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为了探究多种风力发电结构在不同地震动类型作用下的抗震性能,利用ABAQUS软件建立了传统的5 MW风力发电结构和新型的钢-混凝土组合风力发电结构的三维有限元模型,采用非线性时程分析,研究并比较了它们在具有前方向性效应的近场脉冲地震动、具有滑冲效应的近场脉冲地震动、近场无脉冲地震动和远场地震动4条同源地震动作用下动力响应的差异.结果表明,风力发电结构受地震动类型的影响很大.此外,在相同地震作用下,不同的风力发电结构的地震响应差异很大.

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风力发电结构 地震动类型 时程分析 地震响应 钢-混凝土组合塔

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高放废物北山地下实验室紧邻的河西走廊和北祁连地区地震环境复杂、强震多发,而地下实验室作为由三竖井+螺旋斜坡道构成的复杂地下结构,具有明显的大尺度空间分布特征,研究地下实验室地下结构群的地震反应特征,对于后期场址的地壳稳定性评价工作具有重要的工程意义.本文根据地下实验室的设计和已有的围岩物理、力学参数,建立了岩体—地下结构体系精细化三维有限元计算模型,开展了关键断裂对地下实验室近场地震安全性影响研究.结果表明:传统的地震动衰减关系难以考虑近场可能存在的有限断层效应、破裂方向性效应和上盘效应等近场震源效应,采用随机有限断层法可以有效地考虑上述近场地震动特性;目标场址场地类型为花岗岩硬基岩场地,近场发震断裂引起的地震动传到场址的反应谱中高频部分发育明显;因地下实验室的非规则结构引起的地下硐室群地震动反应表现出明显的空间变异性,岩体软化带对应地表峰值加速度富集明显,工程中应规避此区域.本次研究为将来高放废物处置库的选址和场址评价提供了地震安全分析方面的依据.

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地震动 断层 高放废物处置地下实验室 数值模拟 地震反应

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近断层地震动基本特征包括破裂方向性效应、滑冲效应、速度脉冲效应、上盘效应和竖向加速度效应等,而其中速度脉冲效应是最区别于一般的远场地震动的特点,该效应也是造成结构破坏的主要原因.PGV/PGA值是可以表征近断层地震动特点的地震动参数,故可以作为选取近断层地震动的一个条件.因此主要探究了近断层速度脉冲型地震对结构响应和耗能的影响,并以PGV/PGA值为分析对象,对断层距20 km内大量近断层地震动记录进行统计分析,得出以PGV/PGA值挑选近断层速度脉冲型地震时建议的选取范围.

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速度脉冲效应 近断层地震动 PGV/PGA

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基于四川地区62个强震动台站的场地资料,依据中国抗震规范及美国下一代衰减的Geomatrix(GMX)场地分类方法将台站场地进行了划分,并以台站的场地放大系数和高频衰减参数(κ0)为基础数据,研究了不同场地类型的场地放大系数平均特征.结果显示,在中国Ⅱ类场地中,受狭窄山间谷底地形效应影响,满足GMX的C类场地在大于10 Hz的高频段有明显放大;受深厚软弱沉积层影响,满足GMX的D类场地在小于5 Hz的低频段放大效应显著.考虑震源滑动模型、山区和盆地品质因子差异、局部场地效应,采用区域内余震平均应力降,通过随机有限断层法模拟了 2022年芦山Ms6.1地震中9个断层距(Rrup)＜100 km的强震动台站的加速度时程、傅里叶振幅谱(FAS)和反应谱(PSA).结果显示,模拟结果与观测加速度时程的S波部分符合良好.在8 s以下周期范围内模拟与观测FAS和PSA形状和幅值基本一致.较好地模拟结果支持此次地震为2013年芦山Ms7.0芦山地震的一次余震.另外,模拟结果体现了此次地震在Rrup＜35 km范围内有明显的方向性效应,与观测数据相符.最后,考虑各类场地的场地放大系数和κ0的平均特性,比较了此次地震中Rrup＜150 km的167个盆地和130个山区烈度台观测和模拟峰值加速度(PGA)和峰值速度(PGV),以及周期为0.5 s、1.0 s、5.0 s和8.0 s的PSA幅值随断层距的衰减特性.结果显示,山区和盆地的地震动参数随距离的衰减特性较为相似,山区和盆地的PGA、PGV强度相当.但是,在周期大于1.0 s的长周期段,盆地的反应谱幅值整体上大于山区.

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方向性效应 强地震动 场地效应 随机有限断层法 芦山Ms6.1地震

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基于芦山 MS6.1地震的61组强震动记录, 分析近场强震动记录的幅值特征、水平向地震动强度的空间分布; 将近场台站加速度反应谱值与NGA-West2和ZYLW22模型的预测中值进行对比; 结合实际观测值与ZYLW22模型预测中值的对比、事件内残差的分布, 检验此次芦山 MS6.1地震是否符合西南构造活跃区主震的地震动衰减特性.研究结果表明, (1)近场台站记录的地震动强度均小于中国地震局划定地震烈度相对应的值; (2)空间分布显示断层破裂前方(震中北东向)的反应谱值大于相同距离处的破裂后方, 在长周期表现的更为明显.断层破裂前方的水平向SA在短周期大于NGA-West2和ZYLW22模型的预测中值, 而断层破裂后方的水平向SA在整个周期范围内与ZYLW22模型的预测中值相差不大, 地震动的方向性效应较为显著; (3)ZYLW22模型可以很好地预测芦山 MS6.1地震大多数水平向地震动.构造活跃区和稳定区的地震动衰减速率不同, 西南地区应按构造活跃区和稳定区分别进行地震动预测方程研究, 并需进一步考虑震源破裂方向性以及盆地效应的影响.

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芦山 MS6.1地震 地震动空间分布 地震动预测方程 方向性效应 盆地效应

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针对2021年5月21日云南漾濞6.4级地震,开展了现场震害调查、余震观测及地震动和房屋震害特征分析,总结了地震影响区特别是极震区房屋的震害特点,探讨了房屋震害特征与地震动特性的关联性,揭示了场地地形条件及地震动方向性对房屋震害特征和分布的影响特点与机理.研究表明,由于存在场地地形放大效应,山腰陡坎和山顶处的房屋震害相对山脚均有不同程度的加重;地震动的方向性效应是房屋在不同朝向表现出破坏程度差异性的主要原因.通过总结此次地震的震害经验,提出了提高云南地区土木结构房屋抗震性能的措施建议.

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场地条件 房屋震害调查 地形效应 地震动方向性 强震动观测 漾濞地震 地震动记录

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2021年5月22日青海省玛多县发生了M7.4地震,造成玛多县境内的野马滩1、2号桥破坏,其主要表现为桥梁纵向位移过大导致多跨主梁落梁,桥墩也有不同程度的破损.经现场专家鉴定,地震影响烈度均突破桥梁抗震设计值,并且初步判断这种整齐划一的落梁震害的机理系近断层地震动方向性效应的强速度脉冲作用所致.野马滩大桥位置的地震影响烈度调查结果为Ⅸ,但是野马滩大桥附近无强震动观测台站,大桥附近没有获得地震动记录,这不利于野马滩大桥地震作用下地震响应和破坏机理的研究.另外,野马滩大桥的设计参数和折损情况也很难掌握,桥梁模型难以准确估计.为此,本文拟采用另一座同等抗震设防烈度的桥梁,通过有限元程序,使用反应谱法...

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脉冲 桥梁 玛多地震 地震动

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利用中国国家强震动观测台网(NSMONS)和云南地震预警台网获得的158组强震动记录,分析了漾濞Ms6.4地震观测的近场地震动幅值、反应谱值特征以及不同周期反应谱值的空间分布.将近场台站反应谱值与NGA-West2预测方程进行对比,结合现场震害调查结果验证此次地震近场地震动的方向性效应,研究结果表明,近场30 km内地震动峰值加速度(PGA)表现出南北向(NS)高于东西向(EW)的方向性差异,PGA最大相差达1.86倍;在水平向加速度反应谱值(SA)卓越周期附近的谱值普遍高于基本设计谱,漾濞台NS向卓越周期对应的SA是罕遇设计谱平台值的3.87倍;空间分布显示,断层破裂前方(震中东南方向)观测的水平向SA显著大于破裂后方,在短周期更为明显,随着周期的增大差异有所减小;破裂前方台站观测的短周期SA大于NGA-West2预测结果,而破裂后方台站观测的SA在整个周期范围内均小于NGA-West2预测结果,表现出显著的方向性效应;震害调查结果也表明近场区域的建筑物破坏呈现NS向破坏较EW向严重的方向性差异.

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近场地震动特征 漾濞地震 方向性效应 空间分布

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利用中国台湾省内222个强震动台站以及Palert地震预警系统520个台站所观测的三分量加速度记录,研究此次花莲M_W6.4地震近场强地震动空间分布和衰减特征,将观测结果与美国NGA-West2地震动经验预测模型进行对比,揭示此次台湾花莲地震近场地震动的长周期特点,基于回归残差分析研究地震动峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)和不同周期地震动的空间分布差异,定量考察近场地震动的方向性效应.研究结果表明:(1)整体上此次地震的近场PGV观测值和周期1.0s以上的长周期加速度谱值与美国NGA-West2地震动预测模型结果接近,PGA观测值和周期小于1.0s的加速度反应谱略低于预测模型结果.从空...

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花莲地震 空间分布 长周期 近断层地震动 方向性效应

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为了研究近断层脉冲地震作用下曲线桥结构响应特点,设计了相似比为1∶10的曲线桥试验模型.选取近断层向前方向性效应、滑冲效应和无速度脉冲地震动,进行水平地震激励的振动台试验.结果表明,近断层脉冲地震作用下曲线桥的结构响应明显高于无速度脉冲地震.向前方向性效应地震作用下跨中径向位移和桥墩相对位移响应显著.近断层地震作用下跨中切向位移、梁端位移、支座位移响应与曲线桥和断层的相对位置有关.主梁位移响应具有空间特性,主梁在水平运动的同时兼有转动,近断层脉冲地震双向激励时易激发主梁的转动效应.主梁转动效应使低墩处梁端位移和支座位移更加显著,容易引起落梁和支座脱落.在抗震设计分析中,应考虑近断层脉冲地震作用...

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振动台试验 曲线桥 向前方向性效应 滑冲效应 近断层地震动

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