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Hi-net速度微分与kik-net加速度对比研究

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地震学报 2013年第6期35卷 902-913页

作者：冯静高孟潭胥广银陈鲲中国地震局地球物理研究所中国北京100081

首先介绍了日本防灾科学技术研究所Hi-net和kik-net台网布设情况和数据格式,然后利用Hi-net和kik-net共同记录到的282次Mj≥5.0、震源深度≤100km的地震,分析了Hi-net速度微分与kik-net加速度对数峰值比、对数反应谱比的分布特征及其随... 详细信息

首先介绍了日本防灾科学技术研究所Hi-net和kik-net台网布设情况和数据格式,然后利用Hi-net和kik-net共同记录到的282次Mj≥5.0、震源深度≤100km的地震,分析了Hi-net速度微分与kik-net加速度对数峰值比、对数反应谱比的分布特征及其随震级、距离的变化关系,讨论了速度微分结果在幅值和频谱两方面的不确定性.结果表明,数字型速度记录微分与观测加速度无论是峰值还是频谱均存在一定差异,不能将其直接用作加速度.考虑到对数峰值比和对数反应谱比在不同震级档、距离档存在一定规律,因此对速度微分结果的峰值和特定周期的反应谱除以一定的系数,可以降低数字型速度记录数值微分造成的不确定性.另外,也可采用概率的形式描述这种不确定性.

关键词： Hi-net kik-net 速度记录加速度记录数值微分峰值比反应谱比

基于kik-net单场强震记录场地放大函数估计及标准差分析

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土木工程学报 2013年第S2期46卷 141-145页

作者：陈龙伟陈卓识袁晓铭中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

考虑场地条件的场地地震危险性分析的关键是对场地特征的量化表示。场地的放大函数是场地特征的综合反映。选取kik-net数据库软硬两类场地,通过单场地震记录分析建立场地放大函数的概率模型,给出场地放大函数及离散性量化估计;初步分析... 详细信息

考虑场地条件的场地地震危险性分析的关键是对场地特征的量化表示。场地的放大函数是场地特征的综合反映。选取kik-net数据库软硬两类场地,通过单场地震记录分析建立场地放大函数的概率模型,给出场地放大函数及离散性量化估计;初步分析场地放大函数与输入地震动的关系,并分析其离散性或标准差。主要结论可以概括如下:软硬两类场地的场地放大函数与输入地震动的谱加速度值密切关联;对数线性、对数非线性二次函数回归拟合场地放大函数的标准差与非条件情况下的标准差无显著差别,但是软土场地相对于硬土场地标准差较小;硬土场地当周期T0.3s时,log10(SAF)随着log10(PSAR)的增大基本不变或稍微增大;对于软土场地,log10(SAF)随着log10(PSAR)的增大趋于减小,特别是T<1.0s时。

关键词：场地放大函数 kik-net 单场地震记录标准差地震危险性分析

基于日本kik-net强震动数据的场地效应研究

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基于日本KiK-net强震动数据的场地效应研究

作者：袁吉中国地震局工程力学研究所

学位级别：硕士

场地效应是工程地震学、岩土地震工程学和地震学重要研究课题之一,对于近断层地震动模拟、地震动预测方程建立、地震灾区的震害评估、地震小区划、建筑物的选址及其抗震设防等具有重要的理论意义和工程应用价值。本文利用日本kik-net台... 详细信息

场地效应是工程地震学、岩土地震工程学和地震学重要研究课题之一,对于近断层地震动模拟、地震动预测方程建立、地震灾区的震害评估、地震小区划、建筑物的选址及其抗震设防等具有重要的理论意义和工程应用价值。本文利用日本kik-net台网的强震动观测数据开展场地效应的研究。主要研究工作和取得的成果如下:1、将日本kik-net地震台网中具有完整钻孔测试数据的646个台阵分别按照中国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、美国National Earthquake Hazards Reduction Program(NEHRP)和Zhao等(2015)基于场地基本周期的分类方法进行场地类型划分。结果表明:kik-net中台阵的场地类型分别以中国的II类、美国的C类、Zhao等(2015)的SCⅠ、SCⅡ和SCⅣ类为主,其它场地类型均相对较少。2、利用kik-net中180个台阵在2000年至2019年间记录的地震动数据,使用井上/井下谱比法:首先基于弱震动数据估计其场地的放大效应和基本周期,并给出不同场地类型的场地放大效应模型;然后研究场地基本周期及其相应的放大系数随地震动强度的变化规律。结果表明:随着场地变软,基本周期向长周期方向移动,并且场地越软,对低频分量的放大效应越显著;随着地震动强度的增大,场地基本周期也向长周期方向移动,相应频率的放大系数小于弱震动时的情况。3、在Anderson和Hough(1984)方法的基础上,提出一种确定kappa参数的新方法。即,首先用0.4Hz的帕曾窗对加速度傅氏谱平滑,然后可以准确地选择傅氏谱的快速下降段的起始点,第三,对起始点之间的数据回归分析即可得到kappa值。该方法的可靠性用14个台阵的地震动数据得到验证。使用该新方法,本研究估计了kik-net中646个台阵的kappa参数及其值,给出了不同场地类型的值;并研究了k随土层厚度、V的变化。结果表明,随土层厚度的增加呈对数增加的趋势,随的增加呈对数减小的趋势。

关键词： kik-net 地震动数据场地分类井上/井下谱比法放大效应基本频率 Kappa参数

基于kik-net强震记录的水工建筑物反应谱研究

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水电能源科学 2019年第10期37卷 68-71页

作者：刘健李聪韩勃万志刘锐山东大学齐鲁交通学院山东济南250002 山东大学土建与水利学院山东济南250061

鉴于一些规范中的设计反应谱法是经过简化的经验设计方法,未充分考虑地质、场地条件等影响,分析处理了遍布日本超过1400组kik-net强震数据,分别按照中国水工建筑物抗震设计规范(DL5073-2000)和欧洲抗震规范(Eurocode 8)的场地分类方法... 详细信息

鉴于一些规范中的设计反应谱法是经过简化的经验设计方法,未充分考虑地质、场地条件等影响,分析处理了遍布日本超过1400组kik-net强震数据,分别按照中国水工建筑物抗震设计规范(DL5073-2000)和欧洲抗震规范(Eurocode 8)的场地分类方法进行分类,得到不同场地条件的平均反应谱曲线,对平均反应谱曲线进行标定,并与规范中的设计反应谱对比,提出设计反应谱修改优化的建议。结果表明,场地条件主要对反应谱的特征周期、平台段高度、下降段的下降速率有影响;随着场地由硬变软,平台段高度逐渐降低,这与水工建筑物抗震设计规范和Eurocode 8中的规定有所不同;在长周期段,自振周期大的结构在软弱场地上受到的地震作用更大,加速度反应也大。

关键词： kik-net 反应谱场地条件场地反应

基于日本kik-net井下阵列强震数据的水工建筑物抗震设计反应谱研究

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基于日本KiK-net井下阵列强震数据的水工建筑物抗震设计反应谱研究

作者：李聪山东大学

学位级别：硕士

反应谱是指在某一地震动作用下,具有一定阻尼的单质点体系的最大加速度反应、速度反应、位移反应随自振周期的变化曲线。世界各个地区建筑物抗震设计普遍采用设计反应谱法,其基本原理是利用历史地震反应谱平均曲线来预测未来地震动和上... 详细信息

反应谱是指在某一地震动作用下,具有一定阻尼的单质点体系的最大加速度反应、速度反应、位移反应随自振周期的变化曲线。世界各个地区建筑物抗震设计普遍采用设计反应谱法,其基本原理是利用历史地震反应谱平均曲线来预测未来地震动和上部结构反应进而用于结构体系的抗震设计。理论上来讲设计反应谱需随不同地质条件而变化,但是有些建筑物抗震规范里采用的标准反应谱方法是一种经过简化的经验设计方法,设计反应谱曲线未充分考虑地质、场地条件等因素的影响,影响建筑物抗震安全设计的可靠性和准确性。因此十分有必要改进和提高现有设计反应谱的精确度,使其能充分考虑地质、场地条件对建筑物抗震设计的影响。本文通过分析和处理超过1400组的日本kik-net井下阵列强震数据,得到不同地质、场地条件下的历史平均反应谱曲线,并对获得的平均反应谱曲线进行标定,研究地质、场地条件对反应谱曲线的影响,与中国水工建筑物抗震设计规范和和欧洲抗震设计规范Eurocode 8中的设计反应谱进行对比提出对设计反应谱曲线修改优化的建议;对基岩地震动数据处理得到基岩平均反应谱和放大谱,与地表反应谱比较分析,验证反应谱的规律性;利用地震波动学原理,结合信号学理论,编写场地反应软件,由基岩地震动预测地表地震动,研究土层对地震波传播的影响。结果表明,场地条件对反应谱的特征周期、平台段高度、下降段的下降速率均有影响,经过对各类场地反应谱的比较,发现场地土由硬到软,平均反应谱平台段高度逐渐降低,这与水工建筑物抗震设计规范和Eurocode 8中的规定也有所不同。而在长周期段,自振周期大的结构在软弱场地上受到的加速度反应更大。不同场地条件基岩处的反应谱并没有明显的差异,地表反应谱的差异完全是由不同场地条件的土层不同的放大效应引起的。不同场地类型反应谱在不同周期段的反应谱值存在差异,是由于各类场地对地震波频率的过滤作用,地表地震波频率的含量与场地软硬程度有关。

关键词： kik-net 反应谱场地条件场地反应放大效应

基于kik-net数据库的土层特性识别及地下地震动幅值特性研究

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基于KIK-NET数据库的土层特性识别及地下地震动幅值特性研究

作者：张亚沛哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

目前,我国并没有明确关于地下工程输入地震动的选取方法,普遍还是使用地表地震动数据,但地下地震动特性与地表地震动特性差异较大。限于地下地震动的数据远远少于地表地震动,目前对地下地震动特性的研究远远落后于地表地震动,进而导致... 详细信息

目前,我国并没有明确关于地下工程输入地震动的选取方法,普遍还是使用地表地震动数据,但地下地震动特性与地表地震动特性差异较大。限于地下地震动的数据远远少于地表地震动,目前对地下地震动特性的研究远远落后于地表地震动,进而导致对地震动随深度增加的变化规律的认识不够全面,也不了解土层特性随不同强度地震发生的变化规律,这会直接影响到地下结构抗震分析结果的精确性。本文首先从日本kik-net数据库挑选了大量的实际地表-地下记录,然后使用地震干涉法识别不同场地类别的土层剪切波速,得到其随不同强度地震发生的变化规律,最后分析了不同因素对加速度幅值沿深度变化规律的影响。主要研究内容有:(1)根据工程实际的需求,确定了所建立地下地震动数据库的地震记录选取原则,下载了639个台站检测到的4259次地震的43501组地震记录,共计261006条分量记录。之后对所有记录进行地震动处理,并针对地震信息、台站所处场地类别、地震动幅值等参数对数据库信息进行了统计分析。(2)基于地震干涉法和实际的地下、地表地震动,识别台站所处场地的剪切波速,分析场地等效剪切波速随不同强度地震的发生、地震动参数、场地类别和场地深度的变化情况,揭示了场地特性受地震影响的变化规律。发现场地剪切波速在大震时会明显降低,震后又逐渐恢复,但其恢复速度与场地自身特性有关,坚硬场地的恢复速度较快。同时,场地剪切波速会随地震强度的增大呈减小趋势,但是当波速减小至某一值后,会出现类似的“饱和”现象,波速不会继续降低,其中剪切波速随地表PGA的变化趋势最明显。(3)研究加速度幅值参数沿深度的变化规律,并分析了震源深度、震级、震中距、场地特性和地表PGA大小对其的影响,发现震级和震源深度对加速度幅值沿深度变化规律的影响较大。整体来看,两分量方向的加速度幅值沿深度的变化规律相似,但各深度处竖直向加速度幅值比和放大速度均大于水平向。最后选取震级项和距离项两个参数,并使用最小二乘法进行试算拟合修正,提出了地下加速度幅值预测模型。

关键词： kik-net 地下数据库土层特性识别地下地震动幅值

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场地条件校正的PGA放大系数简化估计方法

西南交通大学学报 2022年第1期57卷 173-181页

作者：陈龙伟吴晓阳唐川中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

地表峰值加速度(peak ground-motion acceleration,PGA)是直观反映地震动强度的一个物理量,概念清晰且工程应用方便.场地条件校正的PGA及其校正方法是特定工程抗震设计需要解决的问题.为此,选取日本具有地表和井下记录kik-net台网的32... 详细信息

地表峰值加速度(peak ground-motion acceleration,PGA)是直观反映地震动强度的一个物理量,概念清晰且工程应用方便.场地条件校正的PGA及其校正方法是特定工程抗震设计需要解决的问题.为此,选取日本具有地表和井下记录kik-net台网的32个台站及地震数据,通过对实测地震数据分析,提出了一种场地校正的PGA放大系数(f_(PGA))的简化估计方法.该方法通过数据回归给出f_(PGA)概率密度函数参数与场地特征参数线性组合之间的线性和二次函数形式的拟合公式;并采用f_(PGA)概率预测模型,提出了多超越概率水平地表PGA值的预测方法.数据分析结果显示:场地f_(PGA)具有随机不确定性,可以采用对数正态分布函数模拟,其概率密度函数的参数(均值和标准差)与单一场地特征参数相关性较小,但与场地特征参数的线性组合相关性较大.模型预测值与实测数据吻合较好,验证了简化估计方法的可行性.

关键词：地震数据 PGA放大系数场地校正简化方法 kik-net

等效线性化方法计算深厚土层地震反应的可靠性研究

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振动与冲击 2023年第18期42卷 172-179页

作者：郭婷婷陈龙伟吴晓阳袁晓铭李瑞山中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室哈尔滨150080

深厚土层地震反应计算是工程抗震以及地震安全性评价工作中的一个难点,基于等效线性化理论的一维土层反应分析方法是当前土层地震反应计算的主流程序,但后者对前者计算结果的可靠性缺少系统的认识。选取日本kik-net强震观测台网中30个... 详细信息

深厚土层地震反应计算是工程抗震以及地震安全性评价工作中的一个难点,基于等效线性化理论的一维土层反应分析方法是当前土层地震反应计算的主流程序,但后者对前者计算结果的可靠性缺少系统的认识。选取日本kik-net强震观测台网中30个覆盖层厚度大于50 m的台站场地和台站所记录的1218条地震数据,采用DEEPSOIL(DP)、LSSRLI-1(LS)、SHAKE2000(SHAKE)、SOILQUAKE(SQ)以及SOILRESPONSE(SR)等5款一维土层地震反应分析程序计算场地地表加速度及反应谱。通过标定加速度反应谱的3个特征参数(即峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)、特征周期T_(g)和平台值β_(max))的计算值与实测值对比,评估5款土层反应计算程序的可靠性。分析结果表明:5款程序中SR计算PGA的准确率最高,SQ最低;T_(g)的计算结果各程序间差别不明显,SQ的准确率略高于其他程序;5款程序计算β_(max)的准确率基本无差别。计算特征参数准确率随着参数相对误差水平的增加而增大。分析结果可为采用等效线性化方法计算深厚土层场地地震反应的可靠性评价提供依据。

关键词：等效线性化深厚土层标定反应谱特征参数 kik-net

基于实际记录的现有等效线性化分析程序对比研究

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地震工程学报 2015年第1期37卷 144-151页

作者：李晓飞孙锐袁晓铭中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

根据我国建筑抗震设计规范中场地的分类原则,确定日本kik-net中台站的场地类别。运用SHAKE2000和LSSRLI-1对不同类别场地的峰值加速度、反应谱、剪应变等进行计算,给出Ⅰ~Ⅳ类场地的计算结果,并将计算结果进行汇总后进行对比分析,得到... 详细信息

根据我国建筑抗震设计规范中场地的分类原则,确定日本kik-net中台站的场地类别。运用SHAKE2000和LSSRLI-1对不同类别场地的峰值加速度、反应谱、剪应变等进行计算,给出Ⅰ~Ⅳ类场地的计算结果,并将计算结果进行汇总后进行对比分析,得到不同场地条件下SHAKE2000和LSSRLI-1计算结果的差异以及计算结果与实测记录之间的差别。研究表明,土的动模量比、阻尼比的非线性以及场地类型对计算结果影响较大,Ⅰ、Ⅱ类场地中大多数情况下SHAKE2000和LSSRLI-1计算结果相差不大;Ⅲ、Ⅳ类场地中多数情况下SHAKE2000和LSSRLI-1计算结果相差不大。以实测记录为基准,SHAKE2000结果好于LSSRLI-1计算结果,特别是对于Ⅲ、Ⅳ类场地中,土体为强非线性工况而言,SHAKE2000结果要明显好于LSSRLI-1计算结果。初步分析表明,SHAKE2000与LSSRLI-1计算结果差异来自于计算剪应变的不同。

关键词：土层地震反应分析 LSSRLI-1 SHAKE2000 kik-net 强震记录