水平地震动持时的特征研究

发布时间：2018-11-14 07:53

【摘要】：地震中,绝大多数建(构)筑物的破坏是由强地震动造成的,其破坏程度主要取决于地震动的三要素(幅值、频谱和持时)。本文在归纳、总结国内外地震动持时研究现状及动态的基础上,研究地震动持时的主要影响因素、空间变化规律及其与场地条件之间的关系,为建(构)筑物的抗震设防提供科学依据。论文完成的主要工作如下:1.在归纳、总结国内外地震动持时研究现状及动态的基础上,分析讨论了目前常用的四种持时(括号持时、一致持时、重要持时和有效持时)的特点和不足之处。分析讨论了地震动持时的主要影响因素。结果表明:(1)括号持时的定义简单、直观,在地震动持时预测方程、结构累积破坏、场地液化评估以及反应谱研究方面均有应用。一致持时是在括号持时的基础上提出的,由于一致持时存在不能定义一个连续时间段的缺点,一般作为括号持时的补充。(2)重要持时和有效持时均是基于地震动加速度记录的Arias强度来定义的。目前5-95%重要持时是在工程实践中应用最广泛的持时。而有效持时主要应用于单自由度体系弹塑性模型中。(3)地震动持时主要受到震级、断层距、场地条件以及台站的空间相对位置和阈值等因素的影响。2.利用汶川地震中87个台站主震的加速度时程,研究了四种地震动持时的空间变化规律。结果表明:(1)采用绝对阈值的括号持时、一致持时、有效持时均随着断层距的增加而减小;采用相对阈值的重要持时随着断层距的增加而增加。(2)总体上看,具有相同断层距的上盘区域场点的有效持时大于下盘场点,而具有相同断层距的上盘区域场点的重要持时小于下盘场点;(3)对于具有相同断层距观测点的括号持时和一致持时,当断层距小于80km时,上盘大于下盘;反之,上盘小于下盘。(4)破裂方向性效应对地震动持时影响显著。破裂前进方向观测点的括号持时,重要持时,有效持时均小于逆破裂方向区域。但破裂方向性效应对一致持时无明显影响。3.利用日本Ki K-net中108个台阵记录的日本311大地震主震的加速度时程,研究了地表与井下基岩之间地震动持时比的特征及其与土层厚度、土层等效剪切波速、PGA、地表与井下基岩峰值加速度比之间的关系。结果表明:(1)地表与井下基岩持时比的总体特征是:一致持时比有效持时比括号持时比,且均大于1.0,它们分别主要分布在2.5、1.7和1.5以上;重要持时比以小于1.0为主,占79.6%。(2)地表与井下基岩的括号持时比、一致持时比、有效持时比有随土层等效剪切波速的增加而减小的趋势,并有随着峰值加速度比的增加而增加的趋势,但相关性不明显。(3)地表与井下基岩括号持时比、一致持时比、有效持时比和重要持时比与土层厚度和PGA之间不存在明显的相关性。4.利用日本Ki K-net中4个典型台阵记录的127次地震的加速度时程,研究了地表与井下基岩的持时比和基本频率对应的场地放大系数之间的关系。结果表明:(1)地表与井下基岩持时比与基本频率对应的放大倍数之间的离散性非常大,基本上没有相关性。(2)当场地发生严重非线性反应时,地表与井下基岩的括号持时比和一致持时比均有减小的趋势。
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【学位授予单位】：中国地震局工程力学研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P315.9

【参考文献】