波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用

为配合地震综合预防、减灾活动,本刊从此期起首次组织有关地震波动理论及工程应用的专题系列讲座。廖振鹏教授长期从事近场强地震学研究,在地震波动理论与工程实践方面成绩卓著。本讲座是作者为工程力学研究所(原中国科学院,现国家地震局)研究生自1979半起开设的课程“地震工程中的波动问题”(讲义)的一部份,简明而有特色地介绍波动理论的基本概念和方法及其在地震工程中的初步应用。本刊承作者之允,希望通过这一讲座有助于对该领域感兴趣的读者进一步掌握波动理论的基础知识,并将其与工程应用结合起来,为推动地震工程领域内一系列极为重要的问题的解决作出贡献。     

一致边界的精度和离散化准则

本文推导出一致边界特征值与特征向量的显式解析表达式,从而进一步证明:一致边界并不是绝对精确的人工边界,它只能在一定的条件下方能给出满意的结果。文中在一维情形下证明了一致边界离散体系的最大特征频率在数学上等价于该体系的波动截止频率,从而从物理意义出发推导出一致边界的离散化准则,为一致边界的应用提供了理论指导。     

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续）

1.5 非完全弹性介质的阻尼效应前面的波动分析者假定了介质是线弹性的。当地震波穿过地球介质时一部分波动能量将通过内摩擦被介质吸收。这一能量耗损显然与应变水平有关。设穿过地球介质的剪切波位移为u=f(t-x/c_3),则剪应变为(?).根据强震观测结果,最大质点运动速度的量级为(?)|_max=100 cm/s。剪切波穿过地壳基岩时波速约为C_3=3×10~5 cm/s,因此,基岩中     

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续）

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续）廖振鹏，袁一凡（国家地震局工程力学研究所，哈尔滨１５００００）＊ＴｏｐｉｃａｌＬｅｃｔｕｒｅ＊（８）ＥＳＳＥＮＴＩＡＬＫＮＯＷＬＥＤＧＥＯＮＷＡＶＥＴＨＥＯＲＹＡＮＤＩＴＳＰＲＥＬＩＭＩＮＡＲＹＡＰＰＬ...     

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续）

波动理论基础知识及其在地震工程中的初步应用（续）廖振鹏，袁一凡（国家地震局工程力学研究所，哈尔滨１５００００）ＥＳＳＥＮＴＩＡＬＫＮＯＷＬＥＤＧＥＯＮＷＡＶＥＴＨＥＯＲＹＡＮＤＩＴＳＰＲＥＬＩＭＩＮＡＲＹＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＴＯＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥ...     

地震动强度包线函数的理论研究

将地震动时程表示为一系列窄频带的波群叠加而成, 得到了波群到时与相位谱导数的一般关系, 据此关系说明了波群到时的频数分布函数与相位差谱的频数分布函数完全等价。在地震动的相角服从(0, -2)均匀分布的假定下, 推导出地震动的强度包线函数与能量随波群到时的分布函数的定量关系。这一关系阐明了地震动的幅值谱和相位谱的导数与强度包线函数的内在联系。通过实例验证了上述结论。      

两相介质近场波动模拟的一种解耦有限元方法

本文将求解近场波动问题的一种解耦技术推广到两相介质,得到了一种求解两相介质近场波动问题的直接解耦方法,包括集中质量有限元模型、时域显式积分格式和局部人工边界条件. 首先应用加权残数法,并依据波动模拟的精度要求,得到了两相介质集中质量有限元模型. 然后,结合两相介质中波动的衰减特性,实现了透射边界在两相介质近场波动中的运用. 最后,通过数值实验,并与解析解对比,验证了本文方法的有效性.     

基于互相关函数的单孔法波速测试优化算法

土的剪切波速是岩土工程领域的一个重要参数。建筑场地类别划分、地基饱和砂土液化判别、地震反应分析等都依赖于剪切波速,由于其重要性,对它的测定技术和精确程度应重点研究。针对工程中广泛采用的单孔法剪切波速测试,提出了一种基于互相关函数计算土层剪切波速的优化算法。克服了传统数据处理方法中经常遇到的负波速、波速数值明显过大或过小和同一土层各测点波速差别较大等4种不合理因素,提高了数据分析的精度和效率。