强震地面运动和结构地震响应的-学术讲稿

强震地面运动

和结构地震响应的研究1提纲：随机地震动的统计特性设计谱和GPS技术在强震记录数据处理中的应用;强震地面运动场的三维数值模拟;功率谱模型的改进;地震动非平稳特性的影响;结论与建议.21随机地震动的统计特性地震动持续时间地震动峰值特性包络线(强度非平稳性)频率成分(含量)的非平稳性3设计谱与真实反应谱的差异关于地震动强度或设防烈度，自上世纪70年代以来广泛采用地震危险性分析方法，至于反应谱峰值的形状一直采用Housner提出的平滑化设计谱。应该指出，这种平滑化的设计谱与真实的反应谱之间是存在一定的差异的。真实地震的反应谱是随周期波动变化的，而且变化的幅度比较大。4设计地震应该是单纯的地震动特性还是综合了结构和地震的特性?

-----这样的争论来源于对设计谱的理解Housner对设计谱的解释:设计谱工实际用的平滑化反应谱为什么可以用平滑化的谱取代实际的波动状反应谱?结构的周期不能正确的确定对迭加在平滑化谱上的波动成分是未知的考虑到结构的阻尼,材料的强度和延性以及结构的非线性影响5设计谱和GPS技术在强震记录数据处理中的应用1.1关于设计谱

－－拟加速度谱－－相对位移谱美国与中国的设计谱与抗震设计软件中的处理方法678欧洲抗震设计规范中的位移反应谱TD=2sTE=6sTF=10s9随机地震动功率谱的基本特性在给定震级和距离的条件下平滑化功率谱也具有随机性，但是它们的离散性相对比较小，迭加在其上的波动成分随机性更大，而且有一定的共性，所以可以说是高阶随机或超随机特性。这两部分贡献可以分开来加以统计。随机波动成分对方差或地震动强度是基本没有贡献的。10111213Typicalautocorrelationfunction14Typicalpowerspectrumdensity15161718地震动记录统计特征的随机特性1、自相关函数和互相关函数对自相关函数用曲线

来拟合192021三方向地搬震动的谱祥特性三向地梯震动的激谱特性劝的差异如何根昨据规范勺中的单云向地震催反应谱榜产生多右向地震麦动时程竖向地震父反应谱的巨场地相关慰特性地震动场览的模拟222GP摊S技术在紫强震记陷录数据园处理中滥的应用－－GPS技术的特降点－－强震轻观测中存久在的问题－－GPS技术的葡应用1次/s的采样码率2002年美国Dena季li7.似9级地震200娘3日本Toka短chi-研Oki8请.0级地震200净3年San资Sime虏on6趴.5级地震地面运动别永久位移眉无法确定23经过低通赴滤波以后拢的GPS位移与采济用不同频歌带滤波以好后的加速坏度时程的遮比较24从加速肝度和GPS信号中分甲析得到的荒阻尼比为0.0干5的位移谱盯的比较253.强震地断面运动橡场的三工维数值饿模拟模拟方工法：有限断层只模型基本思裤想：发震断裂子断裂较小的地震断层方位滑冲方向断层方位相应于基本参数26怀来-延庆盆怎地波速幅结构测阳点（黑哲三角）津布置和束数值模谣拟范围27计算区晚域内的敢岩土分叉层情况2824个子震勉源在断蚁层面上洋的分布29观测点上惰的位移、平速度和加懂速度时程30动速度和载位移沿测桑线的转播株过程31研究区烈域的地铅震动强弯度（烈串度）分池布324.地震动功皇率谱模型舍的改进◆随机模膛型存在剥的问题◆对新模参型的构站想----看作是白噪声过程分开别经过高、低频终滤波以后得到的看平稳过程墨或两个高域斯Mar柜kov过程的叠加或复合，苗因此也可塞以称为复榨合Mark秒ov模型。33(a)用高低废频截断缺方式限竖制高低匆频成分嫩（竖线跌部分为障有限带勾宽白谱彼）(b)用高低朽通滤波工器限制荷高低频酱成分34复合Mar猛kov功率谱模持型:35Mar削kov功率谱粘模型与Kan牙ai-傻Taj四imi模型的并对比36包络函数厌的几种形皇式：平稳化腐过程：是一个歌确定性碧的时间途函数与留一个平花稳随机过程的垦乘积，即市：5.地震动非嫂平稳特性委的影响37四种模谎型模拟集的El_C邮entr暗o波包线38四种模絮型模拟攀的集集础地震的馆包线395考虑地粉震动非督平稳特供性的CCQ春C（t）法：40CSR占SS（t）法：CQC（t）法：SRSS（t）法：4142发展基葬于随机凭过程理歌论的抗贴震设计快方法（1）分析加护速度时程冶对结构的哑破坏作用茂，研究加谱速度时程宝作为随机并过程的统叛计特征和焦参数，其坦中包括幅夺值和频率龟特性非平奖稳性的表描达方式等痒；（2）探索碑对加速弓度时程葬进行危泼险性分虾析的方倡法；（3）研究结详构在随机属地震地面宜运动作用慌下的动力举反应分析合方法；（4）在统雹一的概否率定义贱下对结步构进行监可靠度来分析，糕获得真盘正意义级上的结告构可靠使度水准她。43这样的加速度鞠时程不是一肤个确定少性的时吼间函数葱，但是匠可以定扁义为一辱个随机函语数，其统计奔特性可以案看作是确倍定性变量誉并由这些宽统计参数碗来产生样软本随机过论程，也可汽以直接用涨一组样本随机腊过程来表示惩。这样吐得到的戏具有一稳定概率树水准的敞加速度蔽时程可呆以作为抄重大工痒程的的芒设计地春震或输登入地面膀运动，缓并据此骄对结构歼地震反歌应进行恳可靠性热分析。446.结论与建上议1、今后移需要研谋究相对插位移反肾应谱在大长周期读段的特征，进备一步拓宽集设计反应碰谱的适用壶范围；2、在地面衰和结构上析布置高采陶样率的GPS接收器，研究相应顽的数据处任理方法和蜓软件，综辰合利用观测数据，用分析记录漆位移随时临间的动态爱和静态变化规律；3、地震扣动的非蜡平稳性量及其对沙结构反灾应的影纹响，还有待进乓一步研究桥；454、有限差分对和其他离砍散化方法躺可以有效或地应用于地震陕动场的蝴数值模债拟，目始前的研渐究工作兆已经在这方面溪奠定了悬良好的洗基础，描今后还由需要发滔展标准化的数怠值分析静技术和团计算机杂软件，样为在城污市和区域基础永设施建谣设和重魄大工程转中的实售际应用够创造条件；5、地震作梢用是具否有高