日志
速度脉冲的定义
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天气: 晴朗
心情: 高兴
速度脉冲形成机理在近场区,发震断层在破裂过程中是以接近场地剪切波速的速度释放出板块内部积聚的巨大能量。由于错动是瞬时发生的,能量是在瞬间得以释放,因此,在台站的观测记录的初始段引起了一个单一的脉冲波形,反映在时程上就表现为明显的脉冲运动,脉冲运动反映了断层地震辐射的累积效应。由于破裂的传播过程在各个方向上并不是等速发生的,断层的剪切错位的导致垂直断层方向上的峰值速度明显大于断层平行方向,即在断层垂直方向上释放的能量要大的多,因此,一般在垂直断层方向的观测记录上存在速度脉冲效应。地震发生时,观测台站所处的位置对速度脉冲效应的大小有很大的影响,在满足以下条件时,前破裂方向性效应将出现:
①破裂传播指向场地;
②断层滑动方向和场地在一条直线上。
前方向性效应产生的条件多见于走滑断层,一般走滑断层的破裂是沿着断层单向或双向滑动,且断层滑动方向是水平的,前方向性效应的条件在逆断层和正断层中也可满足。但是,并非所有地震的观测记录中均出现前方向性效应,由于台站所处位置的不同,在破裂传播方向远离场地过程中将引起观测记录的后方向性效应,其效应与前方向性相反:表现为长持时、低幅值现象。
时程曲线的特征
从前方向性的发生条件来看,近场地震观测记录的加速度和速度峰值应该明显偏大。这一点在1994 年Northridge和1995 年Kobe 地震中得到验证,在这些地震中,记录到的峰值地面速度达到175 cmPs ,速度脉冲持时一般在1～2 s之间,甚至部分记录的持时6 s以上,接近于桥梁和中等建筑结构的自振周期,从震害调查也证明其巨大的破坏性。
1992 年Landers 地震中在Lucerne和Joshua Tree 两个台站的观测记录,可以看出位于地震前方向上的近场记录的速度脉冲效应明显,脉冲的峰值和持时都明显大于后方向上的记录。
反应谱特征
目前各国的抗震规范仍是基于反应谱的抗震设计方法,具有前方向性近场地震动速度脉冲效应对反应谱的影响主要表现在反应谱长周期段幅值的增大效应,特别是对周期大于0. 5 s后的反应谱谱值影响较大,引起加速度反应谱的峰值向长周期漂移,速度反应谱出现一个或多个卓越峰值,使反应谱的形状“变胖” ,在一定程度上可以将速度反应谱看成了地震能量大小的一种度量,反应谱“变胖”则说明速度脉冲效应的潜在破坏性更大,这势必引起结构延性需求的增大。同时,也应该认识到,虽然可以从反应谱近似的定性分析速度脉冲效应的潜在破坏性,但随着研究的深入,反应谱方法不足以定量地反映这种简单的脉冲型近场地震动的抗震需求,需要对反应谱在时域内进行改进来反映具有简化脉冲近断层地震动,体现结构的动力响应与脉冲参数(峰
值和持时) 之间的内在规律(Somerville ,1998) 。
摘自李新乐的《近场地震速度脉冲效应及模拟模型的研究》
