久久99精品免费一区二区_基于特征提取匹配多強度指標的地震動(dòng)合成方法中國地震局工程力學(xué)研究所

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研究亮點(diǎn)

基于特征提取匹配多強度指標的地震動(dòng)合成方法

發(fā)布時(shí)間： 2024-03-06 點(diǎn)擊數量：7988

研究背景：

地震作為一個(gè)復雜的隨機過(guò)程，其潛在的破壞能力不能通過(guò)單一的地震動(dòng)強度指標（IMS）就能可靠地表示。反應譜，可以反映地震動(dòng)的幅值和頻譜特征，而在結構動(dòng)力分析中應當綜合考慮地震動(dòng)的幅值、頻譜和持時(shí)等多類(lèi)型特征。這一問(wèn)題在為結構動(dòng)力分析而服務(wù)的地震動(dòng)選取方法研究中已經(jīng)受到了重視?；趶V義條件參數分布（GCIM）的地震動(dòng)選取方法就解決了僅以反應譜作為選取依據的局限性。而在地震動(dòng)模擬方法的研究中，目前尚未有以廣義強度指標為模擬核心的地震動(dòng)模擬方法被提出，探索這類(lèi)型地震動(dòng)模擬方法可以為結構分析提供更為合理的輸入。

研究方法及結果：

本研究構建了一套基于特征提取匹配多強度指標的地震動(dòng)模擬程序（GMSP，見(jiàn)圖1）。該地震動(dòng)模擬程序的目的是在設定地震情景下為單一場(chǎng)點(diǎn)生成一組充分考慮地震動(dòng)幅值、頻譜、持時(shí)和累積能量的加速度時(shí)程。多個(gè)標量地震動(dòng)強度指標被選取建立了目標矢量強度指標（[IA, DS5-75, PGA, SA(T)]），該矢量強度指標被用于在模擬過(guò)程中控制擬合優(yōu)度。GMSP通過(guò)將一組實(shí)際地震動(dòng)記錄經(jīng)主成分分析方法（PCA）特征提取后得到一組標準的正交基向量，即eigenquakes。采用多目標遺傳算法結合約束條件進(jìn)行迭代尋優(yōu)，求解每個(gè)eigenquake對應的線(xiàn)性疊加系數。最終，在時(shí)域上完成縮放疊加得到模擬地震動(dòng)記錄。

以日本關(guān)東為目標區域，具體應用了本文的地震動(dòng)模擬程序?；谀繕耸噶繌姸戎笜说亩嘣龖B(tài)分布，由拉丁超立方抽樣（LHS）給出了目標多強度指標(見(jiàn)圖2)。由GMSP生成的11條模擬地震動(dòng)記錄計算得到了多強度指標的模擬值(見(jiàn)圖3)。從圖中可以看出，模擬反應譜的譜值都分布在目標均值譜兩倍標準差范圍內，且非頻譜參數的模擬值與目標值分布也基本一致。圖4中給出了算例6中地震動(dòng)記錄詳細的模擬結果。這些模擬結果表明：該地震動(dòng)模擬程序能夠實(shí)現對于地震動(dòng)幅值、頻譜、持時(shí)和累積能量的協(xié)調匹配，可以為結構動(dòng)力分析提供合理的輸入。

該成果發(fā)表在國際期刊《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》（Chaoyue Jin, Jinjun Hu*. A new ground-motion simulation procedure based on feature extraction matching multiple intensity measures. Soil Dynamics and Earthquake Engineering 2023;168. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2023.107856）（IF：4.25，*通訊作者）。