空間相關(guān)性地震動生成及地下管線非一致性激勵研究.pdf

1、人工地震動生成，是結(jié)構(gòu)抗震研究的一個重要方面，本文從時域調(diào)制法和頻域調(diào)制法兩個方面研究了人工地震動的生成。在時域調(diào)制法生成人工地震動時，本文提出了虛實(shí)分離法，并采用虛實(shí)分離法來分解功率譜矩陣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該方法不僅計(jì)算速度較快，而且合成的人工地震動時程具有更好的空間相關(guān)性。另外，針對時域調(diào)制法中幅值收斂性與局部場地收斂性之間的矛盾，本文開展了一系列研究，在改進(jìn)相位角分布的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了幅值收斂模型，從而使生成的人工地震動同時具備了幅值及局

2、部場地的雙重收斂性。
　　在頻域調(diào)制法生成人工地震動時，由于傳統(tǒng)的頻域調(diào)制法無法反映天然地震動中較為重要的行波效應(yīng)，所以本文構(gòu)建了行波效應(yīng)因子:一方面，使生成的人工地震動具有天然地震動中明顯的“流動性”，即反映波從一端向另一端傳播的特點(diǎn);另一方面，本文利用行波效應(yīng)因子對單條地震動相位角信息進(jìn)行繁衍，進(jìn)而形成相位角矩陣，解決了人工地震動有條件模擬中直接獲取多條空間相關(guān)性地震動的困難。
　　由于局部場地條件的差異，以及不同結(jié)構(gòu)物

3、抗震研究對地震動輸入的要求不同，以上方法生成的人工地震動時程序列通常不能直接作為地震動輸入，只有經(jīng)過詳細(xì)的分析、調(diào)整以及與設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的擬合后，才能形成一種理想的輸入模式。因此，本文從輸入方式的選擇、輸入波的時頻特性分析、輸入波頻譜成份的調(diào)整、耦合相似波的生成，以及輸入波與目標(biāo)反應(yīng)譜的擬合等五個方面開展研究，形成了一種適合延長型結(jié)構(gòu)抗震研究的理想輸入模式。
　　延長型管道結(jié)構(gòu)在地震動輸入下的響應(yīng)，是本文的研究重點(diǎn)。本文首次提出了耦合

4、波型相似性的概念，并將耦合波型相似性與管道結(jié)構(gòu)的非一致性激勵結(jié)合起來研究。通過理論分析與試驗(yàn)驗(yàn)證等兩種手段的對比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩方面的研究結(jié)果一致性較好，并獲得了一系列的研究規(guī)律。
　　地震作用發(fā)生時，由于自由場的放大效應(yīng)直接影響著管道結(jié)構(gòu)非一致性激勵的強(qiáng)度，因此，也是管道結(jié)構(gòu)抗震安全性研究不可或缺的一個部分。本文采用時頻分析法，重點(diǎn)研究了地震動輸入中各頻率成份在不同土層中的放大效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):在不同的土層中，地震動時程曲線的時