• 2021年第43卷第3期文章目次
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      2021, 43(3):0-0.

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      摘要:

    • >地震研究
    • 濮阳小震集中区地震重定位及发震构造分析

      2021, 43(3):501-511. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.501

      摘要 (537) PDF 18.68 M (1334) 收藏

      摘要:利用濮阳周边数字地震台网近十年的震相观测报告数据及3级以上地震事件的波形记录,基于人工地震宽角反射/折射剖面的速度模型,采用Hypo2000地震定位法对研究区内1级以上287次地震事件进行绝对定位。同时,以Hypo2000绝对定位结果为初始位置,对濮城镇附近约25 km范围内的153个一级以上地震进行双差相对定位,获得更为准确的相对位置关系。定位研究结果表明:重新定位后研究区的小震震丛在震中和震源深度剖面上均呈现出两个分支:主支地震群沿聊—兰断裂分布,由少数地震组成的分支则分布于黄河断裂东侧。结合深地震反射剖面解释结果,推断濮城镇小震震丛的发震构造主要以聊—兰断裂为主,西部少数地震分支的发震断层为黄河断裂带,同时小震活动亦与油田开采注水活动密切相关。

    • 三种常用叠加方法提取气枪信号的效果分析

      2021, 43(3):512-522. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.512

      摘要 (476) PDF 18.23 M (1080) 收藏

      摘要:基于安砂水库气枪震源实验资料,采用线性叠加、频谱白化叠加和相位加权叠加三种常用叠加技术进行处理,从信噪比、波形相关性和震相走时差等方面,分析评估三种叠加方法的实际应用效果。结果表明:(1)相位加权叠加方法提高信噪比的能力最强,但是与线性叠加一样,两者都无法有效地消除强干扰,而频谱白化则可以削弱强干扰的影响,有利于信号准确识别;对低信噪比波形,频谱白化提高信噪比的效果优于线性叠加,反之亦然。(2)以线性叠加结果为参考,相位加权的相关性高,走时差基本为零,但波形中较小幅值的信号可能会被压制,影响小幅值波形信号的判别;频谱白化在台站信噪比高时,波形相关性较差,且存在一定走时差,可能出现震相到时前的波形被放大,使震相初至变得模糊,影响到时拾取精度。

    • 应用综合震源机制解法对辽宁及邻区现今构造应力场的初步分析

      2021, 43(3):523-533,558. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.523

      摘要 (344) PDF 27.03 M (930) 收藏

      摘要:根据辽宁测震台网最近10年记录到的6 245次天然地震,28 698个P波初动极性数据,在考虑不同震中距数据权重的同时给出辽宁及相邻地区0.25°×0.25°的精细构造应力场,并结合构造背景对反演结果进行分析。总体来看,反演得到的主压应力轴方位以NE、NEE向为主,倾伏角较小;主张应力轴方位以NW、NNW向为主,局部有近NS向分布,倾伏角近乎水平。该结果与之前学者的研究比较相近。大多数网格点的主张应力轴倾伏角小于主压应力轴倾伏角,表明辽宁及邻区处在拉张的应力状态。经分析,这与太平洋板块对亚欧板块NWW向的俯冲并导致上地幔软流圈上隆有关。此外,所得结果亦很好的呈现出在构造分区交界处局部构造应力场的相对复杂及不均匀性;综合震源机制解节面走向与研究区内主要断裂走向一致。

    • 2014年三峡秭归M4.5、M4.7震群序列定位及震源区三维P波速度结构研究

      2021, 43(3):534-544. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.534

      摘要 (362) PDF 19.48 M (974) 收藏

      摘要:采用双差层析成像方法,对2014年3月27日M4.7和3月30日M4.5秭归震群重定位显示:0~5 km深度层P波高速区分布在仙女山断裂北中段和九畹溪断裂北段,天阳坪断裂一带为低速区;8 km深度层高速区分布在九畹溪断裂东侧,仙女山断裂较低;11 km层高速区仅分布在高桥断裂和周家山—牛口断裂之间地带。在地震集中区的下方(即8~12 km处)存在分布较为稳定的低速区,较大地震事件主要分布在高速区或高低速区交界地带,低速区内则很少有地震分布。局部高速体的存在为岩石发生瞬间破裂提供了物质基础,其与低速体间的梯度带是发震构造常发育的区域。研究区内的仙女山断裂北段、九畹溪断裂正是在该梯度带内发育的两条活动断裂。本地震序列的自地表至5 km和5~10 km深度范围内均有大量破裂存在表明,浅层地震仍在水库渗透范围内,而深部地震则与流体渗透无关。此次地震活动同时存在水库诱发地震和构造地震存在。

    • 兰州市红古区非天然地震记录特征分析

      2021, 43(3):545-550. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.545

      摘要 (376) PDF 7.75 M (988) 收藏

      摘要:选取2010年1月至2020年8月期间甘肃区域测震台网记录的兰州市周边地区三分向宽频带数字波形资料,采用震中位置空间分布、波形特征及傅里叶频谱特征对比等多种方法相结合,分析兰州市红古区非天然地震活动的特性。结果显示:该区临近测震台记录的大量地震事件波形特征和傅里叶频谱特征与其他区域地震存在显著差异,符合非天然地震的典型震相特征,且空间分布密集、震级较大,初步分析与该区矿产资源开发活动密切相关。对红古区非天然地震特征的研究有助于台网工作人员快速、准确的判别兰州周边地震类型,同时对兰州市地震灾害风险评估与防治也具有积极的参考价值。

    • 2013年岷县—漳县6.6级地震前地磁日变化异常及机理分析

      2021, 43(3):551-558. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.551

      摘要 (373) PDF 11.82 M (1064) 收藏

      摘要:利用空间相关法对2013年岷县—漳县6.6级地震前后151个台站地磁垂直分量日变化进行分析,结果显示:(1)2013年7月3日、4日在震中附近分别出现16和17个台站的地磁Z分量日变化明显反相位异常,具有明显的分界线。(2)利用S变换方法对分界线两侧的天水和兰州台的Z分量日变化进行分频率相关系数计算,发现7月3日、4日的地磁Z分量的日变化均在6 h左右的周期出现负相关变化。其他时段未出现类似变化,认为岷县—漳县6.6级地震前地磁Z分量日变化异常产生的反相位异常主要在6 h左右。此外,还对异常产生的机理进行了解释。

    • 重庆武隆M5.0地震前地磁异常特征分析

      2021, 43(3):559-564. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.559

      摘要 (375) PDF 10.77 M (1293) 收藏

      摘要:选取恩施台、涪陵江东台、石柱黄水台以及武隆仙女山台2012年1月至2017年11月地磁数据进行异常分析,得到各个台站的地磁谐波振幅比和加卸载响应比计算结果,并结合2017年11月23日重庆武隆M5.0地震震中附近地质构造背景分析地震前后地磁异常现象。分析结果认为大部分地磁谐波振幅比变化特征类似于地电阻率的变化特征,表现为“下降-转折-上升”过程。本次地震大致发生在转折上升的初期阶段,其中震中距较小的台站地磁谐波振幅比变化趋势不同步,但变化幅度大致相同,而震中距较大的台站地磁谐波振幅比变化趋势较为同步,变化幅度较大。此外,研究还表明震前地磁加卸载响应比异常高值在时空分布上与震中位置具有很好的对应关系。

    • 中、强震前川滇块体遥感红外辐射异常分析——以宁蒗M5.7地震和鲁甸M6.5地震为例

      2021, 43(3):565-574,582. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.565

      摘要 (315) PDF 24.27 M (814) 收藏

      摘要:许多研究表明中强地震前出现了红外辐射异常。近年来,川滇块体中、强地震频发,利用遥感数据对其红外辐射异常变化开展深入分析十分必要。结合13年MODIS/Terra遥感红外数据,采用空间距平分析法、辐射增强阈值面积指数法及辐射亮温均值低频时间序列法,对2004年4月—2017年6月红外亮温数据进行深入分析,研究川滇块体及周边构造断裂M≥5.5地震的震前异常信息。结果表明:(1)M≥6.0地震在震前3~6个月川滇块体会出现较为明显的红外辐射增强异常现象;(2)震前红外异常并非随机分布,而可能是受到相关块体的控制;(3)以宁蒗M5.7地震和鲁甸M6.5地震为例研究发现,震前辐射增强较高的小范围区域与震中位置存在一定关联。

    • 2017年九寨沟7.0级地震前应力状态及b值异常特征研究

      2021, 43(3):575-582. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.575

      摘要 (348) PDF 8.23 M (864) 收藏

      摘要:2017年8月8日青藏高原东缘四川九寨沟地区发生7.0级强震,依据前人研究结果分析九寨沟7.0级地震发震构造,并计算震前应力状态。结果显示:本次地震受到构造和历史强震的影响,是发生在历史强震引起的应力加载区域。另外,采用中国地震台网1990年以来的地震目录,在评估目录完整性的基础上,利用最大似然法计算得到2017年8月8日九寨沟7.0级地震前震源区及邻区地震b值空间图像。结果显示,九寨沟7.0级地震发生在四川北部地区显著低b值高应力异常区域内部(0.82>b>0.75)。所以,研究区域内外历史强震可能促进了九寨沟7.0级地震的发生。

    • 2000—2018年全国形变台站周边环境时空变化特征及对垂直摆观测影响分析

      2021, 43(3):583-593. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.583

      摘要 (308) PDF 7.53 M (779) 收藏

      摘要:利用中国自主研制的全球首套30 m分辨率GlobeLand30地表覆盖产品调查全国定点形变台站周边5 km范围内的土地覆盖类型分布。应用地类面积/变化率、类型转入转出率等指标分析研究区各类型的转移规律,并辅以MODIS土地覆盖年数据集从全国和分区角度揭示2001—2018年间各土地类型时空变化格局,最后以垂直摆倾斜观测为例,探索台站周边土地覆盖变化总量与仪器观测背景噪声的关系。结果表明:(1)中国定点形变台站周边5 km范围内主要以耕地、森林为主。2000—2010年间,人造地表占比从11.8%升高至14.5%,而耕地和草地面积分别减少了2.2%和1.6%。研究区内耕地转为人造地表的面积最大,共计525 km2。(2)中国大陆各地震区内台站周边土地覆盖变化格局不同,华北地震区的耕地降低和人造地表增长最为剧烈;新疆地震区以草地类型的降低和裸地类型的升高为主;东北地震区草地类型增长而人造地表稍有下降。(3)2001—2018年间,研究区森林面积在波动中缓慢升高;耕地面积则持续减少,尤其在2005—2016年间,减少幅度增大;人造地表类型则是逐年持续、稳定的增加。(4)2016年全国垂直摆倾斜仪观测背景噪声与台站周边全年的土地覆盖变化总量有一定的相关性,但华南地震区内台站由于受到海洋运动的影响,其仪器的噪声水平与周边环境变化不成正相关。

    • 青藏高原东北隅弧形构造区现代中小地震密集区与历史强震的关系探讨

      2021, 43(3):594-606. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.594

      摘要 (314) PDF 22.84 M (989) 收藏

      摘要:青藏高原东北隅地区位于青藏高原、鄂尔多斯和阿拉善三大块体交汇部位,发育一组以逆走滑活动为主的弧形断裂系,其新活动性强,历史及现代强震频发,是探讨现代中小地震密集区与历史强震关联性的理想地区,也是检验和发展小震密集区值方法及其适用条件的有利地区。本文采用甘肃省地震局对该区1970年以来1~5级地震仪器监测目录,利用网格点密集值方法进行计算分析,共划分出21个地震密集区。通过分析每个地震密集区内小震活动的时间分布特征及前人对历史地震和活动构造的研究结果,综合判断地震密集区与历史强震之间的对应关系,归纳总结不同震级历史强震密集区的持续时间,给出运用网格点密集值方法校核青藏高原东北隅历史地震的限定条件。研究结果表明:青藏高原东北隅弧形构造区大约66.7%的密集区对应历史强震,两者之间有较密切的关联性;且地震震级越大密集区持续时间越长,两者之间的拟合关系为:T=4.38×10-7×M10.91

    • 黄河流域刘家峡—兰州段滑坡灾害的InSAR识别及成因分析

      2021, 43(3):607-614,635. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.607

      摘要 (316) PDF 30.29 M (862) 收藏

      摘要:我国滑坡灾害频发,尤其是西部地区,滑坡的隐蔽性强且危害巨大,对其灾害隐患进行早期识别对防灾减灾意义重大。传统的人工排查、大地测量等手段在山区难以开展且耗时耗力,合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)作为新兴的遥感测量手段,可以更精确、高效地进行大范围的滑坡灾害隐患识别。以黄河流域刘家峡-兰州段为研究区,采用永久散射体InSAR技术对覆盖该区域的111景Sentinel-1 C-SAR数据进行处理,并使用GPS数据进行趋势改正,获取研究区2014年10月—2019年12月间视距向形变场及形变特征,成功识别出1处位于永靖县的滑坡隐患区。该区的规模和量级均大于永靖县黑方台滑坡区,且未被前人提及,具有较大危险性。将InSAR结果与投影到视距向的GPS结果及前人结果进行比较,验证PS-InSAR方法的有效性;并结合历史强震资料、实地考察及时间序列对研究结果进行验证分析,结果表明该滑坡隐患区可能与1125年兰州M7.0地震和2017年九寨沟MS7.0地震有关。本研究可为当地防灾减灾提供数据和技术支持。

    • 白龙江流域隐伏活断层的电性特征研究及分类

      2021, 43(3):615-622. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.615

      摘要 (311) PDF 8.11 M (716) 收藏

      摘要:白龙江流域构造位置特殊,新构造活动极为强烈,而针对本区隐伏活断层勘查的研究较少。高密度电法灵活高效、便于实施,非常适合地形复杂的白龙江流域,但在复杂地质环境下存在着严重的多解性问题。基于大量地球物理数据对该流域隐伏活断层的电性异常特征进行研究,并按照电性异常发生位置及特点将隐伏活断层的电性特征分为五类,可作为断层识别依据的有四类,主要表现为“高(低)阻背景、低(高)阻条带”的电性特征;电性异常难以识别的原因主要由“野外布设”与“地质背景”两类情况造成,每类中又包含多种影响因素。文章的研究成果显示,白龙江流域隐伏活断层的电性异常响应有迹可循,部分可以作为定性或定量描述隐伏活断层的依据,从而为高密度电法在本区隐伏活断层的勘查中提供重要的参考价值。

    • 基于GIS的历史文化街区避难空间适灾规划研究——以天津市历史文化街区为例

      2021, 43(3):623-635. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.623

      摘要 (328) PDF 16.66 M (909) 收藏

      摘要:历史文化街区房屋建筑密度大,内部空间狭小,疏散难度较大,现有避难空间难以满足地震避难要求,提高历史文化街区抗震韧性势在必行。面向历史文化街区,以避难空间的评价与规划方法为研究对象,基于ArcGIS 10.2对研究区域道路网络与环境要素进行空间建模,在归纳分析与专项分析的基础上建立避难空间评价量化指标,运用空间网络与叠置分析、GIS空间分析与可视化分析提出历史文化街区避难空间规划与布局方法。以天津市14个历史文化街区为例,基于安全性、时效性、便捷性与应急功能性的目标,评价街区道路易损性及现有避难空间合理性,通过用地适宜性评价选择适宜性等级较高的区域作为避难空间的候选位置;针对现状避难空间无法满足避难需求的街区,运用集合覆盖模型、最大化覆盖范围模型及最小化设施点数模型等定量分析方法进行避难空间优化布局,并对新增避难空间进行评价,实现对本文提出的历史文化街区避难空间规划方法科学性与实用性的验证。

    • >地震工程
    • 基于损伤分析的旧曲线梁桥抗震性能评估

      2021, 43(3):636-643. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.636

      摘要 (270) PDF 3.12 M (534) 收藏

      摘要:曲线桥梁在役期间可能面临地震灾害,导致结构损坏甚至坍塌,为了评估在役桥梁的抗震性能,提出基于损伤分析的曲线梁桥抗震性能评估方法。建立旧曲线梁桥有限元模型,基于损伤分析的原理,提出适合曲线梁桥地震响应特性的构件损伤模型,在全桥有限元模型中输入不同类型地震动,计算各构件的损伤指数,并结合旧桥检算系数,由各构件损伤指数综合得到桥梁的整体损伤指数。结果表明:不同地震动下主梁会发生碰撞破坏,桥梁两端的支座容易发生移位,桥墩沿横桥向或顺桥向均会产生位移;不同地震动对主梁、支座、桥墩等构件造成的损害程度有较大差异,各构件的地震响应会影响桥梁整体结构的抗震性能,其中桥墩对桥梁整体抗震性能的影响最大,桥墩位移超过极限值可能导致倒塌;主梁反复碰撞会加剧桥梁的破坏程度,桥梁两端支座在地震作用下更容易发生损坏。

    • 桩承式高速铁路路基的地震反应特性研究

      2021, 43(3):644-653. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.644

      摘要 (370) PDF 14.07 M (1178) 收藏

      摘要:桩承式路基在我国高铁路基中广泛应用,因此,论文建立地震荷载作用下轨道-路基-地基三维数值计算模型,研究地震荷载作用下桩承式路基的地震反应特性,分析桩径、桩长、桩间距、桩身弹性模量等计算参数对路基地震反应的影响,并与自由式路基的地震反应对比。自由式路基地震反应特性表明,地震荷载作用下水平x方向钢轨振动位移幅值最大,是z方向的5倍,路基坡脚处振动位移幅值是基床表层的25.2倍,轨道、路基频谱曲线主频单一,且主频范围为2.5~7.5 Hz;与自由式路基相比,桩承式路基对轨道水平方向位移幅值、加速度幅值有增大作用,但减小了轨道竖向位移幅值、加速度幅值;对路基各结构层位移幅值、加速度幅值都有明显减小作用。综合考虑,桩承式路基抗震性能最佳桩径为0.8 m,最佳桩长为8~10 m,最佳桩间距为2 m,最佳桩弹性模量为20 GPa。

    • 基于交通振动环境下建筑结构损伤机理及减振隔振的研究现状

      2021, 43(3):654-662,686. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.654

      摘要 (315) PDF 1.15 M (744) 收藏

      摘要:随着交通建设的发展,越来越多的公路要临近已有建筑物通过,而由于建设或重车通行引起的振动对周边建筑结构产生了很大的安全威胁,严重的甚至造成了建筑结构的损坏。论文通过对交通振动下建筑结构的振动控制标准和在振动中的损伤机理进行综述,系统总结了交通振动对建筑影响的方法,介绍了目前交通振动对建筑结构安全性影响的研究现状和方法,分析了减振隔振的发展现状,创新性的提出将疲劳寿命作为建筑结构振动容许值的参考依据。在总结分析现状的情况下提出目前存在的问题,给出了相关的意见和建议,可为今后的相关研究提供参考。

    • 采用软钢阻尼器连接的L形装配式剪力墙抗震性能试验研究

      2021, 43(3):663-671. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.633

      摘要 (271) PDF 5.34 M (790) 收藏

      摘要:基于“强水平缝弱竖向缝”的设计理念,对采用软钢阻尼器直接连接腹板墙和翼缘墙的L形装配式剪力墙试件进行低周反复荷载试验。试验结果表明试件的整体工作性能良好,其位移延性系数均大于2.6,具有良好的变形性能;阻尼器平面内工作性能良好,能够实现屈服耗能。设计中应考虑阻尼器的屈服力对单片墙肢轴压比的影响,以满足规范对试件轴压比的要求,同时避免试件在两个加载方向的承载力产生较大差异。

    • 环境温度对板式橡胶支座摩擦滑移性能的影响分析

      2021, 43(3):672-678. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.672

      摘要 (240) PDF 6.84 M (727) 收藏

      摘要:采用有限元模拟的方式,对板式橡胶支座摩擦滑移特性进行分析,并与常温试验中获得的支座摩擦滑移滞回曲线、等效黏滞阻尼比等进行了对比。在获得可靠模型的基础上,分析环境温度对板式橡胶支座摩擦滑移特性的影响,研究了温度与支座摩擦滑移耗能、等效黏滞阻尼比和滑动起始距离的关系。结果表明:(1)板式橡胶支座的有限元模型可以较好地实现支座在水平荷载作用下的摩擦滑移特性;(2)在±25℃温度范围内,温度越低,板式橡胶支座在摩擦滑移过程中耗能越多,最大相差37.5%。在寒冷地区,支座将更早的进入滑移状态,对采用板式橡胶支座的桥梁更应注意控制桥梁上部结构的支承长度;(3)板式橡胶支座的黏滞阻尼比随着形状系数的减小而增大,而支座的起始滑移距离则随之减小。

    • 考虑桩-土相互作用的某海底隧道岸边段结构抗震性能分析研究

      2021, 43(3):679-686. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.679

      摘要 (304) PDF 16.68 M (733) 收藏

      摘要:随着我国沿海及沿江城市交通发展的需要,水下沉管隧道工程建设的迫切性不断提高,其抗震性能也是备受关注的重要内容。以某海底隧道建设工程隧道北岸岸边段为工程研究背景,基于ANSYS软件建立沉管隧道-土体-桩基-沉箱三维有限元模型,管节接头采用COMBIN39单元模拟止水带和剪力杆,通过非线性F-D曲线模拟其物理力学性能,采用无厚度接触单元对桩-土间的接触效应进行描述,在外边界处设置黏弹性人工边界来反映远场地基辐射效应。计算结果表明:在罕遇地震作用下,沉箱接口处具有较大的应力,主要是接口处材料发生变化,容易出现应力集中现象;管节接头处止水带上部位移比下部位移大,更容易发生破坏。可为海底隧道岸边段及类似结构的抗震安全评价及优化设计提供参考。

    • 复杂软土盾构隧道纵向抗震分析

      2021, 43(3):687-692,703. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.687

      摘要 (257) PDF 6.97 M (3008) 收藏

      摘要:以天津Z2线盾构隧道工程为实例,基于ABAQUS有限元软件,建立三维梁-弹簧模型模拟盾构隧道,采用反应位移法对盾构隧道进行纵向抗震分析。根据盾构隧道接头实际情况,计算环间接头弹簧刚度。将地震作用下的自由场最大水平位移幅值,以简谐波的形式施加到盾构隧道轴向和横向。提出一种同时考虑轴向和横向水平地震动耦联效应的方法,通过调整轴向和横向(1/0.85或0.85/1)位移幅值的组合,求解了4种工况下盾构隧道的内力和接头张开量。通过对结果进行比较分析,得出一些对抗震设计具有参考价值的结论。

    • 混凝土单桩对瑞利波的阻隔机理试验研究

      2021, 43(3):693-703. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.693

      摘要 (231) PDF 10.94 M (1075) 收藏

      摘要:通过室外试验的方法绘制相对加速度的二维等值线图,并依据桩周土体的振动情况进行区域划分,进一步研究单桩几何尺寸变化时其周围土体振动区域的变化情况。结果表明:单桩桩前、桩两侧存在振动加强区,桩前的振动加强现象更强,以桩角处尤为明显;当桩长与波长的比值在0.109~0.840时,隔振区、反射区的面积增长幅度较大,而绕射区的面积则迅速减小,当比值在0.840~0.962时,隔振区、反射区以及绕射区的面积变化很小,数据趋于缓和;桩径与波长的比值对桩周振动区域的影响较大,随着比值在0.013~0.163之间增大,隔振区与反射区的面积分别增加了0.249 m2、0.129 m2,增长的速率均较快,而绕射区的面积以较快的速率降低了0.088 m2;振源距与波长的比值对隔振区与反射区的面积影响较大,当比值在0.163~0.961时,隔振区与反射区的面积急速下降,当比值在0.961~1.068时,变化趋势趋于缓和,对于绕射区面积,随着比值的增加,绕射区的面积仅仅增加了0.037 m2

    • 运行状态下海上单桩风机系统自振频率分析

      2021, 43(3):704-709. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.704

      摘要 (412) PDF 4.73 M (1928) 收藏

      摘要:系统自振频率限制是海上风机结构设计中的一个关键因素。运行状态下风机动力荷载会引起基础的水平侧移,较大的水平侧移会导致基础刚度的降低,进一步影响风机系统的自振频率。该文基于有限元软件ABAQUS平台,建立单桩式海上风机结构系统的自振频率数值模型,并讨论运行状态下基础水平侧移对大直径海上风机系统自振频率的影响。模型中考虑了塔筒的变截面特性;桩-土相互作用通过p-y曲线方法模拟;桩和塔采用梁单元模拟;通过Pushover分析汇总出水平侧移引起的桩顶水平刚度。研究结果表明:桩基侧向位移会降低风机结构体系的自振频率;桩基侧向位移对基频的影响较小,对高阶频率的影响显著;大直径海上风机的频率计算中可忽略风机运行状态对体系自振频率的影响。

    • 钢筋混凝土平面框架结构拟动力有限元分析

      2021, 43(3):710-719,736. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.710

      摘要 (316) PDF 25.90 M (1076) 收藏

      摘要:采用ABAQUS软件建立2层1榀1跨钢筋混凝土平面框架结构的三维实体精细有限元模型进行拟动力分析,模型考虑混凝土的塑性损伤和钢材的弹塑性混合强化性质、结构阻尼和连续地震引起的塑性损伤累积效应。在位移、恢复力的计算结果与已有拟动力试验结果符合较好的基础上,进一步分析该平面框架的结构损伤、塑性耗能分配机制以及混凝土、钢筋的应力-应变。结果表明:小震、中震作用下,平面框架结构基本处于弹性阶段,大震作用时进入塑性阶段;地震往复作用使梁柱节点处混凝土比柱底更容易压碎,1层梁比2层梁更容易破坏;梁的塑性耗能占比远远大于柱,该框架为典型的“强柱弱梁”结构体系;采用的建模分析方法能有效反映结构的损伤过程,可方便地用于实际工程的抗震性能评估。

    • 基于复阻尼模型水平剪切型结构的时域解析算法

      2021, 43(3):720-727. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.720

      摘要 (231) PDF 9.04 M (875) 收藏

      摘要:近些年来提出的数值方法虽克服了应用复阻尼模型求解动力响应时可能出现的发散现象,但其计算过程繁杂且不能表达出结构动力特性及响应随结构参数的变化规律。论文参照三对角Toeplitz矩阵特征值问题的数学解法,推导出水平剪切型结构各阶自振频率、振型函数的解析形式。通过对运动方程进行Fourier变换,得到复阻尼理论下结构的传递函数解析式,直观地表达出结构动力特性及响应随结构参数的变化规律。最后通过算例对比分析,结果表明:提出的复阻尼模型的解析计算方法克服了时域发散问题,并与时域数值计算方法的位移响应时程对比发现,两种方法得到的时程曲线吻合程度较高,位移峰值也基本一致。同时,对比两种方法在底层刚度变化时的动力响应,解析方法的计算曲线更光滑,避免了数值方法的离散误差问题。

    • 桩基对进水塔塔基动力稳定性影响研究

      2021, 43(3):728-736. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.728

      摘要 (253) PDF 8.08 M (699) 收藏

      摘要:进水塔是水利工程的重要组成部分,具有塔身高、塔壁薄等特点,在地震工况下容易发生结构失稳破坏。针对进水塔地震工况下抗滑抗倾覆能力差的问题,提出加设灌注桩的方法提高塔基的动力稳定性,并以甘肃省某引水工程进水塔为例,采用有限单元法,从桩基对进水塔塔体应力、桩基受到的剪力和弯矩及地基位移分布情况三个方面分析灌注桩对进水塔塔基动力稳定性的影响。分析得到:加设灌注桩可降低塔体中下部的应力值,并改善该处的应力分布;塔基高程处的灌注桩所受到的剪力和弯矩较小;加设灌注桩后,塔底附近的位移量值有所减小,且没有出现明显的潜在滑移圆弧面。说明设置桩基加固进水塔地基的措施提高了进水塔地基的动力稳定性。

    • 砂-锯末混合模型土的动力特性试验研究

      2021, 43(3):737-742. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.737

      摘要 (288) PDF 8.87 M (713) 收藏

      摘要:为研究砂-锯末混合模型土的动力参数规律特性,采用动三轴试验,研究了此类土的滞回圈特性以及其动剪切模量和阻尼比随循环加载次数的变化规律。试验结果表明:分级循环加载过程中,随着荷载级别的增加,滞回圈的面积逐渐增大,形状从柳叶形向新月形发展;模型土的动剪切模量在各循环下基本为常量而阻尼比呈上下波动;而随荷载级别的增大,动剪切模量均值减小,阻尼比均值增大;与一般砂土相比,模型土的动力参数曲线分布形态类似,但动剪切模量比更小,阻尼比更大。

    • 特征周期相关性分析

      2021, 43(3):743-750. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.03.743

      摘要 (402) PDF 14.36 M (1000) 收藏

      摘要:特征周期是反应谱曲线下降段起点对应的周期,是建筑抗震设计重要参数。研究6种基于地面运动记录确定特征周期的方法,即ATC3-06方法、ASCE7-16方法、概率法(97%)、峰值法、峰值折减法、平滑法,采用1 491条地面运动记录,对比它们的特征周期分布,研究不同方法、不同地震事件对特征周期分布的影响,分析6种计算方法的相关性。分析结果表明,ATC3-06特征周期映射了区段谱速度与区段谱加速度之比,ASCE7-16特征周期在简化区段谱速度与区段谱加速度之比的基础上考虑了场地因素影响,概率法(97%)以反应谱特征周期下包含的面积比映射特征周期;6种计算方法8次地震计算的特征周期主要分布在0.2~1.2 s,占总数的80%,不同地震特征周期在0.2~1.2 s区间内的分布具有差异性,反映出场地特征;ATC3-06方法、ASCE7-16方法、概率法(97%)、峰值折减法、平滑法之间有较好的相关性。

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