多维近场地震作用下隔震连续梁桥的地震响应研究

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1、多维近场地震作用下隔震连续梁桥的地震响应研究1绪论1.1引言破坏性地震是一种突发性、毁灭性的自然灾害。伴随着破坏性地震的发生，往往会造成重大的人员伤亡和经济损失。上个世纪，全球共有高达180万人死于地震，平均每年有1.8万人被地震夺去生命。地震引起地面的剧烈摇晃和颠簸，使地表发生大的改变，造成地陷、地裂、山崩等，它会造成大量的人员伤亡、生命线工程毁坏、社会经济损失等直接灾害，同时还会带来一系列次生灾害，如火灾、水灾、爆炸、滑坡、泥石流、毒气蔓延、瘟疫、海啸等，进而导致更大的人员伤亡和财产损失。因此，地震严重威胁着人类的生命安

2、全、经济建设和社会发展的成果。2000年以来，地震灾害接连不断发生，大震越发频繁。中国地震台网中心地震预报部主任蒋海昆表示，全球地震活动以2004年12月26日苏门答腊8.9级地震为标志，进入8级地震活动的高发期，到目前为止，共发生8级以上地震15次，9级以上地震2次（数据截至2015年4月）。回顾以往世界各地发生的大地震，仅仅从2000年以来，就发生了数百起大地震，其造成的损失更是触目惊心：2004年12月26日，印度尼西亚苏门答腊岛发生里氏8.9级大地震，除了造成重大的直接地震灾害，还引发了史上罕见的大海啸，席卷斯里兰卡

3、、泰国、印度尼西亚、印度以及东非各国等环印度洋国家，导致约23万人失踪或死亡，经济损失高达2300亿美元。2009年9月29日，萨摩亚群岛发生里氏8.0级强震，造成至少184人死亡。2010年1月12日，加勒比岛国海地发生里氏7.0级地震，造成包括联合国驻海地维和部队人员在内的30多万人死亡。2010年2月27日，智利康斯普西翁省发生里氏8.8级大地震，震源深度仅35公里，造成至少802人死亡，200万人受灾，300亿美元经济损失。2011年3月11日，日本福岛附近海域发生里氏9.0级大地震，是迄今为止观测到震级最大的地震，

4、不仅引发了海喊，还导致福岛核电站发生放射性物质泄漏，造成14063人死亡，13691人失踪，估计地震造成的损失金额高达2350亿美元，给日本及邻国人民带来了极坏的社会影响。2015年4月25日，尼泊尔境内发生了里氏8.1级地震，造成超过7000余人遇难，1.4万人受伤，还造成我国西藏灾区27人死亡，860人受伤，经济损失超过了100亿元。..........1.2近场地震动及其特性的研究现状在地震断裂带附近一定范围内的地震，称之为近断层地震。对于近断层地震的名称，目前国内外的研究者主要有近场（near-field）地震、近断

5、层（near-fault）地震和近源（near-source）地震等三种叫法[10]，在一般的研究中并没有对这三种名称有特殊区分，故在本文中统一称之为近场地震(near-fieldgroundmotion)。由于震源机制、断层破裂方向与场地的关系和断裂面相对滑动方向等因素，使近场地震动表现出与一般的从远场获得的地震动具有明显不同的特性，比如，上盘效应、方向性效应、滑冲效应、竖向效应等[11]。其中近场地震动最显著的特点是方向性效应和滑冲效应引起的脉冲效应以及明显的竖向效应。从多次大地震的震后调查和有关学者的研究成果来看，近场

6、地震动的脉冲效应和竖向效应对结构的地震响应影响很大，本文在后续篇章主要对近场地震动的脉冲效应和竖向效应进行统计分析，并研究其对隔震连续梁桥地震响应的影响。...........2近场地震动特性统计分析2.1引言对于近场地震动的定义，目前学术界没有统一定义。刘启方[41]认为近场地震动是指不能忽略地震辐射波中含有的近场和中场成分且靠近震源的地震。李爽[42]认为由于近场效应会随着断层距的增大而衰减，并且受震级和场地条件影响显著，给出一个区间要比给出一个限定值区分近、远场更加合理。Ste之间的观点。翟长海[44]在进行近场地震动

7、研究时选取断层距在20km以内的地震记录。本章利用美国太平洋地震工程研究中心(nga的地震动记录；（2）近场地震动具有明显区别于一般场地震动、远场地震动的强震特征，为体现近场地震动这一强度特性，选取震级不小于5.5级的地震动记录。（3）近场地震动拥有强烈地面运动的特性，为了突出这一特点，选取地面峰值加速度（PGA）不小于0.05g的地震动记录。根据以上原则，选取近断层地震动记录240组，每组地震动记录包含三个方向地震动。240组地震动均采用Baker[14]提出的基于小波分析的判别方法判别地震动的类型，其中脉冲型地震动95组

8、，非脉冲型地震动145组。按引发地震的震源机制区分，其中正断层记录57组，走滑断层记录81组，普通断层记录8组，逆断层记录94组。记录台站的场地类别划分采用美国USGS的分类标准，依据30m范围内土层的平均剪切波速将场地分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类场地，其中Ⅰ类场地12组，Ⅱ类场地131组，Ⅲ类