饱和层状沉积河谷非线性随机地震响应与空间多点地震动模拟研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51908401
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0810.工程防灾
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

In view of the significant influence of sedimentary valleys on earthquake ground motion and the non-linearity of sedimentary soils under strong earthquakes, and a large number of towns and important engineering structures (dams, bridges, etc.) at home and abroad are located in the valley site, it is necessary to scientifically reveal the sedimentary valley non-linear amplification effect and its internal spatial variation of ground motion characteristics. To this end, the basic law of sedimentary valley nonlinear seismic response by random wave analysis is researched in the project for non-linear random seismic response of saturated layered alluvial valleys, by considering the seismic wave scattering effect, coherent effect and traveling wave effect and using the coupling method of finite element method with indirect boundary integral equation of saturated two-phase media, equivalent linear method with frequency correlation and Monte Carlo method. Base on a large number of parameter analysis, the effect of geometry and material properties randomness on the valley vibration amplification and internal spatial variation are revealed. A reasonable and reliable spatial correlation multi-point ground motion simulation method is studied by considering the site nonlinearity, scattering effect, coherence effect and traveling wave effect. The project can provide reliable ground motion parameters for seismic fortification of large-scale engineering structure in complex valley and scientific basis for seismic zoning and seismic safety evaluation. The work has important scientific significance and significant social value.
鉴于沉积河谷对地震动的显著影响且沉积土在强震作用下非线性不容忽视,而国内外有大量城镇及重要工程结构(大坝、桥梁等)位于河谷场地之中,因此亟需对沉积河谷非线性地震动放大效应及其内部地震动空间变化特征予以科学揭示。项目针对饱和层状沉积河谷非线性随机地震响应,采用饱和两相介质有限元-间接边界积分方程耦合法、频率相关的等效线性化法及蒙特卡罗方法,从随机波动角度研究饱和层状沉积河谷非线性地震响应基本规律;通过大量参数分析,揭示河谷几何及材料特性随机性对河谷非线性地震动放大效应的影响规律和沉积内部地震动空间变化特征;综合考虑场地非线性、地震波散射效应、相干效应及行波效应,研究一种合理可靠的空间相关多点地震动模拟方法。项目可为实际复杂河谷场地大型工程结构抗震设防提供可靠的地震动参数,为地震小区划、地震安全性评价等工作提供科学依据,具有重要科学意义。

结项摘要

国内外有大量城镇及重要工程结构(大坝、桥梁等)位于沉积河谷场地之中,而河谷对地震动具有显著影响且沉积土的饱和特性和在强震作用下的非线性不容忽视。为科学评估沉积河谷非线性地震动放大效应和揭示其内部地震动空间变化特征,系统开展了饱和沉积河谷非线性随机地震响应研究。结合Biot饱和理论和有限元-间接边界元(FEM-IBEM)耦合方法,实现饱和沉积河谷非线性动力响应计算;针对复杂场地多点地震动构造难题,结合合理的相干函数和谱密度函数,基于谱表示法提出一种非线性沉积河谷空间相关多点地震动模拟方法并进行验证。利用蒙特卡罗方法随机模拟产生饱和沉积河谷介质样本和断面形状样本,计算在随机输入下不同样本情况河谷地震响应;通过对大量随机结果的统计分析,揭示了饱和沉积河谷介质随机性和断面形状随机性对河谷地震动放大效应的影响规律。进行了随机边界下的饱和沉积河谷场地的地震动模拟,将计算反应谱与设计反应谱对比,验证了模拟方法的准确性和有效性;综合利用计算反应谱的谱值、平台值和特征周期,研究了考虑边界随机性的沉积谷地模拟地震动影响。发展了一种考虑场地条件的反应谱估计插值方法。研究成果可为复杂场地空间多点地震动模拟提供新的思路和方法,为沉积河谷区域地震区划、城市规划、建筑抗震设防及安全评估等提供理论依据。项目迄今已发表重要期刊论文5篇,其中SCI检索4篇,EI检索1篇。培养硕士生3名。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Wave Scattering by Crack Under Shock P-Wave in an Elastic Half-Space
弹性半空间中冲击纵波下裂纹引起的波散射
  • DOI:
    10.1007/s42417-021-00385-9
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    Journal of Vibration Engineering & Technologies
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Hai Zhang;Tianyu Zhao;Dai Wang;Qiang Pei;Ying Xu;Hui Tian
  • 通讯作者:
    Hui Tian
Simulation of the spatially correlated multiple-station earthquake ground motions of the coupled alluvial valley-hill terrain
冲积谷丘耦合地形的空间相关多站地震地面运动模拟
  • DOI:
    10.1016/j.enganabound.2020.05.004
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ENGINEERING ANALYSIS WITH BOUNDARY ELEMENTS
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    He Ying;Liu Zhongxian;Yu Qin;Wang Hailiang
  • 通讯作者:
    Wang Hailiang
Simulation of Spatially Correlated Multipoint Ground Motions in a Saturated Alluvial Valley
饱和冲积谷中空间相关的多点地面运动模拟
  • DOI:
    10.1155/2021/7056096
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    Shock and Vibration
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    He Ying;Chen Xueling;Liu Zhongxian;Yang Dejian;Zhang Hai
  • 通讯作者:
    Zhang Hai
考虑沉积河谷非线性放大效应的空间相关多点地震动模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何颖;丁晓凡;刘中宪;杨德健;王岱
  • 通讯作者:
    王岱

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其他文献

地震SV波斜入射下沉管隧道的地震响应分析
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1000-0844.2017.04.0600
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    地震工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周晓洁;张越宇;何颖;刘中宪
  • 通讯作者:
    刘中宪
Rayleigh波入射下相邻山体地震响应边界元法模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    世界地震工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张雪;刘中宪;何颖
  • 通讯作者:
    何颖
不同参数对低频诊断超声联合微泡下肝血管通透性影响的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国超声医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王龚;卓忠雄;何芬;何颖;谭伟华
  • 通讯作者:
    谭伟华
富氢液对神经病理性痛大鼠脊髓神经细胞自噬的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华麻醉学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王慧星;史可梅;陈红光;陈亚军;何颖;王小波;于泳浩
  • 通讯作者:
    于泳浩
基于粘性- 滑移界面接触模型半空间隧道衬砌对平面P波的散射
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    世界地震工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁清华;刘中宪;周晓洁;何颖
  • 通讯作者:
    何颖

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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