近场数字强震仪记录误差分析与零线校正方法

本文对数字强震仪记录进行了误差分析,并对国家强震动台网入网的5种型号数字强震仪系统作了振动台对比试验,分析了该系统加速度记录积分后速度和位移时程零线漂移的原因.本文提出了加速度记录的零线漂移校正方法和校正准则.为了印证零线校正方法的可靠性,对振动台试验中强震仪记录到的加速度两次积分得出位移时程与试验时记录到的绝对位移进行比较,计算位移和振动台绝对位移完全一致;对2008年5.12汶川8.0级大地震和1999年台湾9.21集集7.6级地震现场加速度记录两次积分后得出永久位移与两次大地震的GPS同震位移进行比较.结果表明,该方法对大地震近场仪器墩会发生倾斜或产生永久位移时加速度记录的零线校正有明显效果,可以给出加速度积分后的速度和位移并符合校正准则.本文方法解决了对大地震近场地面运动的研究停留在对峰值加速度和反应谱的研究阶段的困惑,满足了结构抗震对地面永久位移的需求.     

云南漾濞6.4级地震强地面运动的模拟和空间分布特征分析

北京时间 2021 年05月21日 21 时48分云南大理州漾濞县(北纬 25.67°,东经 99.87°)发生了 6.4 级地震.本文利用震源破裂过程控制的 NNSIM随机有限断层方法,模拟对比了近场 6 个强震台的加速度、速度、反应谱记录,据此确定了开展近场地震动模拟所需要的参数的大小,进而建立了近断层 200 km范围内的地面运动.分析了漾濞地震近场地面运动的空间分布特征,结果显示此次地震地面运动的峰值速度PGV、峰值加速度PGA以及反应谱分布均表现为圆形分布,无明显的上下盘特征和走向特征,震中极震区峰值加速度超过了 400 cm·s－2 ,对应国家标准烈度Ⅸ度.     

基于随机地震动模型的结构随机地震反应谱及其应用

本文考虑给定地震烈度下地震地面运动的随机过程性，得强震记录统计确定的地震持时和我国地震规范采用的地震地面最大加速度平均值，确定了平稳过滤有色噪声地震动模型的参数；通过大量计算和回归分析，得到了单质点振子均方地震位移的实用计算公式，提出了随机地震反应谱，等效随机地震静荷载及结构地震随机反应和可靠性分析的实用方法，把结构在随机地震动作用下的动力可靠性分析转化成了结构在等效随机地震静荷载作用下的静力可靠     

中国强震动观测台网建设与发展

<正>强震动观测利用仪器测量和记录地震现象和效应,即地球地表和近地表介质的地震运动以及工程结构反应,其目的是借助于观测记录资料研究地震地面运动及工程结构的反应和破损特点与规律,为认识地震过程及进行工程抗震设防与减灾提供依据。1932年美国研制出世界上第1台强震动观测仪,即USCGS型加速度仪。1933年在美国南加州地区布设第1批     

滦县ML=4.8地震的局部多台数字记录

据中国数字地震台网测定,2004年1月20日16时34分11.9秒在滦县发生了ML=4.8的地震,震中位于东经118.77 °,北纬39.71°,震源深度H=10km.尽管地震造成的破坏轻微,但有感范围较大,在秦皇岛市、青龙县、北京市、廊坊市、天津市等地均有震感.这次地震使震中及其附近地区的5台数字强震仪触发,记录了5组3分量数字加速度记录.本文对这次地震事件、地震地质概况作了简要介绍,并就台站(阵)基本背景资料、数字强震仪主要技术指标作了详细说明.最后,对获取的15条数字加速度记录作了初步处理分析,如基线校正、加速度峰值计算、傅里叶谱及反应谱计算等.     

强震地面运动频谱特性的统计分析

本文利用国内外56次地震的147个重要地面运动加速度记录进行统计回归分析,得到反映强震地面运动加速度富氏振幅谱和伪速度反应谱与地震震级、震中距和记录场地条件的统计关系。这些记录中7级以上大震、震中距小于20公里的近场记录和基岩场地上的记录占有一定比例,统计样本各类数据的分布比较合理。采用场地等效固有周期(以下简称场地固有周期)代替常用的场地分类形式进行统计,在一定程度上克服了场地分类标准不明确的缺点。场地固有周期依据地质钻探资料计算,从而能比较准确地反映与场地特征有关的强震地面运动的频谱特征随震级、震中距和场地固有周期的变化规律,为实际工程应用和抗震理论研究提供可靠的经验公式。     

用强震记录检验深厚土层小应变下一维等效线性化土层地震反应

本文以强震记录为基础,通过土层地震反应计算得到了地表加速度与加速度反应谱,对比研究了由强震记录得到的地表加速度以及由地表加速度得到的与土层地震反应相同阻尼下的加速度反应谱.结果表明:在高频段与中频段,用一维等效线性化计算得到的土层地震反应加速度值与反应谱值比地表实测得到的加速度记录值与加速度反应谱值偏低;但在低频段,计...     

基于GPS地震位移记录的相对位移反应谱计算

地震发生时,结构所受的地震荷载是以位移形式从基础处输入的,所以研究基于地震位移的结构响应既是工程需求又是设计需要。本文基于位移、速度输入模型的单自由度时程反应计算方法,计算了以GPS实际观测记录为位移输入、以其中心差分为速度输入的地震位移反应谱,并与加速度输入模型结果进行了比较。结果表明,高采样率(5 Hz以上)GPS位移记录可获得与加速度输入模型基本一致的反应谱结果,1 Hz GPS位移记录所得结果反映不出地震高频特性,但能表征长周期结构的地震响应。紧接着,本文将基于GPS的反应谱计算方法运用到日本震例中,通过比较并址的强震仪与GPS站两者记录所求得的位移反应谱,得出的结果与理论分析一致。本文由此得出结论:基于GPS计算地震相对位移反应谱是可行的。     

基于条件均值反应谱的特大地震强震记录的选取及调整方法

在PEER地震动数据库(PGMD)的基础上, 结合近几年国内外特大地震的地面运动记录, 建立了地面运动数据库, 同时根据日本M_W9.0特大地震获得的141组记录进行统计回归建立加速度反应谱衰减关系, 并采用条件均值反应谱法, 即设定地震与结构概率需求结合的方法选择地面运动. 选波实例表明, 当设定地震为特大地震时, 基于条件均值反应谱法选取地面运动记录时, 扩展数据库中大震记录并建立符合大震记录加速度反应谱的衰减关系是十分必要与迫切的. 该思路为进一步研究结构动态时程分析中地面运动记录选取问题及所选记录提供了依据.      

基于条件均值反应谱的特大地震强震记录的选取及调整方法

在PEER地震动数据库(PGMD)的基础上,结合近几年国内外特大地震的地面运动记录,建立了地面运动数据库,同时根据日本Mw 9.0特大地震获得的141组记录进行统计回归建立加速度反应谱衰减关系,并采用条件均值反应谱法,即设定地震与结构概率需求结合的方法选择地面运动.选波实例表明,当设定地震为特大地震时,基于条件均值反应谱法选取地面运动记录时,扩展数据库中大震记录并建立符合大震记录加速度反应谱的衰减关系是十分必要与迫切的.该思路为进一步研究结构动态时程分析中地面运动记录选取问题及所选记录提供了依据.     

唐山地区强震动记录的应用研究初探

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。     

几条地震波的归一化时-频反应谱分析

时-频反应谱是地震动幅值、频谱和持时三要素构成的空间三维谱.基于此,本文提出归一化时-频反应谱定义与计算方法,计算三条典型地震波的归一化时-频反应谱,对比分析表明:不同地震记录的时-频反应谱的幅值在时间和周期两个轴上的分布差别很大,具有不同时-频反应谱的地震波可能对结构地震响应产生不同影响;对12层钢筋混凝土框架结构模型进行弹塑性时程分析,通过结构地震反应、结构损伤曲线与输入地震动的归一化时-频反应谱对比,发现结构最大反应并不一定是造成结构倒塌的直接原因,用结构弹性阶段反应最大值进行抗震设计存在一定局限性,从而证明归一化时-频反应谱可有效用来分析地震动特性和结构破坏机理.     

基于性能的钢筋混凝土框架剪力墙结构地震易损性分析

以某典型的20层钢筋混凝土框架剪力墙结构作为研究对象,研究基于性能的RC框架剪力墙结构易损性分析方法。首先选择合适的地震动记录,以0.2g为步长进行调幅后,建立300个结构-地震动样本空间,并确定结构损伤指标和性能参数;然后应用增量动力分析方法计算结构的地震动力响应,选择基本周期加速度反应谱为地震动参数,以研究结构反应的不确定性,并深入分析地震动参数与结构地震需求参数的关系;在此基础上,建立该结构基于加速度反应谱的易损性曲线进行结构易损性分析与评估。结果表明：随着地震动强度的增大,IDA曲线由单调增加变为非单调增加,分位曲线（16%,50%和84%）可以准确地衡量结构的性能;框剪结构在地震作用下的抗震性能表现良好,随着地震强度的增长,各性能超越概率大小的增长速度是不同的。     

地震动速度脉冲对巨型结构体系地震响应影响研究

以巨-子结构抗震体系、隔震体系以及智能隔震体系为研究对象,选择4组具有速度脉冲特性的实际地震动加速度记录及人工模拟的具有相同加速度反应谱而无速度脉冲的地震动时程分别作为地震动输入,采用数值分析方法分别计算在有、无速度脉冲的地震动激励下三种结构体系的地震响应,探讨地震动的速度脉冲对巨型结构体系在不同控制策略下地震响应的影响。研究结果表明:三种结构体系在速度脉冲型地震动作用下的地震响应大部分要大于无速度脉冲型的地震响应,近断层地震动的速度脉冲对巨-子结构抗震体系、隔震体系以及智能隔震体系的地震响应均有一定的不利影响。智能隔震体系对速度脉冲地震动较为敏感,但能有效地减小隔震层位移。     

Seismic response analysis on the stability of running vehicles

The seismometer network of the Japanese expressway system has been enhanced since the 1995 Kobe earthquake. Using earthquake information from the instruments, the expressways are closed if the peak ground acceleration (PGA) is larger than or equal to 80cm/s². The aim of this regulation is to avoid secondary disasters, e.g. cars running into the collapsed sections. However, recent studies on earthquake damage have revealed that expressway structures are not seriously damaged under such‐level of earthquake motion. Hence, we may think of relaxing the regulation of expressway closure. But before doing this, it is necessary to examine the effects of shaking to automobiles since the drivers may encounter difficulties in controlling their vehicles and traffic accidents may occur. In this study, a vehicle was modelled with a six‐degree‐of‐freedom system and its responses were investigated with respect to PGA, peak ground velocity (PGV) and Japan Meteorological Agency (JMA) seismic intensity using five ground motion records. It was observed that the response of the vehicle shows a larger amplitude for the record that has larger response spectrum in the long period range compared to other records. However, similar response amplitudes of the vehicle were observed for all the records with respect to the JMA seismic intensity. The response characteristics of the vehicle model may be very useful for decision‐making regarding the relaxation of the expressway closure under seismic motion. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

2018年陕西宁强5.3级地震强地面运动特征及局部场地效应分析

2018年9月12日陕西省宁强县发生5.3级地震,中国数字强震动台网的39个专业台站在此次地震中触发。文章中通过处理捕获的117条三分向加速度记录,给出近场台站的地震动参数,绘制震中附近区域峰值加速度等值线图,其长轴呈西南-东北方向展布。采用实际观测数据与几种常用地震动衰减关系对比,发现霍俊荣衰减预测模型能更好地反映此次地震的影响场。将振幅最大的51GYD台的反应谱与我国抗震设计反应谱比较,采用最小二乘法拟合出不同震中距5个台站各周期谱加速度衰减特性,总结出此次地震的反应谱基本特征。运用H/V谱比法对51GYD土层台和62ZM台阵进行局部场地地震反应分析,研究覆盖土层对地震动的放大作用,及局部地形对峰值加速度和峰值速度的影响过程。     

Hi-net速度微分与KiK-net 加速度对比研究

首先介绍了日本防灾科学技术研究所Hi-net和KiK-net台网布设情况和数据格式, 然后利用Hi-net和KiK-net共同记录到的282次M_j≥5.0、 震源深度≤100 km的地震, 分析了Hi-net速度微分与KiK-net加速度对数峰值比、 对数反应谱比的分布特征及其随震级、 距离的变化关系, 讨论了速度微分结果在幅值和频谱两方面的不确定性. 结果表明, 数字型速度记录微分与观测加速度无论是峰值还是频谱均存在一定差异, 不能将其直接用作加速度. 考虑到对数峰值比和对数反应谱比在不同震级档、 距离档存在一定规律, 因此对速度微分结果的峰值和特定周期的反应谱除以一定的系数, 可以降低数字型速度记录数值微分造成的不确定性. 另外, 也可采用概率的形式描述这种不确定性.      

地震动永久位移对结构地震反应影响

本文推导了基于位移激励计算单自由度体系拟速度谱公式,通过构造的脉冲位移时程对公式精度进行了验证;之后利用小波变换去除强震记录噪声而保留地震动永久位移,再基于去趋势项方法和滤波方法去除永久位移后,计算拟速度谱。算例结果表明:短周期段内,不保留永久位移的位移激励拟速度谱值与保留永久位移的位移激励拟速度谱值相差很小;中长周期段内,不保留永久位移的位移激励拟速度谱值总体上小于保留永久位移的位移激励拟速度谱值,且不保留永久位移时,滤波方法引起的拟速度谱降幅大于去趋势项方法所引起的拟速度谱降幅。因此,基于位移激励计算中长周期结构的地震反应时,应保留地震动永久位移,或基于去趋势项方法去除永久位移。      

基于特征分类排序的典型海底地震动记录研究

面向海域工程抗震设计及评估对海底地震动的需求,基于日本相模湾海域K-NET的ETMC海底强震动记录,根据震级、震中距选取面向工程输入的949组地震动记录数据库。在考虑震源类型差异的基础上,对地震动峰值、持时、频谱等参数进行分析,通过反应谱、Arias烈度等指标描述典型海底地震动特征。根据峰值加速度、显著持时等强度指标对海底地震动记录进行排序,给出基于不同地震动特征分类下的典型地震动记录。推荐的海底地震动可为考虑不同结构需求参数的典型海域工程结构时程分析提供输入地震动。