近断层地震动脉冲识别及考虑波动效应的桥梁地震破坏分析
发布时间：2021-08-18 15:54
随着我国经济建设的不断发展,越来越多的基础工程建设将投入实施。我国又是一个地震多发国家,广阔的国土面积上分布着大大小小的地震断裂带,因此越来越多的桥梁在近断层区域开展建设的可能性也越来越大。而近断层地震动长周期、大幅值的速度脉冲与远场地震动相比又具有明显不同的特征,必定给桥梁工程的抗震安全带来新的挑战。桥梁一旦在地震中发生破坏或倒塌,将造成严重的生命和财产损失,还将阻断后续的抗震救灾工作。为了探究桥梁结构在近断层脉冲型地震动作用下的响应特征和破坏机理,应首先对脉冲型近断层地震动时程自身的特征进行研究。虽然基于小波分析的近断层地震动脉冲波形量化识别方法多年前已被提出,然而对多脉冲波型的识别研究仍不足。另外,小波基函数的选择也存在一定的主观性,无法根据地震动波形特征自适应地变换。同时近年来出现了一些新的针对非平稳非线性信号的分析方法,应该与近断层地震动脉冲波形识别工作相结合,发挥其强大的分析能力。在工程结构地震响应分析中,结构地震响应往往是同步的,这对于大跨桥梁这样的细柔结构是不合适的,结构内部地震波的传播实际上是需要一定的时间的。目前,在近断层脉冲型地震动对工程结构地震风险评估的影响研究...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１小波变换中常用的小波??Ｆｉｇ?２．１?Ｃｏｍｍｏｎｌｙ?ｕｓｅｄ?ｗａｖｅｌｅｔｓ?ｉｎ?ｗａｖｅｌｅｔ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍ??
图２．３?ＣＨＹ０２９水平双向速度时程
?大连理工大学博士学位论文???图２．５中通过目测可以确定这个台站记录到的水平向地震动至少有４个显著的脉冲??频率存在，通过分析可得到５个显著脉冲波，这５个脉冲波的能量系数均不小于最大能??量系数的一半［１８］。图２．６表示出这５个显著脉冲波的波形，排序原则是以各个显著脉冲??对应的连续小波变换的系数绝对值大小按序排列，这些小波变换系数的大小也对应着小??波能量的高低。图２．６中的五个小波成份中小波１的能量最强，其它四个小波成份对应??的小波系数依次降低。如果仅用小波１的波形来近似表示ＴＣＵ１０１站台水平最强方向的??速度脉冲是不准确的，因为小波１波形的能量与原始的波形能量相比仍有较大的差距，??更好的办法是考虑利用多个脉冲波来表示该方向上的脉冲速度时程。??图２．７表示了只考虑单脉冲的分析结果与本节方法分析结果的对比，可以看到本节??方法的分析结果基本上代表了原始信号中的所有显著脉冲成份，而仅考虑单脉冲的分析??结果与原始信号相比仍有较大差异。尤其在时间超过第２５秒后，单脉冲分析结果对应的??速度时程己经为零，而基于本节方法的分析结果仍能够贴近于原始信号中的显著脉冲波??形，这说明了基于ＤＢ４小波基函数并考虑多个脉冲波的分析方法对近断层地震动特性分??析的必要性和准确性。??６０Ｓ＾ｍ?１?Ｉ?Ｉ??ｊ?ｍｍ??５００?１０００?１５００?２０００?２５００?３０００?３５００?４０００?４５００??Ｔｉｍｅ?（ｏｒ?Ｓｐａｃｅ）?ｂ??图２．５?ＴＣＵ１０１水平速度时程最强方向（６９．０１７８°）的时频图谱??Ｆｉｇ?２．５?Ｔｉｍｅ－Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｖｅｌ
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土疲劳损伤模型研究综述[J]. 陈欣星,周金仁,柯结伟,林家炜. 山西建筑. 2018(32)
[2]基于修正Park-Ang模型的PC框架结构损伤模型研究[J]. 王晓伟,张耀庭,肖云峰. 地震工程与工程振动. 2018(03)
[3]混凝土梁桥地震倒塌失效机制[J]. 左烨,孙广俊,李鸿晶. 南京工业大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]高速铁路桥墩等效塑性铰长度研究[J]. 邵光强,刘开,蒋丽忠,康俊涛. 铁道工程学报. 2017(07)
[5]基于HAZUS的预应力混凝土简支梁桥地震风险评价[J]. 夏春旭,柳春光. 桥梁建设. 2016(06)
[6]Stiffness degradation-based damage model for RC members and structures using fiber-beam elements[J]. Guo Zongming,Zhang Yaoting,Lu Jiezhi,Fan Jian. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2016(04)
[7]独塔宽幅斜拉桥基于能力需求比的抗震性能评估[J]. 徐略勤,刘津成,刘营,陈亮. 桥梁建设. 2016(04)
[8]不同下部结构型式高架桥的横桥向抗震性能研究[J]. 焦驰宇,龙佩恒,杨建国,李世华. 桥梁建设. 2016(03)
[9]近断层地震动空间分布特征对斜拉桥地震响应影响[J]. 李帅,王景全,颜晓伟,冯宇. 土木工程学报. 2016(06)
[10]基于修正的Park-Ang损伤模型在钢构件中的应用[J]. 周知,钱江,黄维. 建筑结构学报. 2016(S1)
博士论文
[1]地震作用下超高墩刚构桥倒塌破坏关键问题研究[D]. 范振华.武汉理工大学 2013
[2]结构地震响应波动分析的被研究块体方法[D]. 姜迎春.大连理工大学 2013
[3]汶川地区公路桥梁地震易损性分析研究[D]. 陈力波.西南交通大学 2012
[4]希尔伯特—黄变换（HHT）与地震动时程的希尔伯特谱[D]. 张郁山.中国地震局地球物理研究所 2003
[5]混凝土双轴疲劳试验与破坏预测理论研究[D]. 朱劲松.大连理工大学 2003
[6]三轴受压混凝土损伤特性理论与试验研究[D]. 逯静洲.大连理工大学 2002
[7]动力问题的非时间步参数时间有限元法及弹性波传播数值模拟的格子法[D]. 刘铁林.大连理工大学 2000
硕士论文
[1]预应力混凝土框架结构基于构件的损伤模型研究[D]. 王晓伟.华中科技大学 2017
[2]近海隔震桥梁基于性态的抗震设防标准易损性分析及应用[D]. 邹勤.广州大学 2014
[3]地震作用下结构损伤评价方法研究[D]. 刘良林.华侨大学 2008
[4]Hilbert-Huang变换及其在信号处理中的应用[D]. 陈娟.大连理工大学 2006
本文编号：3350184
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１小波变换中常用的小波??Ｆｉｇ?２．１?Ｃｏｍｍｏｎｌｙ?ｕｓｅｄ?ｗａｖｅｌｅｔｓ?ｉｎ?ｗａｖｅｌｅｔ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍ??
图２．３?ＣＨＹ０２９水平双向速度时程
?大连理工大学博士学位论文???图２．５中通过目测可以确定这个台站记录到的水平向地震动至少有４个显著的脉冲??频率存在，通过分析可得到５个显著脉冲波，这５个脉冲波的能量系数均不小于最大能??量系数的一半［１８］。图２．６表示出这５个显著脉冲波的波形，排序原则是以各个显著脉冲??对应的连续小波变换的系数绝对值大小按序排列，这些小波变换系数的大小也对应着小??波能量的高低。图２．６中的五个小波成份中小波１的能量最强，其它四个小波成份对应??的小波系数依次降低。如果仅用小波１的波形来近似表示ＴＣＵ１０１站台水平最强方向的??速度脉冲是不准确的，因为小波１波形的能量与原始的波形能量相比仍有较大的差距，??更好的办法是考虑利用多个脉冲波来表示该方向上的脉冲速度时程。??图２．７表示了只考虑单脉冲的分析结果与本节方法分析结果的对比，可以看到本节??方法的分析结果基本上代表了原始信号中的所有显著脉冲成份，而仅考虑单脉冲的分析??结果与原始信号相比仍有较大差异。尤其在时间超过第２５秒后，单脉冲分析结果对应的??速度时程己经为零，而基于本节方法的分析结果仍能够贴近于原始信号中的显著脉冲波??形，这说明了基于ＤＢ４小波基函数并考虑多个脉冲波的分析方法对近断层地震动特性分??析的必要性和准确性。??６０Ｓ＾ｍ?１?Ｉ?Ｉ??ｊ?ｍｍ??５００?１０００?１５００?２０００?２５００?３０００?３５００?４０００?４５００??Ｔｉｍｅ?（ｏｒ?Ｓｐａｃｅ）?ｂ??图２．５?ＴＣＵ１０１水平速度时程最强方向（６９．０１７８°）的时频图谱??Ｆｉｇ?２．５?Ｔｉｍｅ－Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｖｅｌ
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土疲劳损伤模型研究综述[J]. 陈欣星,周金仁,柯结伟,林家炜. 山西建筑. 2018(32)
[2]基于修正Park-Ang模型的PC框架结构损伤模型研究[J]. 王晓伟,张耀庭,肖云峰. 地震工程与工程振动. 2018(03)
[3]混凝土梁桥地震倒塌失效机制[J]. 左烨,孙广俊,李鸿晶. 南京工业大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]高速铁路桥墩等效塑性铰长度研究[J]. 邵光强,刘开,蒋丽忠,康俊涛. 铁道工程学报. 2017(07)
[5]基于HAZUS的预应力混凝土简支梁桥地震风险评价[J]. 夏春旭,柳春光. 桥梁建设. 2016(06)
[6]Stiffness degradation-based damage model for RC members and structures using fiber-beam elements[J]. Guo Zongming,Zhang Yaoting,Lu Jiezhi,Fan Jian. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2016(04)
[7]独塔宽幅斜拉桥基于能力需求比的抗震性能评估[J]. 徐略勤,刘津成,刘营,陈亮. 桥梁建设. 2016(04)
[8]不同下部结构型式高架桥的横桥向抗震性能研究[J]. 焦驰宇,龙佩恒,杨建国,李世华. 桥梁建设. 2016(03)
[9]近断层地震动空间分布特征对斜拉桥地震响应影响[J]. 李帅,王景全,颜晓伟,冯宇. 土木工程学报. 2016(06)
[10]基于修正的Park-Ang损伤模型在钢构件中的应用[J]. 周知,钱江,黄维. 建筑结构学报. 2016(S1)
博士论文
[1]地震作用下超高墩刚构桥倒塌破坏关键问题研究[D]. 范振华.武汉理工大学 2013
[2]结构地震响应波动分析的被研究块体方法[D]. 姜迎春.大连理工大学 2013
[3]汶川地区公路桥梁地震易损性分析研究[D]. 陈力波.西南交通大学 2012
[4]希尔伯特—黄变换（HHT）与地震动时程的希尔伯特谱[D]. 张郁山.中国地震局地球物理研究所 2003
[5]混凝土双轴疲劳试验与破坏预测理论研究[D]. 朱劲松.大连理工大学 2003
[6]三轴受压混凝土损伤特性理论与试验研究[D]. 逯静洲.大连理工大学 2002
[7]动力问题的非时间步参数时间有限元法及弹性波传播数值模拟的格子法[D]. 刘铁林.大连理工大学 2000
硕士论文
[1]预应力混凝土框架结构基于构件的损伤模型研究[D]. 王晓伟.华中科技大学 2017
[2]近海隔震桥梁基于性态的抗震设防标准易损性分析及应用[D]. 邹勤.广州大学 2014
[3]地震作用下结构损伤评价方法研究[D]. 刘良林.华侨大学 2008
[4]Hilbert-Huang变换及其在信号处理中的应用[D]. 陈娟.大连理工大学 2006
本文编号：3350184
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