汶川地震动强度指标特征分析

论文摘要

2008年5.12汶川地震是由映秀-北川断裂、灌县-江油断裂和小鱼洞断裂共同破裂造成的大地震,这种多断层破裂的复杂的动力学行为使得其地震记录波形呈现出明显的多峰型（双平稳段）特征。已有研究表明,具有双平稳段特征的地震动造成的震害比单平稳段地震动的震害更为严重。双平稳段地震动的工程特性,以及与单平稳段地震动相比其对结构的影响的差异性等问题,已引起了地震工程研究者们的关注。为了揭示双平稳段地震动强度指标的衰减特性,明确双平稳段地震动强度指标与结构地震响应的关系,并探究各种强度指标的近断层效应,选用5.12汶川地震80个台站240条记录数据资料,在对加速度记录时程校正的基础上,计算了各条记录的19种强度指标,利用震相识别法和拟合强度包线法区分了单、双平稳段地震动,推求了单、双平稳段地震动各种强度指标的衰减规律,分析了双平稳段地震动的强度指标与框架结构地震位移响应的相关性;对比分析了上、下盘地震动各种强度指标的衰减特性,探讨了各种强度指标的上盘效应。（1）采用Boore法对加速度记录时程进行了校正,利用震相识别法和拟合强度包线法,将选取的80个台站的240条地震记录进行了区分,区分出单、双平稳段地震动分别有38个台站114条和42个台站126条。（2）计算了240条记录对应的19种地震动强度指标值。（3）对记录区分上、下盘地震动,采用非线性最小二乘法回归分析了上、下盘地震动19种强度指标随距离变化的衰减规律,经比较得出:上、下盘地震动强度指标随断层距的衰减趋势一致,皆表现为随断层距的增大而减小;上盘加速度型强度指标UD向地震分量的衰减明显快于下盘,而上盘速度型以及位移型强度指标UD向地震分量的衰减慢于下盘;除累计绝对加速度的EW向地震分量表现为上盘的衰减快于下盘外,其余强度指标均表现为上盘的衰减慢于下盘。（4）根据上、下盘地震动的强度指标随距离衰减分析中得到的对数残差的大小,探讨了19种强度指标的上、下盘效应。结果表明,19种强度指标皆存在明显的上盘效应。（5）对记录区分单、双平稳段地震动,分析了19种强度指标随距离变化的衰减规律,得出了各种强度指标的衰减关系式。结果表明:各种强度指标值皆随断层距的增大而减小;单、双平稳段地震动的强度指标随断层距的衰减趋势一致;除位移反应谱峰值、均方根位移、累计绝对加速度的UD向地震分量以及Riddell位移强度指标的水平向地震分量表现为单平稳段地震动的衰减速度快于双平稳段地震动的衰减速度外,其余强度指标均表现为双平稳段地震动的衰减速度快于单平稳段地震动的衰减速度。（6）分析了具有双平稳段特征的记录的各种强度指标与框架结构的最大地震位移响应间的相关性,根据各种强度指标与结构最大地震位移响应的线性回归方程的显著性大小,来选取能合理描述双平稳段地震动特征的强度指标。研究结果表明:在三类强度指标中,速度型强度指标与框架结构最大地震位移响应间的相关性最强,位移型强度指标对应的相关性最弱,加速度型强度指标与框架结构的最大地震位移响应的相关性则介于速度型和位移型两者之间;在速度型强度指标中,又以峰值速度对应的相关性最强;峰值速度与结构地震位移响应值的回归方程最为显著。建议选用峰值速度作为双平稳段地震动作用下工程结构抗震分析用强度指标。

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摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 地震动记录处理方法

1.2.2 地震动强度指标

1.2.3 地震动衰减关系

1.2.4 近断层效应

1.2.5 双平稳段地震动

1.2.6 强度指标与结构地震响应的相关性

1.3 研究现状存在的问题

1.4 主要研究的内容和章节安排

第二章地震记录数据选取及校正

2.1 地震记录数据选取

2.2 加速度记录的校正

2.3 双平稳段地震动的判定

2.4 本章小结

第三章地震动强度指标选取及计算

3.1 地震动强度指标计算方法的简介

3.2 地震动强度指标的分类与计算

3.2.1 加速度型强度指标

3.2.2 速度型强度指标

3.2.3 位移型强度指标

3.3 单、双平稳段地震动强度指标的均值比较

3.4 近断层地震动强度指标的均值比较

3.5 本章小结

第四章地震动强度指标的衰减分析

4.1 衰减模型的选用

4.2 加速度型强度指标衰减规律

4.2.1 峰值加速度的衰减规律

4.2.2 加速度反应谱峰值的衰减规律

4.2.3 Arias强度的衰减规律

4.2.4 均方根加速度的衰减规律

4.2.5 累计绝对加速度的衰减规律

4.2.6 加速度谱强度的衰减规律

4.2.7 Riddell加速度强度的衰减规律

4.2.8 Park-Ang强度指标的衰减规律

4.2.9 加速度型强度指标的衰减规律小结

4.3 速度型强度指标衰减规律

4.3.1 峰值速度的衰减规律

4.3.2 速度反应谱峰值的衰减规律

4.3.3 Housner强度的衰减规律

4.3.4 均方根速度的衰减规律

4.3.5 速度谱强度的衰减规律

4.3.6 Fajfar强度指标的衰减规律

4.3.7 Riddell速度强度指标的衰减规律

4.3.8 速度型强度指标的衰减规律小结

4.4 位移型强度指标衰减规律

4.4.1 峰值位移的衰减规律

4.4.2 位移反应谱峰值的衰减规律

4.4.3 均方根位移的衰减规律

4.4.4 Riddell位移强度指标的衰减规律

4.4.5 位移型强度指标的衰减规律小结

4.5 衰减关系的合理性验证

4.5.1 峰值加速度衰减验证

4.5.2 均方根加速度衰减验证

4.5.3 Arias强度衰减验证

4.6 本章小结

第五章双平稳段地震动强度指标与结构地震响应的相关性

5.1 框架结构计算模型的建立

5.2 结构的地震位移响应计算

5.3 强度指标与框架结构地震位移响应的相关性分析

5.4 本章小结

第六章结论与展望

6.1 主要工作和结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间参与的科研项目

致谢

附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 邱卓

导师: 钟菊芳

关键词: 汶川地震,强度指标,衰减关系,相关性,上盘效应

来源: 南昌航空大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 南昌航空大学

基金: 研究生创新专项资金项目(YC2017S342),江西省教育厅科学技术项目(GJJ160703)

分类号: P315

总页数: 119

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