本文關(guān)鍵詞：速度脈沖提取與夾雜對(duì)地震動(dòng)的影響研究

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【摘要】：在近斷層地震動(dòng)中存在大量脈沖記錄,速度脈沖對(duì)長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)具有顯著的影響,因此速度脈沖引起了地震學(xué)家和工程師的共同關(guān)注。夾雜和夾層等復(fù)雜場(chǎng)地在不同頻率下對(duì)地震動(dòng)具有放大效應(yīng)或屏蔽作用,在建筑物的選址與抗震設(shè)防時(shí)應(yīng)該注意其影響。本文在前人研究基礎(chǔ)上建立一個(gè)能夠較好擬合脈沖記錄的脈沖幅值、脈沖周期和半脈沖個(gè)數(shù)及其相位的數(shù)學(xué)模型,初步研究三維垂直入射夾雜和夾層對(duì)地震動(dòng)的影響,以及夾雜和夾層對(duì)典型速度脈沖的脈沖特性的影響。主要結(jié)論如下:(1)結(jié)合前人對(duì)速度脈沖提取方法的研究,建立一個(gè)新的脈沖模型數(shù)學(xué)表達(dá)式,可擬合形態(tài)各異的速度脈沖,并給出與之相適應(yīng)的速度脈沖辨別指標(biāo)。利用NGA、汶川地震和魯?shù)榈卣鹬械拿}沖記錄,比較了本文方法與Baker小波法的結(jié)果,研究表明本文提出的脈沖模型數(shù)學(xué)表達(dá)式的擬合結(jié)果能夠較好的反映原速度記錄中的脈沖特性,且可用在提取速度脈沖后的殘余能量比(Energy ratio)作為脈沖型地震動(dòng)的判別指標(biāo)。(2)利用三維有限元方法和傳遞函數(shù),研究了夾雜的尺寸、阻抗比、埋深以及兩個(gè)夾雜間距對(duì)地震動(dòng)的影響規(guī)律。研究表明:同一頻率下,受夾雜影響最大點(diǎn)位于平行于入射波振動(dòng)方向且過(guò)夾雜形心的直線上。低于屏蔽作用的起始頻率時(shí),受軟夾雜影響最大的點(diǎn)位于夾雜兩側(cè);高于屏蔽作用的起始頻率時(shí),受軟夾雜影響最大的點(diǎn)是形心。某頻率下放大效應(yīng)區(qū)域長(zhǎng)軸長(zhǎng)度大約是該頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。隨著夾雜尺寸的增大,受夾雜影響最大點(diǎn)到形心的距離增大;在軟夾雜中,形心處傳遞函數(shù)的增長(zhǎng)程度最大;在硬夾雜中,形心處傳遞函數(shù)的減小程度最大;軟夾雜放大效應(yīng)和屏蔽作用和硬夾雜屏蔽作用的起始頻率都減小;放大效應(yīng)起始頻率到屏蔽作用起始頻率的區(qū)間減小。隨著阻抗比的增大,軟夾雜放大效應(yīng)和屏蔽作用的起始頻率增大,硬夾雜屏蔽作用起始頻率減小;放大效應(yīng)起始頻率到屏蔽作用起始頻率的區(qū)間增大。隨著埋深的增加,軟夾雜放大效應(yīng)和硬夾雜屏蔽作用的起始頻率增大;硬夾雜安全區(qū)域長(zhǎng)軸長(zhǎng)度增大;軟夾雜危險(xiǎn)區(qū)域長(zhǎng)軸長(zhǎng)度減小;軟夾雜形心處傳遞函數(shù)的減小程度最小。硬夾雜主要起到屏蔽作用,對(duì)遠(yuǎn)離夾雜區(qū)域的放大作用可以忽略。當(dāng)波長(zhǎng)小于兩個(gè)夾雜的間距時(shí),二者基本互無(wú)影響。受夾雜影響最大的區(qū)域位于它們之間,其影響程度隨著間距的增大而減小。隨著間距的減小,軟夾雜放大效應(yīng)和硬夾雜屏蔽作用的起始頻率減小,而軟夾雜的屏蔽作用的起始頻率不變。(3)三維單一夾雜和實(shí)際復(fù)雜夾層對(duì)速度脈沖的影響表明,隨著夾雜尺寸b變大,PGV和脈沖幅值的變化也在增大,當(dāng)夾雜尺寸大到可視為夾層時(shí),PGV和脈沖幅值的變化會(huì)非常明顯,但脈沖周期幾乎不變。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P315.9

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本文編號(hào)：1147737