工程地震动模型化研究综述及展望（Ⅰ）概述与地震学模型

分析了地震动模型化研究的发展概况与特点，对地震模型化研究中常用的地震学模型进行了综述与评价。     

工程地震动模型化研究综述及展望（Ⅱ）：平稳模型及均匀调制过程

综述了几十年来地震工程模型化研究的发展模型地分析了目前常用的平稳模型及均匀调制过程。     

地震动转动分量研究综述

随着经济社会的发展及地震工程研究的深入,地震动转动分量及其响应研究开始受到关注,国内外学者对此进行了大量的研究。结合国内外学者的相关研究成果,梳理了地震动转动分量提取方法及地震动转动分量下工程结构响应研究进展。同时指出了目前地震动转动分量研究中存在的问题,以及今后的研究方向。     

基于线性结构响应等效的地震动时域模型

本文运用结构响应等效的思想 ,在用MonteCarlo法作大量结构弹性时程分析的基础上 ,将地震动等效成了形式简单的简谐激励模型 ,为该模型定出了具有概率保证的参数 ,并求出了模型参数与场地卓越周期和结构基本周期之间的回归关系     

基于随机地震动模型的盾构隧道非一致地震反应分析

以常州地铁1号线为工程背景,建立了某一区间段双向盾构隧道的三维有限元计算模型。根据沿线Ⅲ类场地类别,基于随机地震动模型合成输入所需的多点随机地震动。计算双向盾构隧道在非一致随机地震动作用下的反应,与一致地震动激励的结果进行对比分析,得出该类场地条件下地震反应的一般特征。结果表明:非一致地震动激励增大了隧道的地震响应,沿隧道轴向方向各点地震反应存在差异,这种差异会影响轴向方向上的应力、应变,对隧道安全存在不可忽略的影响。     

设计用随机地震动模型与参数的改进

在地震平稳过滤有色噪声模型基础上，基于“二态Ｍａｒｋｏｖ”跨越假定完善了模型参数的确定方法，建立了地震动随机模型与抗震设计规范ＧＢＪ１１－８９联系，具体确定了模型参数（平稳持时Ｔｄ，谱强度因子Ｓ０和非平稳强度函数ｆ（ｔ）与三水准烈度（小震、中震和大震）、场地类别、近远震的定量关系，为工程结构的概率抗震设计提供了初步可用的输入地震动模型与荷载标准。     

地震动幅值特性参数的工程适用性研究

提出了地震动幅值特性参数工程适用性的基本要求,据此对现有幅值的定义进行了简要评述,并通过其中六种不同幅值定义对结构弹性及弹塑性地震反应影响的显著性分析,给出了在工程应用中如何选择地震动幅值特性参数的建议。     

调制ARMA模型在地震动仿真中的几个问题探讨

探讨了调制ARMA模型在人造地震动仿真应用中的模型定阶、模型定参及初始随机序列的影响问题。算例表明,引入强度包线函数对ARMA模型的频率特性有一定影响,但仍不失为一种高效、适用的人造地震动仿真方法。     

平稳随机地震动模型及其激励下土石坝地震反应特性研究

考虑地震荷载的随机性,根据随机过程理论,提出一种简单的模拟平稳随机过程的地震动模型,并给出了确定模型参数的原则和方法。继而,将其应用于一实际均质土坝,并与Kanai谱和马尔柯夫谱进行了比较,验证了该模型的合理性。同时,探讨了该土石坝在随机荷载激励下的地震反应特性。     

增量动力分析地震动强度参数研究综述

增量动力分析是目前基于性能的地震工程中最具有发展前景的方法之一。增量动力分析结果通过地震动强度参数与工程需求参数关系表示,地震动强度参数是影响增量动力分析方法评估结果的关键因素。从地震动强度参数的性质出发,在总结近年来标量型和向量型地震动强度参数研究现状和存在问题的基础上,指出基于反应谱谱形的地震动强度参数在有效性方面具有优势,仍为今后研究工作的主流方向。向量型地震动强度参数可提供更多信息,充分性、有效性优于标量型地震动强度参数,将是未来的发展趋势。基于多向地震动输入的地震动强度参数更能符合工程需求,也将成为研究的重点。     

增量动力分析中的向量型地震动强度参数研究综述

介绍了增量动力分析的基本原理,阐述了地震动强度参数在增量动力分析中的重要性,总结了向量型地震动强度参数的研究现状,指出了向量型地震动强度参数的研究前景。     

中国与孟加拉国地震动参数对比研究

孟加拉国地震灾害频发,抗震设计是孟加拉国工程项目中设计单位与建设单位关注的重点,选用合理的抗震规范体系对孟加拉国基础设施设计施工是非常重要的。通过研究孟加拉国建筑规范的抗震设防目标、地震区划、场地类别、地震峰值加速度、设计反应谱等,将我国工程抗震规范《建筑抗震设计规范》和孟加拉国抗震规范《BNBC2020》进行对比。研究结果表明,BNBC2020是用最大考虑地震和设计基准地震来衡量地震作用;BNBC2020规定结构在大震中不能倒塌,对于重要的结构需保证地震后的工作性能。BNBC2020中SA类场地的平均剪切波速大于800 m/s,近似于《建筑抗震设计规范》中的Ⅰ₀类场地;BNBC2020中给出了SA类场地的最大考虑地震加速度,近似于《建筑抗震设计规范》中Ⅰ₀类场地罕遇地震峰值加速度。BNBC2020中对设计反应谱曲线取值有影响的因素是结构的阻尼比、结构重要性系数、场地土坚硬程度、结构延性、区域系数。     

基于高斯函数的完全非平稳地震动多峰模型及其应用

地震动非平稳特征对非线性结构地震反应的影响不可忽视,并且地震动非平稳特征的准确描述对工程用人工地震波的生成也具有重要意义。在非平稳过程谱表现法的基础上,采用多个高斯函数叠加的包络函数对各频率分量进行调制,建立了一种更加符合地震动非平稳特征的多峰演变功率谱密度模型;基于广义谐和小波,利用Spanos-Tratskas方法计算实际地震动的演变功率谱密度,在预识别峰值相关参数的基础上采用遗传算法进行模型参数识别;选取KiK-net地震波数据库中近2 500条实际地表地震动记录,验证本模型的适用性,通过算例进行了实际应用。结果表明,所提出的多峰演变功率谱密度模型可以实现强度调制在各频率点的自适应性,特别是在中高频段能较好模拟地震动的多峰特征。通过基于高斯函数的多峰演变功率谱密度模型及其参数识别,将地震动的非平稳特征提取到模型参数中,使得地震动非平稳特性的研究可以通过对其参数的分析实现。所提出的模型可以为地震动非平稳特性的研究提供参考。     

三维地震动作用下双层球面网壳的破坏机理研究（英文）

系统地研究了双层凯威特型球面网壳在三维地震动激励下的失效机理及破坏过程。将4种矢跨比的网壳作为分析对象,以其变形能力、屈服杆件数、应变能和应变等作为考察网壳结构动力特性的指标,选取了Taft,Kobe和El Centro这3条地震记录,深入研究了网壳结构在地震动作用下的破坏过程,给出了各矢跨比网壳杆件失效的先后次序,研究了4种网壳结构失效机理的异同之处。计算表明:尽管临界峰值加速度不同,但4个球面网壳的动力响应在一些方面表现出了共性,如网壳均经历了较深的塑性发展与损伤累积,最后均发生了强度破坏;网壳的失效机理与破坏过程却截然不同;进行抗震计算时,应根据网壳的动力特性与地震波的频谱特性合理地选择所需输入的地震波。研究结论可为双层球面网壳的设计提供借鉴与参考。     

近断层大脉冲地震动对网架结构动力反应影响的研究及其简化计算模型

针对工程中常见的大跨空间网架结构在近断层大脉冲地震中的反应特点进行了较为深入的研究,得到了如下有益的结果：①为了便于工程设计中的应用,通过理论推导和数值模拟的方法,提出了一种考虑弯-剪效应的简化弹簧-质量-阻尼等效体系,该体系用以替代下部支撑结构,并和上部网架一起参与动力耦合反应|②简单阐述了近断层大脉冲地震动的特点,对同一个结构输入相同加速度幅值（0.1g）的脉冲地震动与非脉冲地震动两种地震波,分析比较了结构反应的差别,讨论了大脉冲速度谱与结构固有周期对结构反应影响的相关性|③对比分析了实际模型与简化模型在不同地震动作用下的结构反应,其结果验证了简化模型的合理性与准确性。该研究成果对从事本领域的科技人员了解大脉冲地震动对结构的影响有很好的示范效应。同时为设计人员简化计算提供了科学、简便的计算模型。     

动剪切模量比与剪切波速对地震动影响及等量关系研究

采用数值模拟方法,研究动剪切模量比和剪切波速对地震动的影响问题,并以对地表加速度反应谱影响为标准研究动剪切模量比变化与剪切波速变化间的对等关系,同时建立了等价关系式,分析中考虑了场地类别、场地遭遇地震强度和地震输入波型的影响。结果表明:①动剪切模量比误差和剪切波速误差对地震动都有着重要影响,在土体强非线性和软弱场地中影响更为强烈,实测的动剪切模量比和剪切波速比真实值低时较比真实值高时对地表反应谱影响更大,三类场地0.1g地震输入时动剪切模量比6%误差或剪切波速25%误差的影响已经不可忽视;②对不同的场地类别、场地地震烈度和地震输入波情况,动剪切模量比单独变化与剪切波速单独变化对反应谱的影响都具有对等关系;③动剪切模量比误差对地震动的影响程度要大于剪切波速误差,二者对地表反应谱的敏感性相差3～5倍,绝对误差相同时动剪切模量比降低情况下与剪切波速的敏感程度相差更大。     

长周期地震动影响因素及频谱参数研究

依据日本防灾科学技术研究所(NIED)地震动数据库的宽频数字记录,统计地震波的傅立叶谱平均周期Tm和加速度反应谱平均周期Tr,分析长周期地震动的主要影响因素;并根据Tm的双拐点震源谱衰减计算式,统计分析地震动峰值加速度和峰值速度比xa/v与Tr之间的关系。结果表明,场地、震中距和震级是形成长周期地震动的主要因素,Tr适合用来评价长周期地震动,Tr和xa/v呈幂指数衰减,并分别给出了震级为6.1、7.2和9.0的三次地震的拟合系数。     

基于强震台阵记录的地震动空间相干函数实用模型

为寻求一种适用于不同类型场地的地震动空间相干函数实用模型,从美国、日本和我国台湾的密集型强震观测台阵的35次地震记录库中,选取1116条地震动记录,利用随机振动理论和数字信号处理技术对不同类型场地的地震动空间相干性问题进行了研究。通过对水平分量地震动和竖向分量地震动空间相干函数计算值的拟合,建立了一种适用于软土场地、一般场地和基岩场地的地震动空间相干函数实用模型,并进行了参数回归分析。分析结果表明：地震动场空间任意两点的相干性随着距离和频率的增大呈指数函数形式逐渐减弱;在软土场地、一般场地和基岩场地三类场地中,软土场地衰减最快,一般场地次之,基岩场地衰减最慢;基岩场地在距离20km处仍有较大的相干函数值;地震动水平分量的相干性要大于竖向分量的相干性。     

顺层岩质边坡地震动力响应及地震动参数影响研究

 利用FLAC2D建立顺层岩质边坡模型,分析其在地震作用下的动力响应规律,研究地震动参数对其动力响应的影响。结果表明：顺层岩质边坡在地震作用下失稳主要由结构面控制,位移主要发生在潜在滑移面上部岩体中;对地震波存在垂直向和临空面放大作用,其滤波作用没有土质边坡明显,不同岩层会对某一频率的波产生明显的放大效应;当振幅、卓越频率增加时,坡肩下方的加速度放大系数呈递减趋势,且在强度相对较低的岩体内较明显,但随着振幅增加,边坡动力响应增强;各处加速度放大系数受地震动持时影响较小,剪应变增量受其影响较大。当振幅、持时增加时,边坡位移呈增大趋势;当卓越频率增大时,边坡位移减小。同时,证实了地震边坡破坏由上部拉破坏与下部剪切破坏组成,研究结果有助于进一步揭示边坡在地震作用下的失稳机制。     

边坡地震动力响应规律及地震动参数影响研究

利用FLAC3D有限差分软件建立了一个边坡动力数值分析模型,用振动台模型试验对数值模拟效果进行了验证。在此基础上,分析了地震作用下边坡的动力响应规律,以及地震动参数对边坡动力响应的影响。结果表明,边坡对输入地震波存在垂直放大和临空面放大作用,边坡土体对输入地震波低频部分存在放大作用,对高频部分存在滤波作用。坡面加速度峰值放大系数随输入地震波振幅、频率的增加而减小,持时对加速度峰值响应的影响不大;坡体位移随振幅、持时的增加而显著增大,随频率的增大而减小。强震作用下剪应变增量最大区域的位置和形状表明,单一均质土层边坡的破坏模式仍是沿着某一弧形潜在滑动面失稳。研究结果有助于进一步揭示边坡在地震作用下的失稳机制。