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地震动输入解读

合成震例
采用能适合成批处理的震例,该震例可以很好地解释震例中普遍现象的一个修正了的地 震波,其结果在数值上、概念上都能很好地符合现行的理论认识。这样就能够克服第一 种方法中地震波输入带来的偶然性巧合或误差。
人工合成地震波
采用人工地震波拟合给定的反应谱作为输入。现有的地震记录大都是在地表测得的,而 现今相互作用分析大都近似假定地震波为竖向传播的剪切波,且由地面地震记录反演地 下某一标高的土层地震运动,也是基于这个假定;因此这也是一种可行的方法。 Housner[26]最早用随机过程理论来模拟地震波时程,然而将地震动过程看成平稳随机过 程,只能进行单点平稳加速度时程的合成。谱拟合人工地震动的合成最早由麻省理工学 院完成[27],该方法提出较早,得到了广泛应用,但收敛精度较差[28]。为提高地震动谱拟 合精度以及考虑地震动的非平稳,国内外学者进行了不断的改进[17、28、29],完善了谱拟 合人工波合成方法。
规范中对地震动峰值加速度的释义是:地震动过程中,地标质点运动加速度的最大 值。对设计地震加速度的释义是:由专门的地震危险性分析按规定的设防概率水准 所确定的或一般情况下与设计烈度相对应的地震动峰值加速度。
一般情况下,工程中应当依照国家有关部门颁布的《中国地震烈度区划图》确定的 坝址所在地的基本烈度作为设计烈度。在规范中规定了地震烈度所对应的地震动峰 值加速度。对基本烈度(50年超越概率10%、重现期475年)为Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度的场 地分别对应于0.1g、0.2g和0.4g的峰值加速度,其中g是重力加速度值。对重要大 坝则需将设计地震加速度的水准提高到100年超越概率2%、重现期4950年。
参数问题
参数问题
地震持时
地震作用是一个时间过程,地震规模越大震源断层破坏面越大,破坏空间范围越广,破 坏过程时间越长。强地震动的持续时间在震害发生时对结构的影响,主要发生在结构反 应进入非线性化之后,持时的增加使出现较大永久变形的概率提高,持时愈长,则反应 愈大,最终产生震害的积累效应。
对于强震持续时间,原则上应采用持续时间较长的波,因持续时间长时,地震波能量大, 结构反应较强烈。而且当结构的变形超过弹性范围时,持续时间长,结构在震动过程中 屈服的次数就多,从而易使结构塑性变形累积而破坏。强震持续时间可定义为超过一定 速度值(一般为0.059)的第一个峰点和最后一个峰点之间的时间段。
另外,考虑到地震频发地区的大坝在其使用寿命期内遇到多次强地震的可能性也是很高 的。截至目前为止,抗震设计和运行只考虑单个强震的作用。这种处理方法对市政、道 桥、民用等建筑物是正确、合理的,因为其使用寿命相对较短且易于拆建。但对大坝而 言,这种方法的不足之处在于它忽视了多次强震对大坝的长期累积作用。
为什么要研究地震动输入?
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
安全
抗震
地震输入
我国高坝抗震防灾能力建设的战略思路强调综合评价和科学交叉,重视突破创新和 实践检验,合理确定坝址可能遭遇的最大(极限)地震,即最大可信地震,以及建 立设计中对各类坝型“溃坝”极限状态的定量准则,是当前急待解决的前沿课题。
精细的结构地震响应分析与粗放的地震动输入
和结构抗力评定,严重制约了抗震安全性评价的精度和水平。这种
“两头大,中间小”的局面必须尽快改善。在建和拟建中的300米级高坝缺乏工程 实践,尚无震害实例,需要有针对性地开展具有前瞻性的、创新性的科技支撑。
地震动输入要考虑什么?
万文智等认为地震动输入应包括两方面内容:一是输入运动本身,其任务是设定工程地震 动强度和设计地震动时程;二是地震波输入方式。
周建平等认为地震动输入主要包括坝址地震动输入和地震动输入方法。 陈厚群院士认为地震动输入方式包括设计地震动基准面及地基边界上的输入地震动参数和
量值; 黄胜等人认为合理的地震动输入方式实际上涉及2个层面的问题:人工边界的选取和合理
的地震波场处理方法。
参数 边界 输入 接收
参数问题
地震动峰值加速度
现有阶段,在大坝抗震中考虑地震作用时,选择输入地震波主要有以下三种方式。
强震记录
直接选用一些著名的强震记录作为输入,如:Taft记录、ElCentro记录、Konya记录、 1971年San Fernando地震(持时35秒,峰值加速度0.22g)、Pacoima坝基记录(持 时l5秒,峰值加速度1.20g)。Seed、Hadjian等提出了通过修正地震记录的方法来得到 满足一定条件的地震动加速度时程。对于中小型工程,有时也可选用较为简单的Ricker 小波输入。采用这种方法要注意场地条件、传播途径、震源距离、震幅等因素的影响, 注意使所选用的地震波三要素(即:振幅、频谱和持时)与当地估计的地震波三要素相 吻合。一般需对地震波做一些调整才能达到上述要求。
地震再现频率
一般地震发生后多伴随着陆续的余震等。从强度上来说,余震的规模和烈度基本上不大 于主震。但由于余震与主震之间往往间隔较短,发生时间多集中于主震后的数日之内, 工程人员几乎不可能对损失的大坝等一系列建筑物采取任何加固措施。国际上逐步采用 的两级抗震设计,结构的强度和结构损伤后的极限变形能力都将作为结构抗震性能的重 要指标,可对溃坝等次生灾害起到一定的控制作用。
地震动输入
2013.12
地震动输入是什么?
坝址地震动输入是大坝工程抗震安全性评价的首要前提, 其包括: ( 1) 抗震设防水准框架, 包括表征地震作用强度的物理量确定依据及其相应的可定量
的功能目标; ( 2) 体现地震作用的主要地震动参数, 包括峰值加速度、设计反应谱、地震动时间历
程; ( 3) 地震动输入方式, 包括设计地震动基准面及地基边界上的输入地震动参数和量值。
基本烈度为6度或6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m3的大型工程,以 及基本烈度为7度及7度以上地区坝高超过150m的大型工程,其设防依据应根据专 门的地震危险性分析提供的基岩峰值加速度成果评定。
重大工程场地地震危险性分析都是按国家标准《工程场地地震安全性评价技术规范 (GB17741-1999)》进行的,所给出的是基岩表面的地震动峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)。所以,应当指出上述区划图(GB18306-2001) 和安全评价规范(GB17741-1999)中虽然都以峰值加速度作为地震动参数,但两 者的含义是不同的。
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