工程場地地震動場波動數值分析研究.pdf

1、隨著地震動研究的逐漸深入和發(fā)展,地震工程學家對地震動幅值、頻譜和持時特性等地震動要素的研究已經取得了極大的進步,基于反應譜的設計已經成為各國普遍采用的結構抗震設計方法.然而,目前的地震動分析大多局限在確定性分析范疇內,即確定性地震波動輸入條件下的工程場地地震動場分析.在一般的結構地震響應分析中,所涉及的結構地震動輸入是假定在結構基底各點是完全相同的,即所謂的"一致激勵".在實際地震作用下,由于地震震源機制的多樣性和局部場地條件對近場地震

2、波動的影響,計算工程場地在實際地震作用下的地震動響應時,有必要考慮入射地震波的隨機特性對場地波動觀測量的影響.通過研究人們還發(fā)現:一致輸入并不能反映實際的地震動輸入情形.對于具有較大尺度的結構的地震反應分析,如重力壩、橋梁、大跨結構、生命線工程管線等,必須考慮地震動空間變化對結構動力響應的影響,即采用非一致激勵對結構進行動力響應分析.針對上述問題,該文首先論述了確定性波動分析的基本原理,在此基礎上,基于隨機振動理論與波動有限元分析技術,

3、將虛擬激勵法擴展到波動分析領域,使得復雜的隨機波動問題轉變成為簡潔的確定性波動分析過程,計算得到工程場地隨機地震波動觀測量的統(tǒng)計特征.進而,針對非一致激勵條件下工程場地地震動場分析的特點,采用隨機場相關分解技術對非一致輸入的空間相關性進行分解,并結合多點輸入條件下的虛擬激勵法實現了多點隨機地震動的輸入,得到了非一致輸入條件下工程場地地震動場的數值模型.通過驗證表明,該文建議方法可以準確高效地對任意確定性工程場地在各種地震動作用下的地震動