传递函数在地下工程地震响应研究中的应用

›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (8): 2253-2258.

传递函数在地下工程地震响应研究中的应用

盛谦¹，崔臻¹，刘加进²，冷先伦¹

1. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071；2. 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，杭州 310014

收稿日期:2011-03-04 出版日期:2012-08-10 发布日期:2012-08-13
作者简介:盛谦，男，1962年生，博士，研究员，博士生导师，主要从事岩石力学与工程方面的研究工作
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(No. 51009131，No. 51009130)；国家重点基础研究发展计划(973)项目(No. 2010CB732001)

Application study of transfer function for seismic response analysis of underground engineering

SHENG Qian¹，CUI Zhen¹，LIU Jia-jin²，LENG Xian-lun¹

1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 2. HydroChina Huadong Engineering Corporation, Hangzhou 310014, China

Received:2011-03-04 Online:2012-08-10 Published:2012-08-13

摘要/Abstract

摘要： 将传递函数引入地下工程地震响应的研究，提出利用传递函数进行地下工程地震响应的频谱特性分析、地震响应时频估算以及地震动输入频谱修正的3种应用方法。基于白鹤滩水电站13#机组剖面地下洞室群，对这3种方法进行了探讨及检验。结果表明：传递函数可清晰表达地下工程在地震动作用下的输入、输出关系，描述洞室群各部位的动力特性，且与其他频谱特性研究方法得出的结论相一致。在自下而上的地震剪切波作用下，洞室底板部位的响应整体强于顶拱部位，且具有不同的主频段；但在3～4 Hz频段，顶拱的动力响应强于底板。采用有限带宽随机白噪声算得洞室群各部位的传递函数，再根据传递函数进行实际地震响应时频估算的方法是可行的，估算与验算结果吻合良好，该方法可以大幅度减少计算量，使得根据有限的计算结果把握特定工程的整体动力响应特征成为可能。根据已有研究成果，取洞室底部或河谷水面为地震响应的频谱控制点，基于传递函数对输入地震动时程进行频谱修正，可保证地下工程动力响应地震动输入机制的合理性

关键词: 地下工程地震响应, 传递函数, 频谱特性, 时频估算, 频谱修正

Abstract: Based on transfer function, the three procedures of spectral characteristics analysis, seismic response time-frequency estimation, and the spectral correction for input ground motion are proposed. Discussion and verification for these procedures are made based on the seismic analysis of Baihetan hydropower station underground power houses. The results indicate that the seismic input-output relation for underground engineering can be clearly expressed by transfer function. The results are well consistent with the conclusion made by the other methods. Generally the response of floor may be stronger than that of crown, and may contain different main frequency bands. However the response of floor is smaller than that of crown in the band of 3-4 Hz. The method of seismic response time-frequency estimation made with transfer function and based on white noise calculation is feasible. It is believed that this procedure can greatly reduce the time-consuming computation, and makes it possible to grasp the main seismic response characteristics of target project with limited amount of computation. Moreover, the correction of spectral characteristics for the input ground motion to correspond with the spectral reference points of carven bottom or the water level of valley can guarantee the reasonable mechanism of the input ground motion.

Key words: seismic response of underground engineering, transfer function, spectral characteristics, time-frequency estimation, spectral correction

中图分类号:

TU 435

盛谦，崔臻，刘加进，冷先伦 . 传递函数在地下工程地震响应研究中的应用[J]. , 2012, 33(8): 2253-2258.

SHENG Qian ，CUI Zhen ，LIU Jia-jin ，LENG Xian-lun . Application study of transfer function for seismic response analysis of underground engineering[J]. , 2012, 33(8): 2253-2258.

参考文献

相关文章 15

[1]	武志信, 吴红刚, 赖天文, 李玉瑞, 牌立芳, . 微型桩加固土质边坡的动土压力响应及其频谱特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3909-3919.
[2]	黄明，张冰淇，陈福全，许德祥,. 基于扰动状态概念的桩–土相互作用的新荷载渐进性传递模型[J]. , 2017, 38(S1): 167-172.
[3]	范刚，张建经，付晓, . 含软弱夹层顺层岩质边坡传递函数及其应用研究[J]. , 2017, 38(4): 1052-1059.
[4]	范刚，张建经，付晓，汪明元，. 传递函数在场地振动台模型试验中的应用研究[J]. , 2016, 37(10): 2869-2876.
[5]	薛凤忠，田娇，王昭空，蔡永昌，. 考虑桩-岩接触面流变的桩岩联合受力性能研究[J]. , 2014, 35(5): 1438-1444.
[6]	张文超，苏谦，刘亭，刘宝，孙文,. 基床翻浆条件下无砟轨道路基振动特性研究[J]. , 2014, 35(12): 3556-3562.
[7]	陈龙伟，袁晓铭，李雨润，. 水平土层特性变异性对传递函数影响分析初探[J]. , 2013, 34(S2): 363-367.
[8]	林鹏，李术才，张乾青，李利平，张骞，许振浩，孙超群 . 基于荷载传递法的单桩非线性受力性状分析软件开发及其应用[J]. , 2013, 34(S2): 375-382.
[9]	崔臻，盛谦，宋艳华，魏倩 . 地下洞室群随机地震响应研究中传递函数的应用探讨[J]. , 2012, 33(12): 3760-3766.
[10]	蒋良潍，姚令侃，吴伟，徐光兴. 传递函数分析在边坡振动台模型试验的应用探讨[J]. , 2010, 31(5): 1368-1374.
[11]	崔臻，盛谦，刘加进，冷先伦. 基于小波包的地下洞室群地震响应及其频谱特性研究[J]. , 2010, 31(12): 3901-3906.
[12]	张玉敏，盛谦，朱泽奇，张占荣. 深度衰减效应对大型地下洞室群强震响应的影响分析[J]. , 2010, 31(10): 3197-3202.
[13]	梅国雄，宰金珉，宋林辉，徐美娟，. 岩土工程半解析半数值方法若干进展[J]. , 2007, 28(S1): 333-337.
[14]	王传文，梅国雄，宋林辉，宰金珉. 广义荷载传递函数及其应用[J]. , 2007, 28(6): 1217-1220.
[15]	余闯，刘松玉. 考虑桩侧土软化的单桩性状计算分析[J]. , 2005, 26(S1): 133-136.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed