考虑中小震的中国西南地区Newmark位移经验模型

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作者 刘平 毕壮 +5 位作者 陈兴周 李春峰 范依仁 陈凡 吴煜心 魏长刚 《地震研究》 北大核心 2025年第3期479-487,共9页

为解决既有经验模型对中国西南地区中小震数据Newmark位移预测不足的问题,利用Arias烈度(I_(A))、临界加速度(A_(c))以及震级(M_(W)),建立预测Newmark位移的经验模型。首先随机选取CSMNC数据库中四川和云南地区M_(W)<6.0且PGA>0.2... 为解决既有经验模型对中国西南地区中小震数据Newmark位移预测不足的问题,利用Arias烈度(I_(A))、临界加速度(A_(c))以及震级(M_(W)),建立预测Newmark位移的经验模型。首先随机选取CSMNC数据库中四川和云南地区M_(W)<6.0且PGA>0.20 g的28条地震记录,对既有Newmark位移模型进行验证,随后选取2008—2019年中国西南地区4.3≤M_(W)≤7.9且PGA>0.10 g的水平向强震动记录数据,分析不同震级区间lgD_(n)和lgI_(A)的线性关系,并在现有的线性关系模型中加入了震级项。模型的拟合回归显示出了较好的拟合优度,回归结果表明断层到场地的距离、场地条件、断层类型以及上下盘差异对Newmark位移具有潜在影响。最后,利用2020—2022年中国西南地区的中小震数据对模型进行验证,结果表明新建模型相比其他模型有更好的预测性能,能够适用的震级范围更广。 展开更多

关键词 中国西南地区 Newmark位移 经验模型 Arias烈度 中小震

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变截面梁在移动荷载作用下的动力响应 被引量：2

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作者 梁耀哲 褚少辉 +2 位作者 赵存宝 张涛 张艳玲 《华北地震科学》 2016年第2期57-62,共6页

变截面梁具有等强度、质量分布优化等优异的力学性能,广泛应用在桥梁工程中。按照2种边界条件(两端固支、一端简支一端弹性支撑),分别给出系统的控制方程,研究变截面梁承受移动荷载时的动力响应,并采用有限差分法对得到的精确理论解进... 变截面梁具有等强度、质量分布优化等优异的力学性能,广泛应用在桥梁工程中。按照2种边界条件(两端固支、一端简支一端弹性支撑),分别给出系统的控制方程,研究变截面梁承受移动荷载时的动力响应,并采用有限差分法对得到的精确理论解进行验证,分析相关参数。结果显示,两者吻合良好。 展开更多

关键词 耦合振动 移动荷载 变截面桥梁

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移动荷载作用下桥梁动力响应分析 被引量：6

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作者 张洁 褚少辉 《华北地震科学》 2015年第2期1-5,共5页

桥梁的振动状态是评价结构动力设计参数合理与否的重要指标。变截面梁可以提供更好和更合适的质量和应力分布,满足在建筑、机械、航空航天和其他工程创新应用中的要求。研究等高度矩形变截面均匀梁在移动荷载作用下的动力响应,具有一定... 桥梁的振动状态是评价结构动力设计参数合理与否的重要指标。变截面梁可以提供更好和更合适的质量和应力分布,满足在建筑、机械、航空航天和其他工程创新应用中的要求。研究等高度矩形变截面均匀梁在移动荷载作用下的动力响应,具有一定的理论意义和实际应用价值。建立了移动载荷作用下,两端简支系统的控制方程,得到了精确的理论解,并给出了有限差分法和ANSYS有限元法的数值结果,三者互相验证,吻合良好。最后讨论了非均匀系数δ、车辆行驶速度c等参数变化对系统动力响应的影响。 展开更多

关键词 耦合振动 移动荷载 变截面桥梁

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考虑木材材性退化的山西南禅寺大殿地震易损性研究

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作者 项萌 牛彦平 +4 位作者 李佳缘 张锡成 张睿喆 田勤虎 张良 《地震研究》 2026年第3期422-433,共12页

为评估山西南禅寺大殿古建筑木结构的抗震性能,分析木材材性退化对建筑稳定性的影响,采用Wallstat离散元软件建立了大殿的动力模型。采用IDA分析方法,以地面峰值加速度PGA为地震强度指标、最大层间位移角θ_(max)为结构响应参数,模拟南... 为评估山西南禅寺大殿古建筑木结构的抗震性能,分析木材材性退化对建筑稳定性的影响,采用Wallstat离散元软件建立了大殿的动力模型。采用IDA分析方法,以地面峰值加速度PGA为地震强度指标、最大层间位移角θ_(max)为结构响应参数,模拟南禅寺大殿结构模型的地震响应,并建立了木材完好及0.85倍、0.75倍材性折减状态下的地震易损性曲线。结果表明:建立的南禅寺大殿离散元模型的自振频率与按规范估算的自振频率相比,误差仅为6.94%,验证了该模型的准确性;相同震级地震作用下,柱架最大层间位移角与木材材性退化程度呈正相关,0.75倍折减模型的位移响应显著大于0.85倍折减模型及完好模型;随着PGA增大,结构从轻微损坏和中等破坏变为严重损坏和倒塌,且材性退化会加剧损伤等级。在PGA=1.0 g地震动作用下,0.75倍折减模型的倒塌概率(42.43%)较完好模型(31.45%)增加10.98%,而其中等破坏概率则从4.20%降至2.22%。 展开更多

关键词 离散元 南禅寺大殿 古建筑 木结构 材性退化 IDA分析 地震易损性

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基于多源监测与数值模拟的西安钟楼基座预防性保护研究

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作者 刘炜 员作义 +5 位作者 毛冬旭 田鹏刚 周志明 边兆伟 陈兴 杨卓成 《地震研究》 2026年第3期485-497,共13页

针对西安钟楼基座出现的裂隙发育、材料劣化及振动影响等病害,使用多源监测与数值模拟相结合的方法,对钟楼基座开展了病害性态分析、裂隙和沉降变形监测、动力测试和损伤分析,揭示其损伤演化规律。结果表明:(1)钟楼基座四面墙体均存在... 针对西安钟楼基座出现的裂隙发育、材料劣化及振动影响等病害,使用多源监测与数值模拟相结合的方法,对钟楼基座开展了病害性态分析、裂隙和沉降变形监测、动力测试和损伤分析,揭示其损伤演化规律。结果表明:(1)钟楼基座四面墙体均存在裂隙、泛碱、涂刷层脱落和外包砖外露等病害,基座本身存在填埋不密实等病害,基座沉降变形处于稳定状态。(2)裂隙的变化受气温、湿度的影响较为显著,受游客量影响较小。(3)基座在地面车辆交通和地铁运行耦合激励作用下的最大速度幅值为0.09 mm/s,地面车辆交通振动影响小于地铁运行。(4)基座的薄弱位置位于外墙裂隙、基座四角及内拱券附近;罕遇地震作用下,内拱券交接位置破坏较为严重,需重点关注。 展开更多

关键词 西安钟楼 基座 病害特征 裂隙监测 动力响应 损伤分析

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不同地震烈度下临猗妙道寺西塔地震响应分析

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作者 陈雪池 安一劲 +4 位作者 秦健栋 王玉喆 王煊哲 魏宁宁 韩鹏举 《地震研究》 2026年第3期387-398,共12页

为研究考虑土-结构相互作用下砖石古塔的地震响应,以山西临猗妙道寺西塔为研究对象,通过对地基土施加黏弹性边界并对塔身均质化,建立了西塔有限元模型。采用非线性时程分析方法,研究了西塔在地震作用下的动力响应,并基于高斯分布预估西... 为研究考虑土-结构相互作用下砖石古塔的地震响应,以山西临猗妙道寺西塔为研究对象,通过对地基土施加黏弹性边界并对塔身均质化,建立了西塔有限元模型。采用非线性时程分析方法,研究了西塔在地震作用下的动力响应,并基于高斯分布预估西塔在不同地震烈度作用下的倒塌概率。结果表明:在多遇地震烈度作用下,妙道寺西塔处于弹性状态,应力主要分布在券门顶部及底部,倒塌概率接近于0;在设防地震烈度作用下,西塔位移峰值及层间位移角根据地震波特性出现了不同程度增大,西塔一层震损较为严重,应作为抗震保护的重点;在罕遇地震烈度作用下,塔体层间位移角出现超过层间极限位移角的情况,加速度放大系数也降低,倒塌概率接近100%。 展开更多

关键词 土-结构相互作用 砖石古塔 地震响应 黏弹性边界 倒塌概率 临猗妙道寺

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大同华严寺木塔地震响应分析

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作者 杜雷鸣 宋夏芸 +1 位作者 张洁 韩鹏举 《地震研究》 2026年第3期434-441,共8页

为研究大同华严寺木塔的抗震性能,使用ANSYS有限元分析软件,采用梁柱单元模拟斗和栱建立所有斗栱节点,并建立木塔整体计算模型。通过对木塔动力特性的分析,得到了木塔的自振频率及振型,并选取了7条适合于该场地的地震波,考虑木塔的材料... 为研究大同华严寺木塔的抗震性能,使用ANSYS有限元分析软件,采用梁柱单元模拟斗和栱建立所有斗栱节点,并建立木塔整体计算模型。通过对木塔动力特性的分析,得到了木塔的自振频率及振型,并选取了7条适合于该场地的地震波,考虑木塔的材料非线性和几何大变形效应,运用时程分析方法对其地震响应进行分析研究。结果表明:在各地震波作用下,木塔具有较强的抗震能力;其位移响应沿塔高呈弯剪型变化,最大位移发生在塔顶,平均值为32.4 mm;层间剪力和层间位移角沿塔高的变化,与木塔明、暗层的层刚度相协调,最大层间位移角发生在木塔的第3层,平均值为1/438,是该结构的薄弱层。 展开更多

关键词 华严寺木塔 大变形效应 地震响应 峰谷相间变化 薄弱层

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探地雷达在古建筑地下结构探测中的应用效果研究

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作者 薛晓东 王雷雷 +2 位作者 李宏伟 任瑞国 张龙飞 《地震研究》 2026年第3期475-484,共10页

为了检验和对比探地雷达技术在不同介质、探测目标及深度条件下的应用效能,基于电磁波在介质中的传播与反射理论,采用100 MHz与400 MHz双频探地雷达协同探测方法,以山西省崇善寺自然地基、晋祠流水通道和平遥古城夯土城墙为研究对象开... 为了检验和对比探地雷达技术在不同介质、探测目标及深度条件下的应用效能,基于电磁波在介质中的传播与反射理论,采用100 MHz与400 MHz双频探地雷达协同探测方法,以山西省崇善寺自然地基、晋祠流水通道和平遥古城夯土城墙为研究对象开展对比实验。结果表明:双频天线组合有效实现了深层探测与浅层高分辨率成像的有机结合,显著提升探测效率;明确了3类结构中的雷达响应特征,自然地基表现为均匀连续反射界面,流水通道呈现强振幅双曲线反射及含水异常,夯土城墙显示出层状反射中的脱空、裂隙与疏松等缺陷形态。 展开更多

关键词 探地雷达 古建筑 双频探测 地下结构 无损检测

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基于ESPAC方法研究山西崇善寺浅层速度结构

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作者 李宏伟 曾金艳 +3 位作者 任瑞国 薛晓东 王雷雷 张龙飞 《地震研究》 2026年第3期466-474,共9页

针对山西崇善寺大悲殿东北角出现的不均匀沉降问题,在崇善寺内布设了由137台短周期地震仪组成的密集台阵,利用扩展的空间自相关算法(ESPAC)提取背景噪声中Rayleigh面波频散曲线,基于遗传算法反演获得崇善寺地区浅层三维S波速度结构,以... 针对山西崇善寺大悲殿东北角出现的不均匀沉降问题,在崇善寺内布设了由137台短周期地震仪组成的密集台阵,利用扩展的空间自相关算法(ESPAC)提取背景噪声中Rayleigh面波频散曲线,基于遗传算法反演获得崇善寺地区浅层三维S波速度结构,以查明不均匀沉降原因。结果显示:大悲殿沉降明显的东北角附近存在低速异常区域,与大悲殿正下方速度差异大于20 m/s。结合水文地质调查结果认为,大悲殿东北区域剪切波速度的降低是由土层含水量增大所致,土层含水量变化改变了地基的承载能力,从而导致大悲殿产生不均匀沉降。 展开更多

关键词 古建筑 地面沉降 短周期密集地震台阵 ESPAC方法 S波速度结构

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兵马俑震损状态判别与地震响应指标体系构建

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作者 陈云龙 陈杰 +4 位作者 马生涛 田勤虎 刘舰 王艳璐 王涛 《地震研究》 2026年第3期375-386,共12页

兵马俑作为不可再生的重要陶质文物,其在地震作用下的响应特征复杂,破坏模式具有高度不确定性。为准确评估其地震损伤状态,基于三维扫描数据建立精细化有限元模型,采用动力时程分析方法,研究兵马俑在不同摩擦系数与地震强度下的响应特点... 兵马俑作为不可再生的重要陶质文物,其在地震作用下的响应特征复杂,破坏模式具有高度不确定性。为准确评估其地震损伤状态,基于三维扫描数据建立精细化有限元模型,采用动力时程分析方法,研究兵马俑在不同摩擦系数与地震强度下的响应特点,识别其主要破坏形式为滑移、摇摆和倾覆。在此基础上,构建相应的地震易损性曲线,并提出多级安全指标,建立了涵盖不同摩擦条件与破坏模式的兵马俑地震损伤状态判别指标体系。结果表明:摩擦系数对兵马俑破坏模式影响显著,摩擦较小时兵马俑易发生滑移与倾覆,摩擦较大时以摇摆为主;在设防烈度对应的地震强度(PGA=0.2 g)下,兵马俑主要发生摇摆(后倾)和倾覆破坏。该评估体系可用于判断不同地震强度下的主导破坏模式,为文物震害快速评估与保护策略制定提供技术支撑。 展开更多

关键词 兵马俑 震损判别 地震响应 易损性分析 安全指标体系

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基于离散元方法的石质文物地震响应机制研究

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作者 李栋辉 朱哲皓 +4 位作者 钟华锹 裴强强 刘鸿 张秀凤 谢欣妍 《地震研究》 2026年第3期412-421,共10页

为了探究地震作用下石质文物的力学响应机理,克服传统有限元法在模拟岩石材料的非连续性、各向异性等方面的局限,采用离散元方法对石质佛像进行研究。基于真实佛像三维数据,利用PFC3D软件构建高精度离散元法佛像模型,并引入线性平行黏... 为了探究地震作用下石质文物的力学响应机理,克服传统有限元法在模拟岩石材料的非连续性、各向异性等方面的局限,采用离散元方法对石质佛像进行研究。基于真实佛像三维数据,利用PFC3D软件构建高精度离散元法佛像模型,并引入线性平行黏结模型和光滑节理模型,模拟不同节理数量(10、15、25、50)工况下佛像在Friuli地震波作用下的动力响应。传递函数分析结果表明,节理会降低佛像的一阶主频,且随节理数量增加一阶主频进一步减小,这反映出节理不均匀分布削弱了佛像结构的整体稳定性,导致结构刚度降低;结合佛像顶部监测点加速度及速度达到峰值时的力链及归一化接触力,进一步分析佛像在地震作用下的应力分布特征。结果显示:在4种工况下,应力主要集中在佛像颈部与底部,表明几何突变区域在地震作用下最易发生失稳破坏。节理导致内部刚度场分布不均,改变了惯性力的传递路径,使力链体系表现出非对称性。在高节理密度条件下,强力链明显偏向模型一侧,主要由于节理集中分布造成局部刚度降低,从而促使应力向完整区域转移,改变了整体力链主导方向。同时,归一化接触力分布进一步量化了力链的空间特征,主应力方向与力链路径高度一致,且随着节理数量的增加,方向谱拓宽,整体传力路径趋于复杂。 展开更多

关键词 离散元方法 石质文物 传递函数 节理

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基于DC-YOLO算法的砌体古建筑损伤识别

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作者 赵鲁振 杨永强 +1 位作者 张旭 陈梦阳 《地震研究》 2026年第3期507-515,共9页

结合图像处理算法和深度学习模型,提出了一种基于计算机视觉的砌体古建筑损伤识别技术,对砌体结构古建筑进行多种损伤的高精度实时分割检测及定位。在YOLOv8算法基础上提出DC-YOLO算法,针对砌体古建筑损伤特点,对砌体古建筑表面损伤进... 结合图像处理算法和深度学习模型,提出了一种基于计算机视觉的砌体古建筑损伤识别技术,对砌体结构古建筑进行多种损伤的高精度实时分割检测及定位。在YOLOv8算法基础上提出DC-YOLO算法,针对砌体古建筑损伤特点,对砌体古建筑表面损伤进行优化识别。该算法通过引入动态蛇形卷积(DSConv)和大核深度可分离卷积(CMUNeXt)模块,提高模型对古建筑损伤的识别能力。通过构建一个包含2600余张砌体古建筑不同损伤图像的数据集进行训练,最终损伤识别精度达到91.2%,并且可以直接对所识别的损伤进行分割,提高了损伤检测的效率及实用性。 展开更多

关键词 DC-YOLO算法 砌体古建筑 损伤识别 深度学习

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基于客流数据和安全性评估的西安钟楼客流调控研究

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作者 张锡成 刘磊磊 +1 位作者 田勤虎 吴国源 《地震研究》 2026年第3期498-506,共9页

统计了2016年4月至2017年2月西安钟楼游客客流量的时间分布规律,并分析其主要特点。根据钟楼二层楼面的结构形式,建立了ABAQUS有限元模型,通过人工计算与数值模拟相结合,分析不同荷载条件下二层楼面梁架的承载能力与变形特征。结果表明... 统计了2016年4月至2017年2月西安钟楼游客客流量的时间分布规律,并分析其主要特点。根据钟楼二层楼面的结构形式,建立了ABAQUS有限元模型,通过人工计算与数值模拟相结合,分析不同荷载条件下二层楼面梁架的承载能力与变形特征。结果表明:客流高峰集中于8月以及五一节、国庆节等法定节假日。楼面梁在3.5 kN/m^(2)的荷载标准值下的最大弯曲应力为规范强度设计值的43.54%,强度储备较大;当中央展区的荷载为2.0 kN/m^(2)时,有限元计算表明楼面梁处于安全状态;当中央展区的荷载为3.5 kN/m^(2)时,楼面仍满足承载力要求,但中央展区处楼面梁的最大变形已经超出规范限值的10.4%,不满足正常使用极限状态的要求,而展区两侧的观光区最大变形也达到限值的83.84%。建议采取功能布局优化、引导客流分布及关键构件加固等措施,以实现钟楼的结构稳定与长期保护。 展开更多

关键词 西安钟楼 客流数据 荷载统计 安全性评估

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水岩耦合条件下明代拱宸桥结构地震响应研究

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作者 曾金明 孟庆筱 +1 位作者 张洁 景鹏旭 《地震研究》 2026年第3期364-374,共11页

以京杭大运河上的明代拱宸桥为研究对象,在ANSYS-CFX环境下建立基于水岩耦合理论的拱桥-水体-场地有限元模型,计算三分向地震作用下石拱桥关键结构部位应力与位移的地震响应特征,探讨水环境对结构地震响应的影响作用。结果表明:(1)水环... 以京杭大运河上的明代拱宸桥为研究对象,在ANSYS-CFX环境下建立基于水岩耦合理论的拱桥-水体-场地有限元模型,计算三分向地震作用下石拱桥关键结构部位应力与位移的地震响应特征,探讨水环境对结构地震响应的影响作用。结果表明:(1)水环境对石拱桥结构地震响应具有重要影响,与无水条件相比,有水条件下的结构动力响应的应力状态与位移变形增加,在呈现出显著整体放大特征的同时,亦减缓地震响应的衰减速度。(2)拱宸桥桥台与次孔拱券交接处作为应力集中的结构薄弱部位,在水深3、6和9 m条件下的第一主应力极值的放大倍数是无水条件下的2.41、2.61及2.73倍;中孔拱券顶部桥面处则在地震作用下具有最大位移变形,在水深3、6及9 m条件下的位移放大倍数分别约为2.52、2.81及2.92倍。(3)无水条件下的结构地震响应来自于弹性振动的单一贡献,而水环境的存在将会导致结构弹性振动减小至无水条件的0.75~0.89倍;有水条件下的结构刚体运动则由0增大至与弹性振动同一量级,其对总体结构响应的贡献可达63.14%~74.25%,从而导致总体应力及变形的显著增加。这可能是水岩耦合条件下明代石拱桥结构地震响应显著放大的成因机制,可为古代石拱桥的维护加固及应急抢险提供参考。 展开更多

关键词 水岩耦合 古建筑 石拱桥 地震响应

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