汶川地震中一扭转现象的机理分析与转动地震动研究

通过地震动转动分量的分析与合成、振动台模拟试验和曲径桥非一致激励下的地震反应分析三个方面，研究汶川地震中江油石雕的扭转破坏现象的机理和主要影响因素。课题通过研究汶川地震近场的地震波频散现象，统计得到适合本地特征的频散曲线，利用汶川地震和近年发生的几次大震记录，估计地震动转动分量，研究转动分量的反应谱与时频特征、影响因素及其随震中距变化规律；通过振动台试验验证在双向水平地震动作用下非对称结构的扭转反应，这也是平动生成转动的试验研究，同时讨论水平地震动输入角度对非对称结构扭转的影响，并研究转动地震动分量的测试方法；研究多点双向一致激励和非一致激励下曲径桥的地震反应，研究这一响应对石雕扭转的影响，并将该一研究引申到研究大型曲线高架在双向非一致激励下的地震响应及其对上部构件的扭转影响。课题研究成果，可为结构抗震设计中对转动问题的处理提供有益参考。

本课题利用汶川地震主震加速度记录，计算和估计汶川地震的近场地面转动分量，系统研究了地震动转动分量的计算方法；研究了汶川地震的转动反应谱特征及转动分量随震中距的衰减关系；通过有限元分析软件研究了地震动转动分量对对称结构、非对称结构及高耸结构的影响，结果表明了转动分量在结构动力分析中的重要性；重点研究了汶川地震中江油曲径桥的扭转作用，利用振动台进行非对称石雕模型在汶川地震江油双向水平地震记录作用下的扭转模拟试验，验证汶川地震中石雕产生的扭转效应；此外，还研究了归一化的时-频反应谱及结构的损伤曲线，扩宽了反应谱理论和结构抗震设计的范围；提出加权的地震动衰减关系回归两步法，结合汶川地震的资料提出“映射圆”和多圆组合的地震动衰减关系模型，结果表明断层在大震中对地震动的影响是不可忽视的。