近場(chǎng)脈沖型地震動(dòng)的量化識(shí)別及特性研究.pdf

1、二十世紀(jì)九十年代發(fā)生在大城市附近的幾次大地震給人類(lèi)社會(huì)造成了巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，并引發(fā)了科學(xué)家對(duì)近場(chǎng)地震動(dòng)的關(guān)注。由于臨近發(fā)震斷層，這類(lèi)地震動(dòng)蘊(yùn)含了比普通遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)更多的地震能量。近場(chǎng)區(qū)域的工程結(jié)構(gòu)在遭受近場(chǎng)地震動(dòng)作用時(shí)，其損傷程度往往遠(yuǎn)超人們所預(yù)期的結(jié)果。詳細(xì)地研究脈沖型地震動(dòng)的特性對(duì)于保障近場(chǎng)區(qū)域工程結(jié)構(gòu)的抗震安全有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對(duì)近場(chǎng)脈沖型地震動(dòng)的量化識(shí)別及其特性、地震動(dòng)衰減關(guān)系的窄帶修正以及脈沖型地震動(dòng)強(qiáng)度的雙

2、參數(shù)表征四個(gè)主要問(wèn)題進(jìn)行了研究，主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）針對(duì)當(dāng)前用于識(shí)別脈沖型地震動(dòng)的方法效率較低的局限性，提出基于能量的脈沖型地震動(dòng)記錄量化識(shí)別方法。為剔除高頻成分對(duì)速度脈沖的干擾，采用簡(jiǎn)化脈沖模型提取原時(shí)程中的速度脈沖，再由“峰點(diǎn)法”確定其脈沖周期、脈沖起始以及終止時(shí)刻，并驗(yàn)證了“峰點(diǎn)法”的有效性。由脈沖起始和終止時(shí)刻所決定的脈沖相對(duì)能量作為量化識(shí)別脈沖型地震動(dòng)記錄的指標(biāo)，并據(jù)此判別地震動(dòng)記錄的脈沖屬性?；谀芰康?/p>

3、概念，提出一種用于識(shí)別前場(chǎng)方向性效應(yīng)型脈沖記錄的量化方法。結(jié)果表明，如果速度脈沖發(fā)生的起始時(shí)刻位于有效持時(shí)時(shí)間段的中點(diǎn)之前，那么該地震動(dòng)可以被認(rèn)為是由前場(chǎng)方向性效應(yīng)所產(chǎn)生。
　?。?）在闡明需要區(qū)別對(duì)待脈沖型地震動(dòng)和非脈沖型地震動(dòng)的基礎(chǔ)上，對(duì)脈沖的譜放大效應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明，脈沖對(duì)加速度反應(yīng)譜值的放大作用區(qū)間會(huì)隨著脈沖周期的變大而在周期橫坐標(biāo)軸上逐漸向右移動(dòng)，并且其影響區(qū)間會(huì)隨著脈沖周期的增大而變寬。比較了LSF法和小波分

4、析兩種脈沖提取手段對(duì)于研究脈沖方向性效應(yīng)的差異性。結(jié)果表明，LSF法提取脈沖的穩(wěn)定性更好，效率更高。證明了脈沖相對(duì)能量與結(jié)構(gòu)反應(yīng)之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，在一定條件下，脈沖相對(duì)能量可以用來(lái)作為表征地震動(dòng)強(qiáng)度的參數(shù)。
　?。?）定量分析了脈沖效應(yīng)對(duì)加速度反應(yīng)譜影響的周期區(qū)間及其放大程度。結(jié)果表明，脈沖效應(yīng)發(fā)生的起始周期、最大周期、結(jié)束周期以及脈沖效應(yīng)對(duì)加速度反應(yīng)譜的放大系數(shù)與脈沖周期存在較好的相關(guān)性?；诨貧w分析結(jié)果，給出了該放大作用影

5、響周期區(qū)間及其放大系數(shù)的解析表達(dá)式。與現(xiàn)有的窄帶修正模型進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，現(xiàn)有模型在窄帶周期范圍內(nèi)修正后的加速度反應(yīng)譜明顯大于本文所提方法，且其譜峰值發(fā)生的周期點(diǎn)要早于所提模型。
　　（4）通過(guò)地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)與結(jié)構(gòu)整體損傷指數(shù)之間的相關(guān)性分析，得到與結(jié)構(gòu)反應(yīng)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)且相互較為獨(dú)立的兩個(gè)表征地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)的指標(biāo)——峰值地面速度和第一振型周期譜加速度。結(jié)果表明，采用此雙參數(shù)表征地震動(dòng)強(qiáng)度時(shí)可以在保證結(jié)構(gòu)反應(yīng)預(yù)測(cè)精度的同時(shí)，大大減