上海地震波-三向输入选取(说明)m
在ansys中如何施加地震波
在ansys中如何施加地震波三向输入简化后的单向输入首先，将三个方向的地震加速度放到一个文本文件里，如accexyz.txt，在这个数据文件里共放三列数据，每列为一个方向的地震加速度值，这里仅给出数据文件中前几行的数据：-0.227109E-02 -0.209046E+00 0.467072E+01-0.413893E-02 -0.168195E+00 0.261523E+01-0.574753E-02 -0.157890E+00 0.809014E-01-0.731227E-02 -0.152996E+00 0.119975E+01-0.876865E-02 -0.138102E+00 0.130902E+01-0.101067E-01 -0.131582E+00 0.143611E+00 .......................然后，再建一个文本文件用来存放三个方向的地震加速度时间点，如time.txt，在这个数据文件里仅一列数据，对应于加速度数据文件里每一行的时间点，这里给出数据文件中前几行数据：0.100000E-010.200000E-010.300000E-010.400000E-010.500000E-010.600000E-01.......................编写如下的命令流文件，并命名为acce.inp*dim,ACCEXYZ,TABLE,2000,3 !01行*vread,ACCEXYZ(1,1),accexyz,txt,,JIK,3,2000 !02行(3e16.6) !03行*vread,ACCEXYZ(1,0),time,txt !04行(e16.6) !05行ACCEXYZ(0,1)=1 !06行ACCEXYZ(0,2)=2 !07行，同上ACCEXYZ(0,3)=3 !08行，同上finish/SOLUANTYPE,transbtime=0.01 !定义计算起始时间etime=15.00 !定义计算结束时间dtime=0.01 !定义计算时间步长*DO,itime,btime,etime,dtimetime,itimeAUTOTS,0NSUBST,1, , ,1KBC,1acel,ACCEXYZ(itime,1),ACCEXYZ(itime,2),ACCEXYZ(itime,3) !施加三个方向的地震加速度SOLVE*ENDDO最后，在命令窗口里输入/input,acce,inp即可对结构进行地震动力分析。
上海地震台阵的波数响应
第23卷 第1期地 震 学 报Vol.23,No.1 2001年1月 (98～102)ACT A SEISM OLOGICA SIN ICA J an.,2001 文章编号:0253-3782(2001)01-0098-05研究简报上海地震台阵的波数响应佟玉霞 朱元清(中国上海200062上海市地震局)关键词 地震台阵 波数响应 子台布局建模中图分类号:P315.63 文献标识码:A 地震台阵的历史起始于50年代未,当时其目标主要是检测、区别核爆炸信号和地震信号.地震台阵研究包括地震台阵技术研究和地球物理学中应用研究.其中台阵技术研究可以分为台阵建设和数据处理方法研究两大部分(Anne,1990),地震台阵理论研究的发展可涉及到地球物理学领域的许多科学问题(T o rmod,1989;M y kkeltv eit,Bung um,1984).台阵主要用于监测微弱事件,而台阵的响应特性是衡量台阵对微弱事件监测能力的一个很重要标志,因此,不论是考察一个台阵,还是要着手建立一个台阵,必做的内容之一就是计算台阵的响应特性(Ha rjes,1990).台阵的两个主要几何特征是台阵的孔径和台阵的布局.国际上典型台阵的孔径一般为几十公里到几公里,比如孔径达几十公里的KSA,W R A,Y K A等台阵;孔径为几公里的A RC,FIN,GER等台阵.从台阵布局上看,圆形布局的有N O R,GER等台阵,十字交叉布局的有W R A,YK A等台阵.本文主要讨论台阵布局和波数响应的关系,并结合上海地震台阵建设的技术要求,寻找最佳台阵布局,特别是不规则台阵布局设计.本研究采用简单延时相加技术来计算台阵的响应特性.应该指出,不同处理方法得到的台阵响应特性相对于简单延时相加技术所得的结果会有所不同,但简单延时相加的台阵响应特性已经足以反映一个台阵的性能.1 理论思路以可变的台阵参数建立不同的台阵模型,从而分析台阵模型的波数响应特性,同时,结合所选区域地动信号特性、当地地动噪声特性的波数-频率域和慢度-时间域分析结果,选出最佳台阵设计,使台阵在抑制地震噪声和提高监测地震信号的灵敏度方面有最佳效果.对上海地震台阵,由于受到地形及地质条件的限制,上海地震台阵设计的目标是确定一种最多由16个子台组成、最大孔径约3km的最佳台阵分布.台阵的监测能力,用它的接受图象来描述,称为波数响应,可用它来度量台阵记录到的地震信号的能量大小.能量与波数和方位有关.在给定约束条件下,波数响应可以分辨率、抑制带的宽度和幅值、侧峰的出现情况来定义该台阵的波数滤波器特性.避免波数混叠是台阵的基本原理(国家地震局科技监测司,1995).波数响应可以下式描述(安艺敬一,理查兹,1986):2000-04-03收到初稿,2000-11-17收到修改稿,2000-12-08决定采用.设k 0为波数矢量原点,k l 为波数矢量,则A (k ,k l -k 0)=1N 2∑N I ,J =1ex p{(-i k x l +i k x 0)(x I -x J )-[(-i k y l +i k y 0)(y I -y J )]+i k (f I -f J )}(1)其中,N 为台阵子台数目,脚标为子台编号;I ,J =1,2,…,N ;i 是虚数,(x I ,y J )为第I 号子台的位置坐标;k x ,k y 分别为波数在x 轴、y 轴上的分量,k 为圆频率.而i k (f I -f J )项为台阵子台校正,用于校正台阵下方介质的不均匀性.上海地震台阵建于佘山,台阵下方为较完整安山岩.考虑到介质结构较均匀,可忽略此项.则式(1)为A (k ,k l -k 0)=1N 2∑N I ,J =1ex p{(-i k x l +i k x 0)(x I -x J )-[(-i k y l +i k y 0)(y I -y J )]}(2)令S =2πk /k(3)其中,S ,k 分别为慢度矢量和波数矢量. 将式(3)代入式(2),可由波数域转换至视慢度域.A (k ,S l -S 0)=1N 2∑N I ,J =1ex p{(-i k x l +i k x 0)(x I -x J )-[(-i k y l +i k y 0)(y I -y J )]}(4) 对式(2)、式(4)取模,即是台阵波数的振幅响应.当k l =k 0时,A (k ,k l -k 0)=A (k ,0)= 1.由此可知,不同的k 0值,仅导致台阵响应图的顶点位置不同,即整个分布图在波数空间平移.选取k 0为0,由式(3)得出,S 0为0,为地震波垂直于地平面入射的情况.则有A (k ,k l )=1N 2∑N I ,J =1ex p{-i k x (x I -x J )-[-i k y (y I -y J )]}(5)A (k ,S l )=1N 2∑N I ,J =1ex p{-i k x (x I -x J )-[-i k y (y I -y J )]}(6)习惯上,可用分贝来描述台阵响应的峰值变化,令U (k )=U (k x ,k y )=20lgA (k )A (0)=20lg A (k x ,k y )其中,U 单位为分贝(dB )显然,当S l =S 0时,对不同频率的信号都有k l =k 0,波数响应输出为峰值;当S l ≠S 0时,不同频率的信号就会偏离主峰,而被衰减.如果台阵的波数响应图中,主峰高而且尖,侧峰少而且低,说明该台阵的波数分辨力高,台阵模型设计合理.2 规则及不规则台阵的波数响应分析为讨论不同台阵布局的波数响应特性,分别对规则及不规则台阵进行了计算.2.1 规则台阵(1)环形台阵.将子台分布于若干同心圆环上.台阵子台分布及波数响应结果见图1.图1表明,此布局的波数响应对不同方位有较一致的性能,可用于各个方向微弱事件的监测,并便于台阵数据处理.所以在现有的台阵中,这种布局占多数(T or mod ,1989).(2)正交型台阵.子台布局呈正交型.台阵子台分布及波数响应结果见图2.图2表明,此布局在不同方位上性能差别较大.(3)混合型台阵.将正交型台阵及环形台阵结合起来考虑,即为混合型台阵模型.台阵子台分布及波991期 佟玉霞等:上海地震台阵的波数响应 (a)子台布局 (b)台阵波数响应(二维) (c)台阵波数响应(三维)图1 环形台阵子台分布及波数响应(a )子台布局 (b )台阵波数响应(二维) (c )台阵波数响应(三维)图2 正交型台阵子台分布及波数响应(a)子台布局 (b)台阵波数响应(二维) (c)台阵波数响应(三维)图3 混合型台阵子台分布及波数响应(a)子台布局 (b )台阵波数响应图(二维) (c)台阵波数响应图(三维)图4 不规则台阵子台分布及波数响应100 地 震 学 报 23卷数响应结果见图 3.图3表明,此布局对不同方位有不完全一致的性能.但波数响应显示了其特性良好,有高而尖的主峰(或称之为主瓣),边瓣少而且低.说明此台阵的波数分辨力高,且某一方位敏感,可监测此方向的极微弱事件.2.2 不规则台阵子台布局呈不规则分布.利用网格节点选取子台位置的方法,在生成的不规则台阵中,选用一例.台阵子台分布及波数响应结果见图 4.图4表明,此布局对不同方位有不完全一致的性能,主瓣突出,边瓣少且低.不同布局的不规则台阵的波数响应分析表明,子台分布的不同,其不同方位的特性也不同.由此可知,不规则台阵同样可得到较合理的台阵波数响应.图5 上海台阵预选布局 图6 (a)台阵波数响应(二维) (b)台阵波数响应(三维) 图7 (a )子台布局 (b )台阵波数响应(二维) (c )台阵波数响应(三维)3 对上海地震局的预选台阵布局方案的波数响应分析在上海地震台阵布局设计中,首先从确定的各种可能布局方案(该方案考虑实际地质及其它人为条件),选出16,25个子台等不同数目、不同布局的组合,做出台阵响应图.结果表明,随着子台个数的增加,响应图的主瓣越来越突出,且随着子台间距的减少,主瓣越来越突出,但是,随着主瓣的突出,主瓣所能覆盖的波数范围在减少,因此,在合理地选择台阵布局时,需同时考虑监测能力与定位能力两个方面.由于上海地震台阵受佘山阵址基岩出露情况的限制,所有台阵波数响应的主瓣方向基本指向东面海域.以台阵响应图上10dB 的等值线来看,当子台个数分别为16和25时,指向南黄海的波数范围为-0.15～-0.171/km <k x <0.15～0.171/km,-0.125～-0.141/km <k y <0.25～0.141/km.指向舟山群岛方向(东南方向)的波数范围是:-0.30～-0.351/km <k x <0.35～0.351/km ,-0.17～-0.191/km <k y <0.17～0.191/km .虽然,指向东南方向波数范围高于东北方向,但是客观上,佘山台阵周围的东南方向或西北方向已无出露的基岩可用.经过分析研究,基本确定了上海拟建地震台阵布局(图5).波数响应结果见图6.图6表明,该布局1011期 佟玉霞等:上海地震台阵的波数响应 对不同方位有不同的性能,有明显的主瓣,边瓣少且侧峰峰值不是很高.其敏感方位为东北方向,基本指向东面海域.4 建立模型以期得到最佳台阵结构布局(1)理论思想.在所要布设台阵的区域以50m ×50m 网格化,以网格的各节点的不同组合来建模.子台数目为一可变参数,由计算机输入值确定;以网格节点生成子台位置,形成不同的子台布局模型.(2)程序结果同时给出子台分布图及相应波数响应.现列出其中的一个结果(图7).图7表明,该布局为不规则台阵,对不同方位有较一致的性能.有相对突出的主瓣,边瓣较少.(3)此方法的实际应用.在实际应用中,首先拟定建设台阵的区域并进行实际考察,然后给出限制条件,同时也可就建设台阵的目的,再加以一定的约束条件.例如,由于地形及具体条件的限制,及所建台阵对某一方位性能的特殊要求等,可减少模型参数的自由度.根据不同建模得到的波数响应图,确定最佳的台阵设计方案.上海拟建台阵运用该方法,并以当地的实际情况及建台目的(重点监视东面海域)加以约束,在生成的模型中选取最佳布局.5 结论本文着重研究了台阵布局和波数响应的关系,并以此为根据,设计了上海台阵.阐述了如何利用波数响应进行模型计算,为研究最佳台阵设计提供了可行的科学途径.研究结果表明,台阵的性能并不完全取决于规则性布局与不规则性布局;对于不规则布局台阵,只要子台间距选取恰当,也可得到较好波数响应特性和聚束效果.台阵的孔径大小与台阵波数响应的主峰大小成反比;而台阵的子台数目越多,其响应特性主峰就越尖锐.设计台阵时,还要综合考虑地震信号与噪声干扰的波长以及视速度等,选择合适的台阵参数,并在建立和确定台阵布局时,对台阵拟建区域进行地震实际观测和数据分析.参 考 文 献安艺敬一,理查兹P G .1986.定量地震学(第二卷)[M ].北京:地震出版社,59～77国家地震局科技监测司.1995.地震观测技术[M ].北京:地震出版社,220～235Anne S H.1990.Es timating azim uth and slown ess from three component and ar ray s tations [J ].Bull Seism Soc Amer ,80(6):1987～1998Harjes H P.1990.Design and siting of a new regional array in cen tral Europe.Bull Seism Soc Amer ,80(6):1801～1817M ykk eltveit S,Bungu m H.1984.Proces sing of regional seismic ev en ts using data from s mall-apertu re arrays [J].B ullSeism Soc Amer ,74(6):2313～2333To rm od K.1989.On ex ploitation of s mall-aper tu re Noress type arrays for enhanced P-w ave detectability [J].Bull SeismSoc Amer ,79(3):888～990WAVENUMBER RESPONSE OF SHANGHAI SEISMIC ARRAYTong Yuxia Zhu Yua nqing (Seismolog ical B ureau of Shangha i ,Shan ghai 200062,China )Key words :seismic ar ray;w ave number respo nse;modeling o f a r ray desig n102 地 震 学 报 23卷佟玉霞 上海市地震局工程师.1991年北京大学地球物理系地球物理专业毕业,获学士学位;2000年中国地震局地球物理研究所固体地球物理专业研究生毕业,获硕士学位;2000年至今,在中国地震局地球物理研究所攻读固体地球物理专业博士学位.曾从事地震分析预报研究、台阵数据处理方法的理论研究和“台阵数据实时处理软件系统”的独立编制工作.现从事地震台阵在地球物理学中的应用研究.内蒙古自治区地震局地球物理学会会员.钱 辉 1994年南京大学地球科学系毕业,获学士学位;1997年该系构造与地球物理专业研究生毕业,获硕士学位;2000年中国地质大学(北京)应用地球物理专业博士研究生毕业,获博士学位.2000年9月在中国地质科学院地质研究所开始博士后研究工作.主要从事天然地震数据处理方法和应用以及相应的算法程序设计等研究. 注:杨国华、吴建平、宋治平、秦嘉政、谢富仁等的简介分别见本刊:Vol.22,No.5;Vol.18,No.2;Vol.18,No.2;Vol.14,No.1;Vol.15,No.4.致 谢 审 者一年来,本刊编委及有关专家对编辑部来稿进行了严谨、负责的审稿,使本刊的学术质量得以不断提高.在此,谨向下列审者致以衷心地感谢. (以姓氏笔划为序)丁志峰 丁国瑜 丁鉴海 刁桂苓 马 瑾 毛桐恩 牛志仁 王 仁 王亚勇王吉易 王培德 王琳瑛 王文 王 王椿镛 王碧泉 车用太 车兆宏邓起东 冯 锐 冯德益 石耀霖 任振球 关华平 刘百篪 刘启元 刘建华刘 杰 刘 洋 刘福田 刘蒲雄 刘耀伟 向宏发 孙为国 安镇文 巩守文朱元清 朱日祥 朱令人 朱传镇 朱岳清 江在森 许力生 许忠淮 许绍燮李小军 李世愚 李幼铭 李延兴 李均之 李松林 李清河 阮爱国 吴庆鹏吴建平 宋俊高 张天中 张少泉 张东宁 张国民 张桂清 张 流 张培震张德齐 杜建国 汪一鹏 陆阳泉 陆远忠 陈英方 陈 勉 陈 陈晓非陈培善 陈鑫连 杨建思 周公威 周硕愚 林长佑 林传勇 林邦慧 罗奇峰罗灼礼 罗奇峰 范立础 范国华 郑治真 郑金涵 郑斯华 金 严 金 星姚 陈 姚振兴 施行觉 柏美祥 洪汉净 洪时中 胡亚元 胡毓良 赵凤新赵玉林 赵国泽 郗钦文 闻学泽 凌道盛 夏 禾 徐文耀 徐 平 徐道一徐锡伟 殷有泉 秦嘉政 聂永安 郭大庆 郭自强 郭增建 钱书清 钱家栋陶夏新 顾国华 顾浩鼎 顾瑾平 曹新来 梅世蓉 黄立人 黄忠贤 黄福明龚绍京 傅征祥 傅容珊 景利平 焦明若 琴朝智 蒋 淳 谢礼立 谢新生韩渭宾 赖锡安 詹志佳 鄢家全 蔡永恩 蔡祖煌 滕吉文 臧绍先 黎凯武 魏修成 《地震学报》编辑部Ⅱ。
三向地震波的合理选取和人工定义
荷载因子-位移曲线，PUSH与ABAQUS的比较
4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0 50 100 150 200 250 abaqus－rebar×1 abaqus－rebar×2 push－rebar×1 push－rebar×2 push－rebar×5 abaqus－rebar×5
18.2。三向地震波的合理选取
按照规范的要求，至少应该选择三条地震波进行地震时程反 应的分析，并规定了最小基底剪力。当计算的基底剪力不满 足规范要求，则应认为该地震波不合格，应重新选择分析， 直至选到合适的地震波为止。 而实际上，只有在建筑物所在地的地震波才有可能有意义。 但是大多数地区不具备这个条件，则可以用实测的人工波来 代替。目前重要建筑物的场地波都是通过实测和人工模拟产 生的，即实测人工波。
19.5。动力弹塑性分析方法
动力弹塑性分析方法的特点
将罕遇地震作用以较为真实的加速度时程方式进行输入。 考虑结构的弹塑性性质。 对结构没有过多限制其应用范围的基本假定，适用范围 广泛，可以认为是一种仿真分析方法。 多条地震波分析时，计算时间相对较长。 选取不同的地震波进行分析时，计算结果可能差别较大， 需要使用者进行合理的判断。
19.2。弹塑性分析的规范规定
《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001 《高层混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002 《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98
《建筑抗震设计规范》
3.4.3条 竖向不规则结构应（宜）进行弹塑 性变形分析 3.6.2条 弹塑性分析可以根据具体情况采用 弹塑性静力、时程、简化方法 5.5.2条 何种结构需要进行弹塑性变形验算 5.5.3条 弹塑性变形验算方法 5.5.4条 弹塑性分析的简化方法 5.5.5条 弹塑性层间位移角限值
上海佘山地震台阵远震记录的压缩感知分析
SEISMOLOGICAL AND GEOMAGNETICOBSERV ATION AND RESEARCH第41卷 第6期2020年 12月Vol.41 No. 6Dec. 2020地震地磁观测与研究doi: 10. 3969/j. issn. 1003-3246. 2020. 06. 0130 引言地震台阵是为监测微弱地震信号发展起来的地震观测系统。
上海佘山地震台阵于2001年10月通过验收并正式投入运行，是我国第一个永久性三分量宽频带台阵。
该台阵位于上海佘山地区，由16个子台组成，孔径约3 km 。
自台阵投入运行以来，存储了大量地震事件信息及噪音数据。
近年来，为了充分利用数据资料并更新台阵仪器设备，上海市地震局开展一系列措施，对佘山地震台阵进行改造，并完成新版数据处理系统软件。
数据处理系统开发人员将压缩感知算法加入其中，用以得到高分辨率的地震反方位角。
压缩感知算法并不是一个新兴的数据处理算法，该算法基于信号的稀疏性，配以合适的采样方法获取离散信号，并完整重建信号（Donoho ，2006），在地震学研究领域得到广泛应用，如：Yao 等（2011）将压缩感知方法用于日本9.0级大地震数据，提出与频率相关的破裂模型；孔丽云等（2012）将压缩感知算法用于地震信号重建；贺月等（2020）将压缩感知算法用于地震资料去噪。
本研究着重将压缩感知算法用于上海佘山地震台阵收集的远震地震数据，获得高分辨率最优反方位角和慢度，重新定位震源位置，并与传统计算方法，如：频率—波数分析、时间域波形聚束分析法得到的结果进行比较，判定该方法在远震数据处理中的有效性。
上海佘山地震台阵远震记录的压缩感知分析刘 芳1）， 2） 孙冬军1）， 2） 于海英1）， 2）1）中国上海200062上海市地震局2）中国上海200062上海佘山地球物理国家野外观测研究站摘要 将压缩感知方法应用于上海佘山地震台阵远震定位，对于该台阵记录的M S 5.5以上全球地震事件，根据震级大小、地震波走时、事件分布，筛选得到45个远震事件记录，采用分析压缩感知及传统方法，计算最优反方位角和慢度值，发现压缩感知方法在地震台阵的远震定位中表现良好；对于震相较为复杂的地震，在求取能量最大及超过最大能量95%以上的点，得到最终源信号，也就是震源位置，压缩感知方法具有更高的分辨率。
高层建筑结构时程分析的地震波输入
第 26 卷
赵伯明等： 高层建筑结构时程分析的地震波输入
1113
下的地震动峰值，在时域进行时间调整或峰值调 整，峰值调整是将地震动加速度时程各时刻的值 按一定比例放大或缩小，使其峰值加速度等于设 计地震动加速度峰值，这种调整只是针对原地震 波的幅值强度进行的，基本上保留了实际地震规范》GB 50011［1］规定： “对 于特别不规则的建筑、甲类建筑和以下所列高度 范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地 震下的补充计算”． 采用时程分析法的房屋高度 范围如下： 1） 8 度 I 类、Ⅱ类场地和 7 度地区，高 度大于 100 m 的结构； 2） 8 度Ⅲ类、Ⅳ类场地的地 区，高度大于 80 m 的结构； 3） 9 度地区，高度大于 60 m 的结构．
Abstract： The calculation results are very different if the earthquake input are different when we do the timehistory analysis of high-rise structures，so it is necessary to study seismic wave input to improve the accuracy of the results． The method of the selection of actual seismic waves for time-history analysis of high-rise structures is illustrated by examples． Meanwhile，according to the actual situation of the project，earthquake is regarded as a hypothesis with different frequencies with random phase angle of the trigonometric series of the superposition． And a brief exposition of the generated response spectrum fitting synthesis of artificial seismic wave theory and method is presented． The seismic waves are obtained to meet the requirements of time-history analysis by the methods and programming． Then，the resulting seismic waves are combined into 3 groups cases of time-history analysis by using the ETABS nonlinear finite element program，and the time-history analysis of the Pangu steel frame structure in Beijing is carried out． Two groups of earthquakes with a seismic time for 30 s and a peak ac-
不同地震波输入机制下的结构振动台模型试验
ｉ ｆ ｅ ｔ ｉｐ ｔ ｍ ｃ ａ ｉ ｄｆ ｒ ｎ ｎ ｕ ｅ ｈ ｎｓ ． 如砣 ｔ ｓ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｆ ｔ ｅ ｅ ｍｓ ｅ ｔ ｒ ｓ ｓ ｏ ｔ ａ ｉ ｈ ｌ ｓ ｂ ｄ ｏ ｋ ｗａ ｅ ｉ ｕ ｅ ｓｉｐ ｔ ｔ ｏ ｔ ｏ ｓ ｅ ｉｇ ｔｅ ｓ ｉ ｆｃｏ ， ｅ ｅ ｒ ｃ ｖ ｓ ｄａ ｎ ｕ ｈ ｕ ｎ ｉ ｒ ｏｌ ａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｗｉ ｃ ｄ ｎ ｈ ｈ
要性 的 凸 显 ， 何 选 择 结 构 基 底 合 理 的地 震 动 输 如 入口 对 于结构 的设计 非常 的重要 ． ，
（ ）先期 已完成 的 自由场 和土一 １ 结构 相互作 用体 选择 了 Ｅ ｅ ｔ ｌ ｎｒ 、ａｔ 、 Ｃ ｏ波 Ｔ ｆ 波 上海 人工 基岩 波作
震研究 的越来 越精 细化及 抗震 环节 在结 构 设计 中重 系振动 台试验 时的 台面水平输 入 ， 简称“ 基岩 波” ．
收稿 日期 ：２１ —０ 一ｉ ０１ ４ ９ 基 金 项 目 ：国家 自然 科 学 基 金重 点 项 目 （０ １ ０ １ ； 技 部 国家 重 点 实 验 室 基础 研 究 项 目 （Ｌ Ｒ Ｅ ８一Ａ一０ ） ９ ９ ５ １ ）科 ｓＤ Ｃ０ ７ 第一作者 ： 康 帅 （９ ３ ， 博 士生 ． １ ８ 一） 男， 主要研究方向为土 一结构动力相互作用 ． ． ｉ：７ ０ ２ １ １ ｏｇｉ ｄ ．ｎ Ｅ ｍａ ０ １ ０ ０ ２ ＠ｔｎ ｊ ｅ ｕ ｃ ｌ ．
文 章 编 号 ： ２ ３３４ ２ １ ）９１７ —７ ０ ５ —７ Ｘ（０ １０ —２ ３０
Ｄ Ｉ１ ．９ ９ｊｉ ｎ ０ ５ —７ ｘ ２ １ ． ９０ ４ Ｏ ：０ ３ ６ ／． ｓ． ２３３ ４ ． ０ １０ ．０ ｓ
人教版八年级物理1-3《运动的快慢》专项练习(含答案) (41)
（）
A v 甲＜v 乙；s＝1.2 米。
B v 甲＞v 乙；s＝0.6 米。
C v 甲＞v 乙；s＝1.2 米。
D v 甲＝v 乙；s＝0.6 米。
10．(2 分)甲、乙两人同时从同一起跑线出发，同向做匀速直线运动，某时刻他们的位置如 图所示，图中能正确反映两人运动距离与时间关系的是 ............................................. （ ）
D 评卷人
得分
二、填空题
11．60 360 12． 2.25 13．1680(4 分) 14．自己 40
15．变速直线匀速直线
16．4.67
17．28
18．80km/h0.5
19．(1)匀速 6 (2)1.2 (3)小于
20．210 汽车
21．6.25m/s；相对静止
22．甲 丙 乙
23．1454 140
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
评卷人 得分
一、选择题
1．C 2．A 3．C
4．C 5．C 6．ABD 解析：点拨理解匀速直线运动概念应抓住本质的两点（1）快慢不变（即速度大小不变） （2）运动路线是直线．钟表来回摆动，运动路线既不是直线，其运动快慢也时刻发生变
化，故 A 错；汽车匀速转弯，虽速度大小不变，但运动路线不是直线，故 B 不对；月亮绕 地球运动，其运动路线是圆周，也不是匀速直线运动．列车在平直轨道上匀速运动，保证
到
。
22．(3 分)甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动，它们运动的图像如图所示，由
图像可知：运动速度相同的小车是 和 ；经过 5s，跑在最前面的小车是 。
23．(3 分)暑假，小明准备去上海参观世博会，顺便去南京看外婆。他在网上搜索到了北京 至上海的一系列车次，最终决定乘座和谐号动车组 D231 次列车，该车的部分经停车站的
上海地震波-三向输入选取(说明)m
上海地区抗震设计输入地震时程说明（共8页）同济大学房结构工程与防灾研究所二〇一二年六月目录1 天然地震时程选取原则 (3)2 峰值调整 (3)3 频谱特性 (3)4 地震动持时 (3)5 人造地震动生成的方法 (3)6 目标反应谱的确定 (4)7 所选地震时程的基本信息 (4)8 地震时程反应谱与规范反应谱对比 (5)上海地区抗震设计输入地震时程说明1 天然地震时程选取原则天然地震动具有很强的随机性，随着输入地震波的不同结构的地震响应也会有很大的差异，故要保证时程分析结果的合理性，在选择地震波时必须遵循一定的原则。
一般而言，选择输入地震波时应以地震波的三要素（峰值、频谱特性、地震动持时）为主要考虑因素。
2 峰值调整地震波的峰值一定程度上反应了地震波的强度，因此要求输入结构的地震波峰值应与设防烈度要求的多遇地震或罕遇地震的峰值相当（峰值相当并非峰值相等，而是在峰值相近的情况下所选用地震波的反应谱与规范反应谱基本相符）。
3 频谱特性频谱是地面运动的频率成分及各频率的影响程度。
它与地震传播距离、区域、介质及结构所在的场地土性质有密切关系。
一般来说，在震中附近或岩石等坚硬场地土中，地震波中的短周期成分较多，在震中距较远或软弱场地土中，地震波的长期成分较多。
输入地震波的卓越周期应尽可能与拟建场地的特征周期一致，且在一定的周期段内与规范反应谱尽量接近。
对于天然地震记录而言，3个方向地震波同时都与规范反应谱很接近的条件是很难满足的，但应保证至少一个水平向地震波反应谱与规范反应谱基本吻合。
4 地震动持时地震持时也是结构破坏和倒塌的重要因素，工程实践中确定地震动持续时间的原则是：1）地震记录最强烈部分应包含在所选持续时间内，2）若对结构进行弹塑性地震反应分析（考虑累计损伤效应），持续时间可取长些。
另外，在截取地震波时尚需注意尽量在速度/位移零点处截断以尽量避免加速度积分时速度或位移的``漂移''现象。
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上海地区抗震设计输入地震时程说明（共8页）同济大学房结构工程与防灾研究所二〇一二年六月目录1 天然地震时程选取原则 (3)2 峰值调整 (3)3 频谱特性 (3)4 地震动持时 (3)5 人造地震动生成的方法 (3)6 目标反应谱的确定 (4)7 所选地震时程的基本信息 (4)8 地震时程反应谱与规范反应谱对比 (5)上海地区抗震设计输入地震时程说明1 天然地震时程选取原则天然地震动具有很强的随机性，随着输入地震波的不同结构的地震响应也会有很大的差异，故要保证时程分析结果的合理性，在选择地震波时必须遵循一定的原则。
一般而言，选择输入地震波时应以地震波的三要素（峰值、频谱特性、地震动持时）为主要考虑因素。
2 峰值调整地震波的峰值一定程度上反应了地震波的强度，因此要求输入结构的地震波峰值应与设防烈度要求的多遇地震或罕遇地震的峰值相当（峰值相当并非峰值相等，而是在峰值相近的情况下所选用地震波的反应谱与规范反应谱基本相符）。
3 频谱特性频谱是地面运动的频率成分及各频率的影响程度。
它与地震传播距离、区域、介质及结构所在的场地土性质有密切关系。
一般来说，在震中附近或岩石等坚硬场地土中，地震波中的短周期成分较多，在震中距较远或软弱场地土中，地震波的长期成分较多。
输入地震波的卓越周期应尽可能与拟建场地的特征周期一致，且在一定的周期段内与规范反应谱尽量接近。
对于天然地震记录而言，3个方向地震波同时都与规范反应谱很接近的条件是很难满足的，但应保证至少一个水平向地震波反应谱与规范反应谱基本吻合。
4 地震动持时地震持时也是结构破坏和倒塌的重要因素，工程实践中确定地震动持续时间的原则是：1）地震记录最强烈部分应包含在所选持续时间内，2）若对结构进行弹塑性地震反应分析（考虑累计损伤效应），持续时间可取长些。
另外，在截取地震波时尚需注意尽量在速度/位移零点处截断以尽量避免加速度积分时速度或位移的``漂移''现象。
5 人造地震动生成的方法工程中较为实用的人造地震动的生成方法主要有两种：一是将不同频率具有随机相位的三角波进行叠加并根据目标反应谱或功率谱进行迭代修正；二是选择满足场地条件等要求的天然地震记录，保留其相位等随机特征，然后修正其不同频段的幅值以逼近目标反应谱或功率谱。
由于三个方向地震动间的随机相关性关系很复杂，采用三角波叠加的方法生成地震波时各方向地震波的相关性难以确定，故本文采用上述第二种方法生成三维人造地震动。
人造地震动的生成过程叙述如下：1) 根据场地条件筛选合适的天然地震动（三向记录），并计算其反应谱（阻尼比取0.05）。
2) 确定目标β谱，根据目标谱与天然地震波反应谱的差异调整对应频段的幅值。
调整过程可基于傅里叶变换进行：对于周期控制点i T ，若其对应的目标谱值为,at i S ，天然波的反应谱值为,a i S ，则其对应频率点傅里叶幅值应调整为：()()()()a i i i at i S T A A S T ωω′=()i A ω为对应天然波或前次调整迭代得到的时程傅里叶谱值。
若周期控制点个数为N ，人造地震波与目标反应谱的差异可由下面的相对误差函数判定：ε=3) 根据上述方法经过若干次迭代调整后便可得到满足要求（如取5%ε≤）的人造地震动。
最终得到的地震波峰值虽可能不是1，但由于其反应谱与β谱相近，故使用时可直接乘以设防烈度要求的峰值加速度进行幅值缩放。
6目标反应谱的确定根据《建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）》及上海市《建筑抗震设计规程（DGJ08-9-2003）》的场地划分方法，上海地区位于IV 类场地上，尽管按地震危险性划分为第一组，但多遇地震及设防地震（水平向）特征周期为0.9s ，罕遇地震特征周期为1.1s 。
由此可确定地震动水平向归一化目标谱（即5%阻尼比的 β谱）为：()()0.90.9112.500.1s2.250.1,0.05= 2.2552.250.20.025510sg g g g g g T T s T TT T T T T T T T T T β+≤≤⎧⎪≤≤⎪⎪⎛⎞⎨≤≤⎜⎟⎪⎝⎠⎪⎡⎤⎪−−≤≤⎣⎦⎩"""""""""""""""""""""""""""其中，T 为结构周期，g T 为反应谱特征周期。
7所选地震波的基本信息按照上述地震波选取原则及场地条件，对于特征周期为0.9g T =s 及 1.1g T =s 的两种情况分别选取/生成7组地震动时程（5组天然波，2组人工波，总计14组）以用于对拟建场地结构动力时程分析。
所选取天然地震波数据来自于美国太平洋地震中心（PEER ）的强震数据库及日本防灾科学技术研究所KiK-net 数字强震记录系统。
按照目标反应谱并考虑上海地区场地条件筛选得到10条可直接用于拟建场地结构动力分析及4条用以生成人造地震动的天然地震记录，其相关信息见表。
表1 地震动时程的基本信息特征 周期T g编号* 来源地震 时间震级测站编号持时 （s ） 震中距 （km ） 30m 剪切波速（m/s ）0.9sNGA_1175 Kocaeli,Turkey 1999 7.51 USAK53.9 226.7 274.5 NGA_1828 Hector Mine,USA 1999 7.13 San Bernardino -Fire Sta. #9 59.0 108.0 271.4 NGA_2104Denali, USA20027.9Anchorage – New Fire Station #748.68275.9274.5 NGA_2711 Chichi, Taiwan 1999 6.02 CHY039 70.5 46.8 201.2 NGA_2723 Chichi, Taiwan 1999 7.62 CHY05963.26 86.3 191.1 NGA_760** Loma Prieta,USA19896.93Foster City -Menhaden Court30.045.4126.4HKD0850411290332** Hokkaido,Japan 2004 7.1HKD085 65.0 98.1 150.01.1sNGA_175Imperial Valley, USA19797.62El Centro Array #1239.0 17.9 196.9 NGA_1215 Chichi, Taiwan 1999 7.62 CHY058 76.0 59.8 237.6 NGA_1237 Chichi, Taiwan 1999 7.62CHY09072.33 58.4201NGA_1355Chichi, Taiwan19997.62KAU008 79.2 107.0 285.9 NGA_1382 Chichi, Taiwan 1999 7.62 KAU058 76.53 107.8 201 NGA_452** Morgan Hill 1984 6.19Foster City - APEEL 136.053.9116.4HKD0660309260450**Hokkaido, Japan2003 8.0 HKD066 70.9 226.5 116.1* “NGA”为来自PEER 数据库的记录，“HKD” 为来自KiK-net 的记录；** 用于生成人工波的天然记录；生成人工波时周期控制点共100个，在区间[2Δt;10:0s ]上呈对数均匀分布，人工波反应谱与目标谱的相对误差小于5%。
每组地震波均根据目标 β 谱进行了归一化处理，即()()at a t γ= 其中， γ 为归一化系数，可取为残差函数 ()()()21E Na i at i i S T S T γγ==−⎡⎤⎣⎦∑ 取最小值时对应的γ 值。
在使用这些地震波进行时程分析时，直接乘以相应设防水准的加速度峰值即可得到所需的地震动时程。
各组地震波方向与文件名标识对应关系如表2、3所示。
8 地震波反应谱与规范反应谱对比所选用地震波名称与数据库中文件名称对照见表2、3所示。
所选用地震波的加速度反应谱与规范反应谱的对比图、各组地震波的时频曲线详见附录文件。
其中有些竖向时程曲线的反应谱在长周期部分谱值特别大，这对于竖向输入可能影响并不大，结构的竖向振动频率范围大多在高频段，在作竖向地震反应输入时对这些时程可作有选择的参考使用。
表2 三向输入地震时程（特征周期0.9s，时间间隔0.02s）序号及方向时程名称原时程名称说明1 1x AWX0.9-1 AW-HKD0850411290332EW.020人工时程1y AWY0.9-1AW-HKD0850411290332NS.0201z AWZ0.9-1 AW-HKD0850411290332UD.0202 2x AWX0.9-2 AW-NGA_760LOMAP.MEN_FN.acc.020人工时程2y AWY0.9-2AW-NGA_760LOMAP.MEN_FP.acc.0202z AWZ0.9-2 AW-NGA_vert760_LOMAP.MEN-UP.AT20.0203 3x NRX0.9-3 NGA_K_FN.acc.020地震记录3y NRY0.9-3NGA_K_FP.acc.0203z NRZ0.9-3 NGA_vert1175_K-UP.AT20.0204 4x NRX0.9-4 NGA_1828HECTOR.0688c_FP.acc.020地震记录4y NRY0.9-4NGA_1828HECTOR.0688c_FN.acc.0204z NRZ0.9-4 NGA_vert1828_HECTOR.0688b-UP.AT20.0205 5x NRX0.9-5 NGA_2104DENALI.1734_FN.acc.020地震记录5y NRY0.9-5NGA_2104DENALI.1734_FP.acc.0205z NRZ0.9-5 NGA_vert2104_DENALI.1734-UP.AT20.0206 6x NRX0.9-6 NGA_2711CHICHI04.CHY039_FN.acc.020地震记录6y NRY0.9-6NGA_2711CHICHI04.CHY039_FP.acc.0206z NRZ0.9-6 NGA_vert2711_CHICHI04.CHY039_V.AT20.0207 7x NRX0.9-7 NGA_2723CHICHI04.CHY059_FN.acc.020地震记录7y NRY0.9-7NGA_2723CHICHI04.CHY059_FP.acc.0207z NRZ0.9-7 NGA_vert2723_CHICHI04.CHY059_V.AT20.020表2 三向输入地震时程（特征周期1.1s，时间间隔0.02s）序号及方向时程名称原时程名称说明1 1x AWX1.1-1 AW-HKD0660309260450EW.020 人工时程1y AWY1.1-1 AW-HKD0660309260450NS.020 人工时程1z AWZ1.1-1 AW-HKD0660309260450UD.020 人工时程2 2x AWX1.1-2 AW-NGA_452MORGAN.A01_FN 人工时程2y AWY1.1-2 AW-NGA_452MORGAN.A01_FP 人工时程2z AWZ1.1-2 AW-NGA_vert452_MORGAN.A01-UP.AT20.020 人工时程3 3x NRX1.1-3 NGA_175IMPV ALL.H-E12_FN.acc.020 地震记录3y NRY1.1-3 NGA_175IMPV ALL.H-E12_FP.acc.020 地震记录3z NRZ1.1-3 NGA_vert175_IMPV ALL.H-E12-UP.AT20.020 地震记录4 4x NRX1.1-4 NGA_1215CHICHI.CHY058_FN.acc.020 地震记录4y NRY1.1-4 NGA_1215CHICHI.CHY058_FP.acc.020 地震记录4z NRZ1.1-4 NGA_ vert 1215_CHICHI.CHY058-V.AT20.020 地震记录5 5x NRX1.1-5 NGA_1237CHICHI.CHY090_FN.acc.020 地震记录5y NRY1.1-5 NGA_1237CHICHI.CHY090_FP.acc.020 地震记录5z NRZ1.1-5 NGA_ vert 1237_CHICHI.CHY090-V.AT20.020 地震记录6 6x NRX1.1-6 NGA_1355CHICHI.KAU008_FN.acc.020 地震记录6y NRY1.1-6 NGA_1355CHICHI.KAU008_FP.acc.020 地震记录6z NRZ1.1-6 NGA_vert1355_CHICHI.KAU008-V.AT20.020 地震记录7 7x NRX1.1-7 NGA_1382CHICHI.KAU058_FN.acc.020 地震记录7y NRY1.1-7 NGA_1382CHICHI.KAU058_FP.acc.020 地震记录7z NRZ1.1-7 NGA_vert1382_CHICHI.KAU058-V.AT20.020 地震记录9 附录(地震记录、相应反应谱曲线)参考文献[1] 胡聿贤. 地震工程学. 地震出版社, 2006.[2] 中华人民共和国建设部. 建筑抗震设计规范, 2010.[3] 上海市建设和管理委员会. 建筑抗震设计规程, 2003.[4] 罗开海, 杨小卫. 竖向地震反应谱的研究与应用进展. 第八届全国地震工程学术会议论文集(I), 重庆, 2010.[5] 王伟, 周正华, 林淋. 竖向地震动反应谱. 第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集, 南京, 2007.[6] Users manual for the peer ground motion database web application. Technical report,Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER), 2011.[7] National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention. Digital strongmotionseismograph network. http://www.kik.bosai.go.jp/kik/index_en.shtml.。