کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6771342 512757 2016 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A new analytical approach to reconstruct the acceleration time history at the bedrock base from the free surface signal records
ترجمه فارسی عنوان
یک روش تحلیلی جدید برای بازسازی تاریخ زمان شتاب در پایه بستر از سوابق سیگنال سطح آزاد
کلمات کلیدی
زمین لرزه، حرکت زمینی، پایه بستر پاسخ سطح آزاد، سیگنال بازسازی شده، محیط لایه ای، مشکل معکوس
ترجمه چکیده
تاریخ وقوع زلزله در زمان وقوع زلزله معمولا در ایستگاه های لرزه ای که نزدیک به سطح بالای خاک قرار می گیرند اندازه گیری می شود. این پرونده های شتاب اغلب به عنوان داده های ورودی برای تجزیه و تحلیل لرزه ای استفاده می شود. این ممکن است برای تحکیم پایه در تجزیه و تحلیل لرزهای ساختارهای زمین با پایه های کم عمق مورد استفاده قرار گیرد. با این وجود ممکن است برای تجزیه و تحلیل لرزه ای سازه های زیرزمینی یا حتی ساختمان های بالای زمین با پایه های عمیق و چند داستان زیرزمینی استفاده نشود. داده های احتراز پایه مورد نیاز دومی باید در زیر سطح بالا اندازه گیری شود، در سطحی که می تواند براساس هندسه ساختاری خاص مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد یا در زیر زمین بستر. اگر تاریخ زمان شتاب در سنگ بستر شناخته شده باشد، انتشار موج موج لرزه ای از طریق محیط خاک، از سنگ بستر به سمت بالا، می تواند انجام شود و تحریف پایه ساختار دفن شده قابل تعیین است. از آنجاییکه هیچ داده ای در مورد تاریخ زمان شتاب در سنگ بستر وجود ندارد و تنها اطلاعات داده شده سوابق شتاب در سطح بالا است، هدف این مقاله ارائه روش دقیق معکوس معکوس برای تعیین تاریخ زمان شتاب ناشناخته در پایه سنگ که دقیقا تاریخ زمان شتاب اندازه گیری را در سطح بالا تولید می کند. هنگامی که این هدف به دست می آید، تجزیه و تحلیل لرزه ای ساختمان های دفن شده می تواند با رکورد شتاب تعیین شده در سنگ بستر به عنوان ورودی انجام شود. این مقاله یک راه حل دقیق تحلیلی از مسئله معکوس برای تعیین زمان شتاب، سرعت و زمان جابجایی در پایه بستر یک محیط زمین لایه ای است که با رکورد شتاب داده شده در سطح بالای خاک مطابقت دارد. این روش پیشنهادی جدید براساس راه حل های تحلیلی از مشکلات ارزش اولیه مرزی معادله موج خطی در مورد یک محیط لایه ای است. رابطه امواج در یک لایه و امواج در یک لایه مجاور دیگر، با توجه به تداوم تنش و جابجایی در رابط مشترک بین لایه ها، حاصل می شود. کارایی و دقت روش پیشنهادی از طریق چندین مثال نشان داده شده است که شامل پاسخ ناپایدار سطح آزاد می باشد. مورد زلزله سانفرانندو مورد مطالعه قرار گرفته است. توافق عالی بین تاریخچه تاریخ ثبت شده سطح آزاد و سیگنال بازسازی به دست می آید. این توافق عالی با توجه به روش دقیق تحلیلی مورد استفاده در تولید راه حل معکوس به دست آمده است. این روش تحلیلی دقیق اجازه می دهد تا یک شتاب (سرعت / جابه جایی) در هر لایه را در تمام لایه ها به دست آورد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات مهندسی ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی
پیش نمایش مقاله
یک روش تحلیلی جدید برای بازسازی تاریخ زمان شتاب در پایه بستر از سوابق سیگنال سطح آزاد
چکیده انگلیسی
Acceleration time histories of earthquake events are typically measured in seismic stations that are placed close to the soil top surface. These acceleration records are often used as input data for seismic analysis. It may be used for base excitation in seismic analysis of above ground structures with shallow foundations.. However it may not be used for seismic analysis of underground structures, or even for above ground buildings with deep foundations and several underground stories. The required base excitation data of the latter should have been measured below the top surface, at a level that may be determined according to the specific analyzed building geometry or at the bedrock below. If the acceleration time history at the bedrock would have been known, the seismic wave propagation through the soil medium, from the bedrock towards the top surface, could have been carried out and the base excitation of the buried structure could be determined. Since there is no data on the acceleration time history at the bedrock, and the only given data is the acceleration records at the top surface, the goal of this paper is to provide an exact reverse analysis procedure to determine the unknown acceleration time history at the bedrock that would exactly produce the measured acceleration time history at the top surface. Once this goal is achieved, seismic analysis of buried structures may be carried out with the determined acceleration record at the bedrock as input. This paper presents an analytical exact solution of the inverse problem for determination of the acceleration, velocity and displacement time histories at the bedrock base of a layered geological medium that are compatible with the given acceleration record at the soil top surface. This new proposed method is based on analytical solutions of the initial-boundary value problems of the linear wave equation in the case of a layered medium. The relationship between waves in one layer and waves in another adjacent layer is derived considering the continuity of stresses and displacements at the common interface between the layers. The efficiency and accuracy of the proposed method is demonstrated through several examples involving the nonstationary response of the free surface. The case of the San Fernando Earthquake is studied. Excellent agreement is achieved between the recorded free surface time history and the reconstructed signal. This excellent agreement is obtained due to the exact analytical method used in deriving the inverse problem solution. This exact analytical method allows one to obtain an acceleration (velocity/displacement) distribution along all the layers at any time.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Soil Dynamics and Earthquake Engineering - Volume 85, June 2016, Pages 19-30
نویسندگان
, , , ,