地震动场地放大效应的时频特性分析 被引量：10

1

作者 吴祚菊 张建经 +2 位作者 王志佳 吴兴序 汪明元 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期685-695,共11页

为了详细研究均质及复杂非均质场地中地震动的放大效应,通过大型振动台试验获得原始试验数据,再采用傅立叶变换、时频分析与分段时频分析相结合的手段,对试验数据进行分析和处理。通过对试验结果的对比分析,发现当地震动沿竖直方向传播... 为了详细研究均质及复杂非均质场地中地震动的放大效应,通过大型振动台试验获得原始试验数据,再采用傅立叶变换、时频分析与分段时频分析相结合的手段,对试验数据进行分析和处理。通过对试验结果的对比分析,发现当地震动沿竖直方向传播时,不仅地震动时程曲线的峰值会随场地高度的增加而逐步放大,其频率成分含量、主频段的频谱形状,以及整体地震动能量在时频平面上的分布,均会随着场地高度及各分层介质的不同而发生较大变化。与此同时,场地表面的倾斜程度、软弱夹层的厚度等因素也均对地震动的放大效应具有显著影响。通过以上研究,得到了一系列与地震动竖向传播放大效应相关的研究规律(包括PGA峰值特性、频谱特性、时频面上能量谱的分布特性等)。 展开更多

关键词 复杂非均质场地 放大效应 大型振动台试验 傅立叶变换 时频分析

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改进HHT算法在地震动特性分析中的应用研究 被引量：3

2

作者 吴祚菊 张建经 +1 位作者 王志佳 吴兴序 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第2期86-93,共8页

本文首次提出了HFBG-EMD的HHT改进算法,将滑动平均3次B样条求均值方法与改进的滤波终止条件相结合,大大减小了传统的EMD分解滤波次数,并提高了HHT的原有精度。对用该方法求出的各阶IMF函数进行瞬时频率变换后发现,它对减小各阶IMF瞬时... 本文首次提出了HFBG-EMD的HHT改进算法,将滑动平均3次B样条求均值方法与改进的滤波终止条件相结合,大大减小了传统的EMD分解滤波次数,并提高了HHT的原有精度。对用该方法求出的各阶IMF函数进行瞬时频率变换后发现,它对减小各阶IMF瞬时频率的带宽和提高地震动主频特性的作用比较显著。此外,本文还采用了先在原始地震信号中加入高频正弦谐波再进行分解的方法,有效消除了传统方法中一直难以克服的IMF模态混叠及瞬时频率畸变现象。 展开更多

关键词 HFBG-EMD 滤波次数 局部负值震荡 瞬时频率畸变 模态混叠

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多维多点相关地震动作用下埋地管线地震响应的数值模拟 被引量：3

3

作者 吴祚菊 张力 +2 位作者 周永毅 王志佳 张建经 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第6期150-159,共10页

为了研究考虑地震动的空间相关性时埋地管线的地震响应,基于Opensees有限元程序,对埋地管线在多维多点相关地震动作用下的响应进行数值模拟。模型中采用基于柔度法的非线性梁柱单元模拟管体结构,利用基于频域合成法生成多维多点人工地... 为了研究考虑地震动的空间相关性时埋地管线的地震响应,基于Opensees有限元程序,对埋地管线在多维多点相关地震动作用下的响应进行数值模拟。模型中采用基于柔度法的非线性梁柱单元模拟管体结构,利用基于频域合成法生成多维多点人工地震动实现地震激励输入,采用零长度单元考虑管体和土体在其接触面上的非线性力学行为。数值模拟结果表明:0.2 g地震强度下,非一致激励下管道的应变响应主频是一致激励下管道应变响应主频的4~5倍;在0.1 g地震强度下,非一致激励得到的管体应变最大可以达到一致激励下管体应变的1.5倍,且随着地震强度增强两者的差距明显增大,这种差距可能使在一致激励下安全的埋地管线在考虑非一致激励时变得不安全。所以在抗震设防等级较高的地区,考虑非一致地震激励作用对于埋地管线的破坏是必要的。 展开更多

关键词 埋地管线 多维多点地震动 非一致激励 OPENSEES 地震响应

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基于虚实分离法分解功率谱矩阵的空间相关地震动合成方法 被引量：2

4

作者 吴祚菊 张建经 +2 位作者 王志佳 刘飞成 邓小宁 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2016年第2期75-84,共10页

本文首次采用虚实分离法来进行功率谱矩阵的分解,并将该分解法生成的地震动相关特性与传统的cholesky分解法进行对比分析,结果显示该方法不仅计算快速、准确可行,而且在多方面具有明显的优越性。另外,本文在使用虚实分离法分解矩阵的同... 本文首次采用虚实分离法来进行功率谱矩阵的分解,并将该分解法生成的地震动相关特性与传统的cholesky分解法进行对比分析,结果显示该方法不仅计算快速、准确可行,而且在多方面具有明显的优越性。另外,本文在使用虚实分离法分解矩阵的同时,具体推导了该方法的可行性,并给出了详细的证明过程。通过文中的合成实例可以看出,该方法生成的人工地震动时程空间相关性良好,且具有频域、时域范围内的双重非平稳特性。 展开更多

关键词 虚实分离法 地震动合成 空间相关 双重非平稳化 功率谱矩阵

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基于行波效应的空间相关性地震动场模拟 被引量：2

5

作者 吴祚菊 张建经 +1 位作者 王志佳 吴兴序 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2014年第4期204-211,共8页

在地震动模型的生成中,本文首次构造了行波效应因子,并用其对单条相位信息进行繁衍,不仅解决了有条件模拟中直接获取多条空间相关性天然相位信息的困难,而且可以更好地模拟出天然地震动中存在的行波效应。由于行波效应为结构抗震性能研... 在地震动模型的生成中,本文首次构造了行波效应因子,并用其对单条相位信息进行繁衍,不仅解决了有条件模拟中直接获取多条空间相关性天然相位信息的困难,而且可以更好地模拟出天然地震动中存在的行波效应。由于行波效应为结构抗震性能研究的一个重要作用因素,因此,本文生成的人工地震动可以作为一种更为合理的输入模式。另外,本文将行波效应因子与频域合成法相结合,相对于传统的时域合成法而言,更具有简单、高效和快速的优点。 展开更多

关键词 有条件模拟 相位角信息 繁衍 空间相关 行波效应

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空间多点人工地震动幅值收敛性研究 被引量：1

6

作者 吴祚菊 张建经 +2 位作者 王志佳 吴兴序 汪明元 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期610-617,共8页

在空间相关性人工地震动生成中,计算的繁杂和局部场地收敛性与幅值收敛性之间存在的矛盾,是时域合成法中的两大主要问题。为了简化计算,同步实现局部场地及地震动幅值的双重收敛性,在对相位角分布进行深入研究的基础上,构建了空间多点... 在空间相关性人工地震动生成中,计算的繁杂和局部场地收敛性与幅值收敛性之间存在的矛盾,是时域合成法中的两大主要问题。为了简化计算,同步实现局部场地及地震动幅值的双重收敛性,在对相位角分布进行深入研究的基础上,构建了空间多点人工地震动幅值收敛因子,并采用虚实分离法来分解功率谱矩阵。结果表明,该方法生成的多点人工地震动计算快速,且幅值稳定收敛。 展开更多

关键词 地震动合成 空间相关 幅值收敛性 相位角分布 虚实分离法

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耦合波型的相似性对地下管道地震响应行为的影响研究

7

作者 吴祚菊 张建经 +1 位作者 王志佳 吴兴序 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期918-928,共11页

克服了传统非一致性激励输入中仅能考虑时间差动的缺点,采用小波分解与重构手段来构建一系列空间相似性耦合波型,该方法具有频率成份的含量及其出现的先后顺序可以调整的特点,因此可以模拟天然地震动中的局部场地条件突变,使一种能够满... 克服了传统非一致性激励输入中仅能考虑时间差动的缺点,采用小波分解与重构手段来构建一系列空间相似性耦合波型,该方法具有频率成份的含量及其出现的先后顺序可以调整的特点,因此可以模拟天然地震动中的局部场地条件突变,使一种能够满足多方面条件的非一致性输入成为可能。另外,将耦合波型的相似性与地下管道结构的动力响应相结合,通过大型振动台实验,研究了地震作用下管道结构内力随耦合波型相似性变化而变化的规律。结果表明管道结构两相邻质点间耦合波型的相似性对管道内力响应值存在着显著影响,并得到了一系列非一致性激励试验中较为重要的规律。 展开更多

关键词 地震动生成 地下管道 耦合波型相似性 小波分解与重构 振动台实验

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非一致激励下地下管线振动台试验研究 被引量：12

8

作者 闫孔明 张建经 +2 位作者 王志佳 廖蔚茗 吴祚菊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2621-2628,2638,共9页

用于输水、输气及输油等长大地下管线在地震中易发生破坏,且对灾后紧急救援、能源输送等救灾和重建工作影响极大。对于诱发地下长大管线破坏的因素而言,非一致场地波动是最重要的因素之一,如今这一问题已引发众多研究,但受试验设备限制... 用于输水、输气及输油等长大地下管线在地震中易发生破坏,且对灾后紧急救援、能源输送等救灾和重建工作影响极大。对于诱发地下长大管线破坏的因素而言,非一致场地波动是最重要的因素之一,如今这一问题已引发众多研究,但受试验设备限制,少有研究者开展非一致激励下管线响应的试验研究。针对长大地下管线受地震波的影响效应,利用独立控制的双台面大型振动台试验设备研究了三维非一致地震激励作用下地下管线的响应,探讨了管线的加速度、应变以及位移等参数的变化规律。试验结果表明:深埋地下管线的存在对管线周围土体和地表的地震响应影响程度不同;在一致和非一致地震激励下,管线的弯曲应变峰值区别较大;规范设计时弱化甚至忽略管线弯曲应变,这种做法难以解释管线弯折破坏。 展开更多

关键词 非一致地震激励 振动台试验 地下管线

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多级组合支护结构对非均质高边坡抗震性能影响分析 被引量：6

9

作者 王德华 吴祚菊 +1 位作者 张建经 蒋永林 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期404-414,共11页

强震引起支护结构失效、边坡失稳的事故频发,因此对边坡支护结构进行抗震性能分析具有重要价值。以四川省乐山市风池山某边坡支护工程为背景,选取该边坡地层分布较为不均匀及存在薄弱夹层的典型剖面,建立了未支护结构和支护结构的振动... 强震引起支护结构失效、边坡失稳的事故频发,因此对边坡支护结构进行抗震性能分析具有重要价值。以四川省乐山市风池山某边坡支护工程为背景,选取该边坡地层分布较为不均匀及存在薄弱夹层的典型剖面,建立了未支护结构和支护结构的振动台试验模型,对比分析了支护结构对边坡抗震性能影响,其中,支护结构综合采用了矩形格构框架梁、预应力锚索、抗滑桩等多级组合支护形式。试验中充分考虑了边坡土层非均质性,以及薄弱夹层对计算结果的影响,得出了一系列关于坡面位移、坡体加速度,以及支护结构动力响应等方面的重要结论。 展开更多

关键词 非均质边坡 支护结构 抗震性能 振动台试验

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基于桩网路堤简化分析方法的参数研究 被引量：1

10

作者 刘飞成 张建经 +2 位作者 闫世杰 曹礼聪 吴祚菊 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1227-1236,共10页

为研究桩网路堤各影响参数对其传力机制与变形特性的影响,通过理论推导得出了桩网路堤简化分析方法,采用该方法对桩网路堤进行参数分析.首先,综合考虑路堤填土土拱效应、地基支承作用和土工格栅效应,采用抛物线方程描述土工格栅变形,推... 为研究桩网路堤各影响参数对其传力机制与变形特性的影响,通过理论推导得出了桩网路堤简化分析方法,采用该方法对桩网路堤进行参数分析.首先,综合考虑路堤填土土拱效应、地基支承作用和土工格栅效应,采用抛物线方程描述土工格栅变形,推导得到了针对正方形布桩型式的桩网路堤的分析方法;其次,通过与现场试验和目前主流设计方法对比分析,验证了本文计算方法结果可靠、计算过程简便;最后,采用该理论方法针对路堤高度、土工格栅刚度、地基软土厚度、软土模量对格栅张力、地基最大沉降和应力集中比的影响规律进行系统分析,在此基础上,引入非重复性二次方差分析对各参数的影响程度进行了量化对比.研究结果表明:格栅张力与路堤填高、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与软土模量成负相关关系;地基沉降与路堤高度、软土厚度成正相关关系,与格栅刚度、地基软土模量成负相关关系;应力集中比与路堤高度、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与地基软土模量成负相关关系;降低地基软土厚度和增大软土模量是保证土工格栅正常工作情况下尽可能增大应力集中比的有效手段;缩小桩间距或采用大桩帽,其优化效果好于提高格栅抗拉刚度. 展开更多

关键词 桩网路堤 简化分析方法 参数研究 格栅张力 应力集中比 非重复性二次方差分析

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考虑动应力-动应变关系及剪切波速相似的模型软岩配制方法

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作者 王志佳 黎洪磊 +3 位作者 李胜民 吴祚菊 段书苏 谢朋 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第5期38-45,共8页

根据振动台模型试验的相似设计原理,结合某地下工程底部软岩性质,利用重晶石粉、黏土、石膏等材料,研制了一种可以有效模拟原型软岩动力特性的相似材料。开展正交试验,通过对数据进行极差和方差分析,得到重晶石粉、黏土、石膏等原材料... 根据振动台模型试验的相似设计原理,结合某地下工程底部软岩性质,利用重晶石粉、黏土、石膏等材料,研制了一种可以有效模拟原型软岩动力特性的相似材料。开展正交试验,通过对数据进行极差和方差分析,得到重晶石粉、黏土、石膏等原材料含量对相似材料密度、初始剪切模量及参考应变的影响规律,并基于正交试验结果,进行软岩相似材料的最终配比试验。结果表明:相似材料中重晶石粉对相似材料的密度起主要控制作用,参考应变值随石膏含量的增加而增大,随黏土含量的增加而减小,相似材料的初始剪切模量随黏土含量的增加而减小,随重晶石粉和石膏含量的增加而增大。配制的软岩相似材料可以很好地模拟原型软岩动应力动应变关系和剪切波速特性。 展开更多

关键词 软岩相似材料 动应力动应变关系 剪切波速 正交试验 初始剪切模量 参考应变

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室内自然通风环境热舒适性研究 被引量：11

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作者 王亮 周彤云 +2 位作者 刘东 姚勇 吴祚菊 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期425-429,共5页

通过建立室内自然通风模型,研究了系统在不同温度、不同进风口风速及不同外窗开度情况耦合工况下,人体热舒适感受能够承受的温度上限和空气流速与外窗开度的适用范围。结果表明,室内热舒适性会随室外温度升高而明显恶化,温度达28.5℃时... 通过建立室内自然通风模型,研究了系统在不同温度、不同进风口风速及不同外窗开度情况耦合工况下,人体热舒适感受能够承受的温度上限和空气流速与外窗开度的适用范围。结果表明,室内热舒适性会随室外温度升高而明显恶化,温度达28.5℃时超过热舒适性指标国家标准推荐值;各因子中,风速及温度对室内热舒适性影响比重相对较轻,外窗开度的影响最大;20%为外窗开度下限,随开度的增大室内热舒适性增强;风速增加带来的不适“吹风感”也需考虑,该个体差异性感受会使得室内热舒适性迅速下降。 展开更多

关键词 室内 自然通风 热舒适 预测平均评价 预测不满意百分比

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基于分离量纲分析理论的模型试验系统相似设计方法--以土–地下管廊振动台试验为例 被引量：6

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作者 王志佳 李胜民 +2 位作者 何旭 尹天天 吴祚菊 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2553-2569,共17页

基于量纲分析理论建立的模型试验相似设计方法,在应用于多介质耦合作用动力模型试验设计时,面临着理论计算结果与实际试验相脱节、无法根据各介质特性进行分别相似设计、难以实现介质间接触关联作用相似等问题。针对上述问题,首次提出... 基于量纲分析理论建立的模型试验相似设计方法,在应用于多介质耦合作用动力模型试验设计时,面临着理论计算结果与实际试验相脱节、无法根据各介质特性进行分别相似设计、难以实现介质间接触关联作用相似等问题。针对上述问题,首次提出分离量纲分析理论,基于该理论建立模型试验的系统相似设计方法,将该方法应用于土–地下管廊动力相互作用振动台模型试验的相似设计过程中,通过对土–地下管廊系统整体特性进行分析,将该系统拆分为“土体–地下管廊–接触面–地震波”四个次级子系统,研究土–地下管廊接触作用机制,析出控制“介质间接触关联作用”次级子系统特性的参量,配制保证接触特性相似的亲和相似材料,进而实现4个次级子系统根据各自特性进行分别的相似设计。为探究系统相似设计方法与传统相似设计方法的仿真度高低,分别设计地下管廊原型及不同相似设计方法所对应的地下管廊模型,开展原型及模型的振动台试验,试验结果表明:系统相似设计方法对地下管廊结构加速度响应的模拟无明显优势,但在地下管廊结构应变响应模拟方面,系统相似设计方法具有明显优势,能更加精准反映原型真实规律。 展开更多

关键词 岩土工程 模型试验 相似设计 接触面 分离量纲分析 系统相似设计方法 地下管廊 相似材料

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