研究[D];天津大学;2012年
2 罗熠;考虑地震动谱形影响的钢筋混凝土框架结构非线性反应分析[D];兰州理工大学;2012年
3 刘洋;八层大开间混凝土砌体结构地震响应试验研究[D];大庆石油学院;2004年
4 张书林;基于反应谱特征的地震动分类方法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
5 陈国平;地震动特性参数评价及对结构设计的影响[D];广州大学;2011年
6 王海江;中小地震地震动衰减关系的研究[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
7 韦韬;近断层速度脉冲对钢筋混凝土框架结构影响的研究[D];中国地震局地球物理研究所;2005年
8 陈刚;圆柱形消化池流固耦合动力特性分析[D];天津大学;2007年
9 鲁建飞;结构反应与地震运输入关系研究[D];大连理工大学;2011年
10 宋智元;基于宁洱地震场地地震动反应分析[D];昆明理工大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵小剑;华西医院:磅礴急救[N];南方周末;2008年
2 张晓芳;“8度设防”保卫宁夏安全[N];宁夏日报;2008年
3 特约记者 徐汇东本报通讯员 卢曦;遭遇地震动作快 藏羌村寨扬美名[N];光明日报;2008年
4 记者  白景辉;地震重点防御区内工程必须抗震[N];宁夏日报;2006年
5 本报记者 于晓娜实习记者 丘雪莹;香港开发商、工程专家激辩地产抗震成本[N];21世纪经济报道;2008年
6 黄河勘测规划设计有限公司南水北调西线设计副总工程师 杨维九;抗震设计 水工建筑物的生命[N];黄河报;2008年
7 杨树明本报通讯员 栾黎 谭颖 李照彬;当震波袭至法庭[N];人民法院报;2008年
8 于青;日本新潟县发生强烈地震[N];人民日报;2007年
9 周怡喧;老百姓需要这样的好民警[N];人民公安报·交通安全周刊;2008年
10 袁芳;北京交大发挥学科优势支持灾后重建[N];科技日报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978