為滿足重大工程結(jié)構(gòu)抗震分析的輸入需求,地震動(dòng)合成研究近年來取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前,寬頻帶地震動(dòng)合成常用混合方法,將數(shù)值模擬的三分量低頻地震動(dòng)和隨機(jī)合成的單分量高頻地震動(dòng)濾波、疊加。兩部分地震動(dòng)的疊加具有不嚴(yán)密、不協(xié)調(diào)之處,可能造成較大誤差,是寬頻帶地震動(dòng)合成方法進(jìn)一步發(fā)展的一個(gè)瓶頸。為此,本文提出借助頻率波數(shù)域格林函數(shù)合成多維寬頻帶地震動(dòng)的解決方案�；陬l率波數(shù)域格林函數(shù)的地震動(dòng)合成方法（簡(jiǎn)稱為FK法）具有嚴(yán)密的理論基礎(chǔ),可以考慮區(qū)域地殼結(jié)構(gòu),直接生成三分量地震動(dòng)且計(jì)算效率較高。本文研究了FK法的整體框架、計(jì)算特點(diǎn)與控制要素,提出了運(yùn)動(dòng)學(xué)震源建模方法;系統(tǒng)比較了FK法和隨機(jī)合成法;基于FK法合成地震動(dòng)場(chǎng),研究了近斷層速度大脈沖的形成機(jī)理和預(yù)測(cè)模型;分析了考慮地形效應(yīng)的地震動(dòng)兩步合成法。本文主要研究工作如下:在分析整體框架的基礎(chǔ)上,評(píng)述了格林函數(shù)在地震動(dòng)合成中的核心作用以及FK法相對(duì)其他方法的優(yōu)勢(shì)�？偨Y(jié)了頻率波數(shù)域格林函數(shù)的計(jì)算過程和特點(diǎn)、水平成層地殼結(jié)構(gòu)和震源的表達(dá)方式。研究發(fā)現(xiàn),FK法具有合成高、低頻地震動(dòng)的能力,格林函數(shù)和震源模型對(duì)合成地震動(dòng)有控制作用。本文指出FK法合成地震動(dòng)的帶... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：206 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-18個(gè)地震脈沖型地震動(dòng)的空間分布

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-50-a)WhittierNarrowsb)LomaPrieta圖3-6兩個(gè)地震的震中位置和基巖臺(tái)站分布Fig.3-6Locationofepicentersandrock-sitestationsfortwoearthquakes使用FK法合成的兩個(gè)地震各16個(gè)臺(tái)站的三分量寬頻帶地震動(dòng)時(shí)程，分別如圖3-7和圖3-8所示。為了比較，圖中展示了相應(yīng)觀測(cè)記錄。在兩個(gè)地震各16個(gè)基巖臺(tái)站中，SCEC寬頻帶平臺(tái)提供了WhittierNarrows地震中的5個(gè)、LomaPrieta地震的10個(gè)臺(tái)站的地震動(dòng)，圖3-7和圖3-8中也展示GP、SDSU、UCSB對(duì)這15個(gè)臺(tái)站合成的地震動(dòng)時(shí)程，對(duì)應(yīng)于圖3-4和圖3-5中右側(cè)的兩列平均震源模型。所有時(shí)程都經(jīng)過了0.1-20Hz帶通濾波。圖中，左側(cè)是加速度時(shí)程（單位cm/s2），右側(cè)的是速度時(shí)程（單位cm/s）。WhittierNarrows地震的時(shí)程的時(shí)長(zhǎng)均為20s，LomaPrieta地震的均為30s。每列小圖中，從上到下6行或5行依次是一個(gè)臺(tái)站的觀測(cè)記錄、本文結(jié)果（一或兩行）和GP、SDSU、UCSB的結(jié)果（如果有的話），從左到右三列分別是FN、FP和豎向分量，每一臺(tái)站的地震動(dòng)時(shí)程具有相同的幅值比例尺，標(biāo)注于左側(cè)臺(tái)站名下方。從地震動(dòng)時(shí)程的比較可知，本文合成地震動(dòng)時(shí)程的波形、幅值和持時(shí)在多數(shù)臺(tái)站都和觀測(cè)記錄比較接近。與觀測(cè)記錄相比，對(duì)于WhittierNarrows地震，本文結(jié)果在5個(gè)臺(tái)站偏大（KRE、NHO、WON、CHL和LUC）、在5個(gè)臺(tái)站偏小（LAS、MU2、ORR、PKC和WPA）、在6個(gè)臺(tái)站符合較好（ANG、TUJ、ALH、GRV、MTW和VAS）；對(duì)于LomaPrieta地震，本文結(jié)果在6個(gè)臺(tái)站偏大（G06、GIL、LOB、SJTE、UC2和MCH）、在4個(gè)臺(tái)站偏小（BRK、CFH、PTB和RIN）、在6個(gè)臺(tái)站符合較好（BES、HYN、PHT、PJH、SSF和YBI）。對(duì)于本文和SCEC都用的15個(gè)臺(tái)站，本文結(jié)果總體上比SCEC的結(jié)果表現(xiàn)更好。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-62-圖4-1FK法與隨機(jī)合成法合成地震動(dòng)的技術(shù)途徑Fig.4-1TechnicalwaysofgroundmotionsynthesisbyFKandEXSIM對(duì)于一個(gè)子源引起的地表地震動(dòng)，F(xiàn)K法通過卷積子源-地表點(diǎn)之間的格林函數(shù)和子源的震源時(shí)間函數(shù)得到，如第2章所述。隨機(jī)合成法首先生成加窗的高斯白噪聲，依據(jù)震源譜和路徑效應(yīng)項(xiàng)等模型調(diào)整白噪聲的幅值譜，再轉(zhuǎn)換到時(shí)域獲得子源地震動(dòng)時(shí)程，第ij個(gè)子源引起的地表點(diǎn)的地震動(dòng)幅值譜可以表示為下式[11]：00(,,)(,)(,)()()ijijijijFAMRf=SMfPRfTfIf(4-1)式中Rij——第ij個(gè)子源到地表點(diǎn)的距離；S(M0ij,f)——震源譜，表達(dá)震源釋放的地震矩在頻域的分布；P(Rij,f)——路徑傳播項(xiàng)，表示地震動(dòng)的幾何擴(kuò)散和粘彈性衰減；T(f)——場(chǎng)地效應(yīng)項(xiàng)，描述近地表巖土體對(duì)地震動(dòng)的影響；I(f)——地震動(dòng)類型因子。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3379724