工程場(chǎng)地地震動(dòng)場(chǎng)波動(dòng)數(shù)值分析研究.pdf

1、隨著地震動(dòng)研究的逐漸深入和發(fā)展,地震工程學(xué)家對(duì)地震動(dòng)幅值、頻譜和持時(shí)特性等地震動(dòng)要素的研究已經(jīng)取得了極大的進(jìn)步,基于反應(yīng)譜的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為各國(guó)普遍采用的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法.然而,目前的地震動(dòng)分析大多局限在確定性分析范疇內(nèi),即確定性地震波動(dòng)輸入條件下的工程場(chǎng)地地震動(dòng)場(chǎng)分析.在一般的結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析中,所涉及的結(jié)構(gòu)地震動(dòng)輸入是假定在結(jié)構(gòu)基底各點(diǎn)是完全相同的,即所謂的"一致激勵(lì)".在實(shí)際地震作用下,由于地震震源機(jī)制的多樣性和局部場(chǎng)地條件對(duì)近場(chǎng)地震

2、波動(dòng)的影響,計(jì)算工程場(chǎng)地在實(shí)際地震作用下的地震動(dòng)響應(yīng)時(shí),有必要考慮入射地震波的隨機(jī)特性對(duì)場(chǎng)地波動(dòng)觀測(cè)量的影響.通過(guò)研究人們還發(fā)現(xiàn):一致輸入并不能反映實(shí)際的地震動(dòng)輸入情形.對(duì)于具有較大尺度的結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析,如重力壩、橋梁、大跨結(jié)構(gòu)、生命線工程管線等,必須考慮地震動(dòng)空間變化對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響,即采用非一致激勵(lì)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析.針對(duì)上述問(wèn)題,該文首先論述了確定性波動(dòng)分析的基本原理,在此基礎(chǔ)上,基于隨機(jī)振動(dòng)理論與波動(dòng)有限元分析技術(shù),

3、將虛擬激勵(lì)法擴(kuò)展到波動(dòng)分析領(lǐng)域,使得復(fù)雜的隨機(jī)波動(dòng)問(wèn)題轉(zhuǎn)變成為簡(jiǎn)潔的確定性波動(dòng)分析過(guò)程,計(jì)算得到工程場(chǎng)地隨機(jī)地震波動(dòng)觀測(cè)量的統(tǒng)計(jì)特征.進(jìn)而,針對(duì)非一致激勵(lì)條件下工程場(chǎng)地地震動(dòng)場(chǎng)分析的特點(diǎn),采用隨機(jī)場(chǎng)相關(guān)分解技術(shù)對(duì)非一致輸入的空間相關(guān)性進(jìn)行分解,并結(jié)合多點(diǎn)輸入條件下的虛擬激勵(lì)法實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)隨機(jī)地震動(dòng)的輸入,得到了非一致輸入條件下工程場(chǎng)地地震動(dòng)場(chǎng)的數(shù)值模型.通過(guò)驗(yàn)證表明,該文建議方法可以準(zhǔn)確高效地對(duì)任意確定性工程場(chǎng)地在各種地震動(dòng)作用下的地震動(dòng)