研究成果

基于震源机制且考虑场地土分层差异效应的多点地震动:理论与程序开发

发布时间:2015/2/4阅读次数:2553次

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摘 要:结合前人工作,首先形成了适用于我国目标场地的基于震源机制,且考虑局部场地效应的地表多点地震动具体生成途径,包括:(1)依据随机振动理论建立能够反映包含多个土层在内的局部场地整体过滤效应的传递函数,(2)基于本文作者改进的过滤函数而得到的适用于我国目标场地的基岩谱,进而通过分区建立局部场地的整体传递函数以反映不同场地土之间的差异性,(3)在前人工作基础上考虑了场地的非平坦性因素,(4)为了程序编制方便,给出了多土层过滤后相位角变化的显示表达式;然后,依据上述理论框架成功实现了程序MEMSV2011.6(Multi-support Earthquake Motions Simulation Version 2011.6)的编制和可视化运行,该程序可直接生成界面图形并输出数据文件,具体功能包括:设置震源参数、分区输入土层参数、计算并显示土层传递函数、设定非平稳参数、调控频率、生成多点地震动时程、验证多点地震动间的相干性以及拟合规范(桥梁、建筑和电力设施)反应谱等;最后,以一桥梁土层为算例,利用该程序生成了目标场地基于震源机制的地表多点地震动,并分析了地表地震动对场地土和震中距因素的敏感性。本文内容具有坚实理论基础和实用性,可直接为工程提供参考。
关键词:多点地震动;基岩谱;局部场地;非平稳;规范反应谱
结语
    鉴于结构地震反应的计算结果直接依赖于地震动输入,本文围绕基于震源机制且考虑场地土差异效应的多点地震动具体生成途径、可视化程序开发以及地表地震动对相关参数的敏感性三方面进行了研究,本文具体工作如下。
(1)推导并给出了能够反映包含多个土层过滤效应的传递函数。基于本文作者改进的过滤函数而得到适用于我国目标场地的基岩地震谱,进而通过分区建立的局部场地整体传递函数反映了不同场地土之间的差异性。由此,结合前人工作并在其基础之上形成了适用于我国目标场地的基于震源机制,且考虑场地土差异效应的多点地震动的具体生成途径。
(2)实现开发了可视化的基于震源机制多点地震动程序MEMS V2011.6,并给出了操作流程图和具体功能显示。
(3)通过数值算例分析,进一步强调了地表地震动受震源参数和场地土条件影响的敏感性及不容忽视性。
    本文内容涉及到理论原理和实用软件工具的开发,可为工程提供参考。