检索结果-内蒙古大学图书馆

应用基础与工程科学学报 2025年第2期33卷 338-348页

作者：李山有谢博楠卢建旗谢志南李伟陈欣中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室地震灾害防治应急管理部重点实验室

约1/2以上的强震动观测数据面临信号丢头的问题.如何在海量记录中自动剔除丢头的地震记录是地震P波参数相关算法研究的重要需求.基于极限梯度提升树(XGBoost)方法，建立了丢头地震动记录的自动识别模型.采用日本K-NET台网记录的970次地... 详细信息

约1/2以上的强震动观测数据面临信号丢头的问题.如何在海量记录中自动剔除丢头的地震记录是地震P波参数相关算法研究的重要需求.基于极限梯度提升树(XGBoost)方法，建立了丢头地震动记录的自动识别模型.采用日本K-NET台网记录的970次地震的83 825条竖向分量加速度记录作为XGBoost模型的训练/测试数据集.该模型对正样本(未丢头记录)的识别成功率为92.07%,对负样本(丢头记录)的识别成功率为98.93%.在相同测试数据集下与基于Fisher线性分辨的传统模型相比，XGBoost模型不仅极大地提高了正样本的识别成功率，同时也保证了负样本较高的识别成功率.结果表明，该模型对(未)丢头地震记录有很高的识别精度，当需要从海量强震动观测数据中自动提取P波参数时，可以运用该模型自动剔除丢头地震记录，以避免丢头地震记录对数据质量造成污染.

关键词：海量地震数据丢头地震记录 XGBoost 集成学习地震P波数据清洗

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断裂带场地波速变异区地震动相干性研究

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工程力学 2025年第3期42卷 217-227页

作者：胡进军汤超丁祎天中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

相干函数常用于表示邻近场点地震动的相似性,可用于分析多支撑结构和长大结构地震响应,场地条件对地震动相干性有很大影响。该文基于跨程海断裂带密集台阵不同波速场地的地震动记录,分析了场地平均剪切波速和变异系数以及震中距三个参... 详细信息

相干函数常用于表示邻近场点地震动的相似性,可用于分析多支撑结构和长大结构地震响应,场地条件对地震动相干性有很大影响。该文基于跨程海断裂带密集台阵不同波速场地的地震动记录,分析了场地平均剪切波速和变异系数以及震中距三个参数对迟滞相干性衰减的影响。根据场地剪切波速进行区域划分,分析了区域内和区域间迟滞相干性变化规律;根据震中距分组研究了不同距离分组下迟滞相干性的衰减规律。研究表明:场地平均剪切波速和场地变异系数对相干性衰减都有影响,平均剪切波速越大,相干性越大;变异系数越大,相干性衰减越快。地震动在不同剪切波速的区域间传播时,区域间剪切波速差异越大,相干性越小。震中距对相干性变化有影响,随着震中距增大,低频时相干性增大,高频时减小;这种影随着震中距增大逐渐减弱,会出现“饱和”现象。最终通过对常用相干函数模型拟合分析,更新了模型参数,结果可为考虑场地变异性的相干函数模型提供参考。

关键词：迟滞相干性程海断裂带剪切波速场地变异系数密集台阵

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基于机器学习的极震区烈度快速预测方法

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振动与冲击 2025年第2期44卷 235-244页

作者：王茂岑张令心钟江荣张云霞张鹏中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室哈尔滨150080 应急管理部国家减灾中心北京100124

极震区烈度的快速准确评估对于震后的应急响应至关重要。针对现有的极震区烈度预测精度差的问题,首先,整理了1949年—2021年的406次震级大于5.0且极震区烈度大于Ⅴ度的历史震例;然后,基于输入参数可在震后快速易于获取的原则,选择震级... 详细信息

极震区烈度的快速准确评估对于震后的应急响应至关重要。针对现有的极震区烈度预测精度差的问题,首先,整理了1949年—2021年的406次震级大于5.0且极震区烈度大于Ⅴ度的历史震例;然后,基于输入参数可在震后快速易于获取的原则,选择震级和震源深度作为输入参数,分别建立了基于随机森林、k近邻、逻辑回归以及决策树4种机器学习模型的极震区烈度快速预测方法;最后,对这几种方法的性能进行比较,并与已有的统计回归方法进行对比。结果显示:基于随机森林模型的预测方法性能更好,预测的准确率也很高;与仅选用震级作为输入参数的预测方法相比,该方法的准确率得到了较大提高;与现有的统计回归方法相比,该方法在准确率上有明显优越性。

关键词：震级震源深度极震区烈度机器学习快速预测方法

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液化场地高层建筑桩筏基础动力响应试验研究

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岩石力学与工程学报 2025年第4期44卷 1013-1025页

作者：李雨润邵鼎松李赫王永志河北工业大学土木与交通学院天津300401 中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为探究强震作用下可液化饱和砂土场地中高层建筑桩筏基础的动力响应规律,设计并制作饱和砂土场地–桩筏基础–高层建筑结构体系缩尺模型,利用离心机振动台试验设备,开展不同地震动强度下的动力响应试验。重点分析土层加速度响应、超孔... 详细信息

为探究强震作用下可液化饱和砂土场地中高层建筑桩筏基础的动力响应规律,设计并制作饱和砂土场地–桩筏基础–高层建筑结构体系缩尺模型,利用离心机振动台试验设备,开展不同地震动强度下的动力响应试验。重点分析土层加速度响应、超孔压比变化、高层建筑结构的动力响应特性及桩筏基础的动力响应规律,探讨场地液化与高层建筑桩筏基础体系动力响应之间的关系。结果表明:高层建筑桩筏基础结构增加了地基液化深度,且群桩间土体的孔压消散缓慢;加速度反应谱幅值随土层深度增加而减小;小震下筏板加速度承放大趋势,强震下筏板的加速度响应先放大后减小;随着地震波峰值加速度增大,桩身最大弯矩逐渐下移,中桩桩顶弯矩较大,但角桩、边桩和中桩的弯矩最大值出现在砂土层分界处;地基液化为上部建筑结构带来一定的减震效果。

关键词：基础工程砂土液化桩筏基础高层建筑离心机振动台试验动力响应

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基于物理驱动支持向量机方法的地震作用下结构动力响应求解

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振动与冲击 2025年第3期44卷 284-290页

作者：杜轲吴文贤林志鹏骆欢中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室哈尔滨150080 三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌443002

物理驱动机器学习是一种将物理原理融入机器学习框架的前沿方法。通过引入物理知识,该方法旨在使模型更为贴合实际世界的物理规律和约束,以提高模型在学习过程中对数据本质特征的准确捕捉。该研究使用了一种以支持向量机为基础的物理驱... 详细信息

物理驱动机器学习是一种将物理原理融入机器学习框架的前沿方法。通过引入物理知识,该方法旨在使模型更为贴合实际世界的物理规律和约束,以提高模型在学习过程中对数据本质特征的准确捕捉。该研究使用了一种以支持向量机为基础的物理驱动方法,用于精确计算结构的动力响应。该算法通过最小化多输出最小二乘支持向量机的目标函数,实现了对回归模型参数的精准拟合。同时,通过在特征空间中引入系统动态平衡方程和初始条件的物理约束,无需事先训练数据即可有效计算结构的动力响应。随后开展在地震动荷载作用下的单自由度体系和二层剪切框架多自由度体系的动力响应,并将所用方法与传统方法的结果进行了对比。分析结果表明,提出的物理驱动机器学习方法在精度和大时间步长性能方面均显著优于传统方法。

关键词：机器学习支持向量机物理驱动无标记数据结构动力响应分析

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模块式面板GRS桥台动力响应振动台模型试验

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应用基础与工程科学学报 2025年第2期33卷 490-500页

作者：蔡晓光李鑫鑫李思汉黄鑫徐洪路张少秋防灾科技学院地质工程学院廊坊市加筋土结构研发与应用重点实验室河北省地震灾害防御与风险评价重点实验室中国地震灾害防御中心中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室

模块式面板土工合成加筋土(Geosynthetic Reinforced Soil, GRS)桥台因其施工简单、造价经济、维护成本低和环保等优点而得到广泛应用.基于半比例尺大型振动台模型试验，研究了地震作用下模块式GRS桥台的动力响应，得到了桥台墙面板水... 详细信息

模块式面板土工合成加筋土(Geosynthetic Reinforced Soil, GRS)桥台因其施工简单、造价经济、维护成本低和环保等优点而得到广泛应用.基于半比例尺大型振动台模型试验，研究了地震作用下模块式GRS桥台的动力响应，得到了桥台墙面板水平位移、顶部沉降、固有频率和阻尼比变化规律以及加速度放大分布规律.研究结果表明：墙面板位移值均随峰值加速度的增加逐渐增大，最大位移发生在顶部，墙面板的位移模式以转动为主；输入0.4g WL波时，桥座后方加筋区与非加筋区的沉降达到峰值，分别为2.03mm和5.24mm,小于FHWA规范中1%H的沉降要求；模型在不同振动阶段的固有频率在14.31～14.83Hz,阻尼比整体呈降低趋势；根据实测结果提出了适合模块式GRS桥台的加速度放大系数分布公式.

关键词： GRS桥台振动台试验水平位移及沉降时域识别方法加速度响应

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基于XGBoost的现地PGV预测模型

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地球科学 2025年

作者：卢建旗王雨佳李山有谢志南马强陶冬旺中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室地震灾害防治应急管理部重点实验室

地震动峰值速度（Peak Ground Velocity， PGV）是常用于衡量地震动对建筑结构破坏潜力的参数之一，实时预测PGV大小是重大工程地震紧急处置中的关键技术。为进一步提升PGV预测准确性，本文提出一种基于极限梯度提升树（Extream Gradien... 详细信息

地震动峰值速度（Peak Ground Velocity， PGV）是常用于衡量地震动对建筑结构破坏潜力的参数之一，实时预测PGV大小是重大工程地震紧急处置中的关键技术。为进一步提升PGV预测准确性，本文提出一种基于极限梯度提升树（Extream Gradient Boosting， XGBoost）的现地PGV预测模型。该模型以台站观测到的P波前3 s的峰值加速度（Pa）、峰值速度（Pv）、峰值位移（Pd）、累计绝对速度（CAV）及卓越周期（Tpd）5种特征参数为输入，以该台站观测到的PGV为预测目标。选取日本K-NET台网记录的102次地震的6918组加速度记录进行模型训练，89次地震的3430组加速度记录测试模型的泛化能力。结果表明，相同数据集下，对比基于Pd的PGV预测模型和基于支持向量机的PGV预测模型，基于XGBoost的PGV预测模型的预测值与实测值更趋近1:1比例关系，且预测误差标准差更小，预测残差均值更接近0，且在中国的实际地震震例上的运行结果良好。基于XGBoost的PGV预测模型可用于现地地震预警地震动峰值的预测。

关键词：地震预警现地预警极限梯度提升树机器学习地震动峰值速度

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横系梁对梁式桥双柱墩抗震性能的影响

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自然灾害学报 2025年第2期34卷 198-208页

作者：王立佳刘金龙林均岐中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

双柱式桥墩是梁式桥中常见的下部结构,在地震中经常受损。为了提高双柱墩的横桥向稳定性,通常在墩柱之间设置横系梁。文中以云南漾濞金星桥为原型,设计了4个具有不同横系梁的桥梁模型,进行了缩尺模型振动台试验,并使用OpenSees建立了有... 详细信息

双柱式桥墩是梁式桥中常见的下部结构,在地震中经常受损。为了提高双柱墩的横桥向稳定性,通常在墩柱之间设置横系梁。文中以云南漾濞金星桥为原型,设计了4个具有不同横系梁的桥梁模型,进行了缩尺模型振动台试验,并使用OpenSees建立了有限元模型来重现试验结果。通过试验结果和对有限元模型进行增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA),研究了有无横系梁、横系梁与墩柱抗弯刚度比(K_(系)/K_(墩))和横系梁配筋率(ρ)变化对梁式桥双柱墩抗震性能的影响。研究结果表明,横系梁可以提高梁式桥双柱墩的抗震性能,横系梁K_(系)/K_(墩)或ρ的适当增加,有助于减小墩底曲率延性比、墩顶位移、墩顶弯矩和墩底的弯矩。然而,K_(系)/K_(墩)或ρ过高会导致墩柱先于横系梁破坏,削弱横系梁的抗震作用。综合分析后,给出了横系梁K_(系)/K_(墩)的建议范围为0.3~0.6,配筋率的建议取值范围为0.6%~0.9%,为梁式桥双柱墩的抗震设计提供了重要的参考依据。

关键词：横系梁梁式桥双柱墩振动台试验增量动力分析法抗震性能

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低载荷下PTFE-不锈钢摩擦特性及力学模型研究

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工程科学与技术 2025年第3期 42-50页

作者：赵守江戴君武故宫博物院中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室

在滑移隔震支座中，聚四氟乙烯（PTFE）和不锈钢所构成的摩擦副应用广泛，其摩擦特性是影响支座隔震效果的关键因素之一。为研究其在低载荷条件下的摩擦特性，通过滑动摩擦试验考察静摩擦系数和动摩擦系数随载荷变化的规律，以及动摩擦... 详细信息

在滑移隔震支座中，聚四氟乙烯（PTFE）和不锈钢所构成的摩擦副应用广泛，其摩擦特性是影响支座隔震效果的关键因素之一。为研究其在低载荷条件下的摩擦特性，通过滑动摩擦试验考察静摩擦系数和动摩擦系数随载荷变化的规律，以及动摩擦系数与速度的相互关系。建立PTFE-不锈钢的摩擦力模型，并结合振动试验和数值分析对该模型的准确性进行验证。此外，对比评估了该力学模型与库仑模型在预测摩擦行为方面的适用性。结果表明：静摩擦系数和动摩擦系数均与竖向载荷显著相关。当压强为0～0.5 MPa时，静摩擦系数随压强增大而大幅度降低；当压强为0.5～1.2 MPa时，静摩擦系数的降幅趋缓并基本稳定在0.045左右。对于动摩擦系数，当压强为0～2.0 MPa时，其随压强增大呈现出先减小后增大的趋势，且增速持续减缓；同一压强下，动摩擦系数随速度增大而增大，并在速度达到一定阈值后趋于稳定，而且不同压强下的上限值均接近0.202；动摩擦系数与速度的关系可用指数函数描述。在多次振动响应试验中，加速度时程曲线的重合度优于相对位移的重合度，但随着试验次数的增加，相对位移的重合度有所提高。通过对比位移变化量和加速度极值，验证了基于指数函数模型的理论分析值与试验值的高吻合度。相较于库仑模型，指数函数模型能更准确地反映低载荷下摩擦力的特征，也更适用于滑移隔震支座的动力响应分析。

关键词：聚四氟乙烯(PTFE) 不锈钢滑移隔震力学模型低载荷摩擦系数

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区域土特征函数：差异性

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岩土工程学报 2025年

作者：卢坤玉袁晓铭铜陵学院中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室

作为区域土理论和方法的核心内容之一，本文开展了区域土N–vs特征函数差异性实证分析及评价方法研究。针对世界上目前拥有的实测N–vs特征函数，提出了差异性定量评价结果，并建立了不同地区N–vs特征函数差异性评价方法。收集整理了1... 详细信息

作为区域土理论和方法的核心内容之一，本文开展了区域土N–vs特征函数差异性实证分析及评价方法研究。针对世界上目前拥有的实测N–vs特征函数，提出了差异性定量评价结果，并建立了不同地区N–vs特征函数差异性评价方法。收集整理了13个国家42个不同地区砂土N-vs特征函数和22个不同地区黏土N-vs特征函数，以此构成了1092组对比工况，通过分析揭示了不同地区实测N–vs特征函数差异性的统计学特征及一般规律。结果表明，全球不同地区实测N-vs特征函数大多具有显著及以上差异，其中极显著差异约占1/3以上，工程意义上无差异不超过10%。以41组N–vs函数关系为样本，构建了不同地区砂土和黏土N–vs特征函数差异性概率与差异性等级计算公式，并通过了既有全部数据的检验。本研究结果，从实证角度支持了N–vs函数关系可以作为区域土一种特征函数的概念，并在实证角度使土性质具有区域特征的认识从感性上升到理性，同时也为解析不同地区土性质的差异性提供了技术手段。

关键词： N–v 特征函数世界各地区差异性现状差异性评价方法

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