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空间相关性地震动生成及地下管线非一致性激励研究
| 论文题名： | 空间相关性地震动生成及地下管线非一致性激励研究 |
| 关键词： | 地下管道;人工地震动生成;虚实分离法;相位角分布 |
| 摘要： | 人工地震动生成，是结构抗震研究的一个重要方面，本文从时域调制法和频域调制法两个方面研究了人工地震动的生成。在时域调制法生成人工地震动时，本文提出了虚实分离法，并采用虚实分离法来分解功率谱矩阵，结果发现，该方法不仅计算速度较快，而且合成的人工地震动时程具有更好的空间相关性。另外，针对时域调制法中幅值收敛性与局部场地收敛性之间的矛盾，本文开展了一系列研究，在改进相位角分布的基础上，构建了幅值收敛模型，从而使生成的人工地震动同时具备了幅值及局部场地的双重收敛性。 在频域调制法生成人工地震动时，由于传统的频域调制法无法反映天然地震动中较为重要的行波效应，所以本文构建了行波效应因子:一方面，使生成的人工地震动具有天然地震动中明显的“流动性”，即反映波从一端向另一端传播的特点;另一方面，本文利用行波效应因子对单条地震动相位角信息进行繁衍，进而形成相位角矩阵，解决了人工地震动有条件模拟中直接获取多条空间相关性地震动的困难。 由于局部场地条件的差异，以及不同结构物抗震研究对地震动输入的要求不同，以上方法生成的人工地震动时程序列通常不能直接作为地震动输入，只有经过详细的分析、调整以及与设计反应谱的拟合后，才能形成一种理想的输入模式。因此，本文从输入方式的选择、输入波的时频特性分析、输入波频谱成份的调整、耦合相似波的生成，以及输入波与目标反应谱的拟合等五个方面开展研究，形成了一种适合延长型结构抗震研究的理想输入模式。 延长型管道结构在地震动输入下的响应，是本文的研究重点。本文首次提出了耦合波型相似性的概念，并将耦合波型相似性与管道结构的非一致性激励结合起来研究。通过理论分析与试验验证等两种手段的对比分析，结果发现，两方面的研究结果一致性较好，并获得了一系列的研究规律。 地震作用发生时，由于自由场的放大效应直接影响着管道结构非一致性激励的强度，因此，也是管道结构抗震安全性研究不可或缺的一个部分。本文采用时频分析法，重点研究了地震动输入中各频率成份在不同土层中的放大效应。结果发现:在不同的土层中，地震动时程曲线的时频信息存在较大差异;在同一土层中，各频段的放大效应也不尽相同;这种差异与土层所处的高度、土层物理特性以及研究质点在土层中的不同位置（是否位于临空面上）有关。 |
| 作者： | 吴祚菊 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 吴兴序 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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