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地球的力量范文1
絕大部分地震是由于地球內部力量使堅硬的地殼產生破裂與錯動而造成的?;鹕降男纬墒且幌盗形锢砘瘜W過程。主要是地球內部存在的大量的放射性物質,在自然狀態下衰變,產生大量的熱。這些熱無法散發到地面,溫度不斷升高,直至把巖石融化,形成地球內部的高溫融化狀態。這些巖漿一旦沖破地殼噴出地面,就形成了火山。
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地球的力量范文2
2、月球距離指的是月球與地球的平均距離為3.84×105km(約60RE),月球繞地球轉動的軌道面與地球赤道面的交角為5。是一種天文學的長度單位。地球到月球的平均距離約為地球赤道周長的10倍。
3、月球直徑為3476公里,約為地球直徑的3/11。月球表面面積大約是地球表面面積的1/14,比亞洲面積稍小。月球的體積只相當于地球體積的1/49。月球質量約等于地球質量的1/81.3。
4、近地點:月球離地球近地點距離為363,300千米。
地球的力量范文3
關鍵詞:橋梁;地震工程學;地震波;反應譜;概率地震需求預計
中圖分類號:U442.5
文獻標志碼:A
文章編號:1674-4764(2013)03-0075-06
Effects of Response Spectra Dispersion of Earthquake Ground Motions
on Probabilistic Seismic Demand Assessment of Bridge Structures
Zhang Jinsong1, Chen Liang2
(1. Department of Civil Engineering, Anhui Communications Vocational and Technical College, Hefei 230051, P.R. China;
2. School of Civil Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, P.R. China)
Abstract:
A three-span regular continuous RC girder highway bridge and two bins of real accelerograms were selected for incremental dynamic analysis to study the correlation of the dispersions of response spectra of earthquake ground motions and probabilistic seismic demand assessments of bridge structures. It is found that the dispersions of seismic demands are closely related to the dispersions of response spectra of selected ground motions. The rational selection of real earthquake ground motions to be rationally chosen for dynamic analysis can make the probability distribution of seismic demands in accordance with the real situation and improve the computational precision and efficiency of the probabilistic seismic demand assessment and fragility curve for performance-based earthquake engineering and seismic design of bridges based on probability theory.
Key words:
bridges; earthquake engineering; earthquake ground motion; response spectra; probabilistic seismic demand assessment
現行的橋梁抗震設計主要通過動力時程分析來預計橋梁結構在特定地震災害環境下的地震響應和破壞規律,特別是在地震中結構有可能進入非線性的情況下。因此,必須要選擇一系列與場地地震危險性相符合的地震波作為輸入地面運動,通過動力分析對結構地震需求進行預計,作為抗震設計的依據。如果所選地震波與場地的地震危險性不相符,則會使計算出的結構地震需求與實際震害大相徑庭,從而導致依據地震需求進行的橋梁抗震設計無法起到應有的作用,在歷次震害中這種現象均較為明顯。地震環境中有很多不確定性因素會對結構地震需求產生不同程度的影響,例如地面運動、鋼筋和混凝土材料、構件幾何形狀等的不確定性以及空間變異性等,其中地面運動對于結構地震需求的影響最為顯著[1-3]。而且,隨著基于性能的地震工程學(Performance-Based Earthquake Engineering,PBEE)和抗震設計理論(Performance-Based Seismic Design,PBSD)在世界范圍內的迅速發展,地震學對于結構抗震的重要性日益凸顯。
對于結構抗震而言,在地面運動的眾多特性中,頻譜特性、幅值和持時對于結構地震需求的影響最大。其中,頻譜特性對于結構地震需求影響的研究主要集中于實際地震波的譜匹配修正技術以及人工波的擬合[4-5],但這2種方法生成的地震波都已經改變了原始地震波的很多重要特性,而且原始地震波都是非平穩過程,特別是近場地震波的類脈沖特性、破裂方向性效應等特殊性質是人工波和譜匹配技術很難模擬的。因此,人工波和譜匹配技術的正確性在國際地震工程界一直受到質疑,且人工波和實際地震波的計算結果經常會出現顯著差異。Cimellaro等[6]研究發現采用譜匹配地震波進行結構動力分析會產生過于保守的結果;而Bhatt[7]和Demartinos[8]等則發現人工波或譜匹配的地震波會產生非保守的結構地震需求預計;美國、日本等國的一些規范如ASCE[9]等都明確規定,重要結構(如核電站等)的抗震設計必須要使用實際地震波。
針對PBEE和PBSD,頻譜特性對于結構地震需求影響的研究則主要集中于原始地震波反應譜均值對于結構地震需求預計的影響[10-12],而對于反應譜離散性的相關研究較少。但針對基于概率理論的PBEE和PBSD,反應譜離散性對于結構地震需求的影響非常顯著,因為計算結果的離散度會直接影響到對于地震反應概率分布的預計[13],從而影響到概率地震需求模型、地震易損性曲線等一系列計算結果的精確性。如果在PBEE和PBSD中使用人工波,會人為地減小地震需求的離散度,使地震需求中出現大值和小值的概率減小,改變了地震需求的概率分布,在計算結果中引入明顯的偏差[14]。針對上述問題,筆者主要探討原始實際地震波的反應譜離散性對于橋梁結構概率地震需求預計的影響,從而為PBEE和PBSD的實施過程中實際地震波的合理選取提供重要依據。
1橋梁結構模型及其動力特性
選擇某高速公路上1座三跨預應力混凝土連續箱梁橋(跨徑組合:3×30 m)作為算例,其總體布置見圖1。算例橋梁采用直徑為1.8 m的圓形獨柱式實心鋼筋混凝土橋墩,固定墩設置在1號墩,其余各墩、臺在縱橋向均采用板式橡膠支座,墩高均為10 m,橋臺為樁柱式橋臺;所有承臺均為矩形實體式,下配直徑1.2 m的鉆孔灌注樁。
算例橋梁有限元模型的建立和動力分析均采用美國太平洋地震工程研究中心(PEER)的專業地震反應分析軟件OpenSees[15]來實現。對于非線性有限元模型(見圖2),主梁采用彈性梁柱單元模擬;橋墩采用基于位移的非線性梁柱單元模擬,并將橋墩截面離散成未約束混凝土纖維單元、核心混凝土纖維單元和鋼筋纖維單元,同時考慮PΔ效應[10]??v橋向的板式橡膠支座采用零長度單元模擬,并采用雙線性的恢復力位移模型;采用零長度單元模擬土彈簧來考慮土結構相互作用[16]。
模態分析表明,在縱橋向和橫橋向均只有一階模態的質量參與系數貢獻顯著,故無明顯的高模態效應,可以更加清晰地分析地震波反應譜的離散性對于梁橋結構地震需求的影響。算例橋梁動力特性具體見表1,表中只列出了縱橋向和橫橋向幾階主要模態的計算結果。
針對梁橋結構中主要的滯回耗能構件,也是最易損的構件:橋墩和支座,采用墩頂漂移比和支座最大位移[10,17-18]作為橋梁結構地震需求參數,在PBEE和PBSD中稱之為工程需求參數(Engineering Demand Parameters,EDP),分別用來表征橋墩和支座的最大變形能力(位移EDP)。由于在縱橋向固定墩受力和變形均最大,因此在縱橋向,EDP主要考慮固定墩的墩頂漂移比和橋墩處的支座最大位移;由于算例橋梁為對稱結構,在橫橋向,EDP主要考慮固定墩的墩頂漂移比。
2 地震波反應譜的離散性對橋梁結構概率地震需求預計的影響
2.1實際地震波的選擇
在縱、橫橋向分別選擇質量參與系數最大的一階模態周期譜加速度作為地面運動強度參數(Intensity Measure,IM),即Sa(T1=0.68 s)和Sa(T2=0.44 s),來表征工程場地的地震活動性。選擇2個地震波庫(Bin1和Bin2)用于動態增量分析(Incremental Dynamic Analysis,IDA)[19-20]。將Bin1和Bin2所選地震波的反應譜在2個關鍵周期即T1=0.68 s和T2=0.44 s處分別調整到0.2 g,其幾何平均值譜和反應譜離散度曲線見圖3。在概率統計分析中對于反應譜和EDP的概率預計采用計算數據的幾何平均值來衡量,離散度采用計算數據自然對數的標準差來衡量[18]。
在縱橋向和橫橋向,質量參與系數最大的一階模態周期分別為T1=0.68 s和T2=0.44 s,比較接近,因此,將2個Bin所選地震波在T1和T2周期處的譜加速度分別調幅到0.2 g后,對比分析圖3(a1)和(b1)可知,2個Bin的幾何平均值譜的匹配情況也較為接近??傮w看來,2個Bin的幾何平均值譜匹配較好,特別是在T1和T2附近的反應譜區段,但在T>2.0 s區段內2個Bin的幾何平均值譜出現一些差異。
對比分析圖3(a2)和(b2)可知,調幅后,在T
對于無高模態效應的梁橋結構,在不同橋向,大于等于質量參與系數貢獻最顯著的一階模態周期處的反應譜(例如對于算例橋梁縱橋向,T≥T1=0.68 s范圍內的反應譜)對于結構地震反應影響最為顯著[10]。因此,通過2組實際地震波在調幅后反應譜離散度的顯著差異,詳細分析對結構地震反應影響顯著的區段內的反應譜離散性對于梁橋結構概率地震需求預計的影響。
2.2縱橋向計算結果分析
分析圖3(a1)和圖4(a1)、(a2)可知,由于Bin1和Bin2的幾何平均值譜在T≥T1=0.68 s的區段內匹配較好,故2個Bin計算所得固定墩縱橋向墩頂漂移比和支座縱橋向最大位移的幾何平均值IDA曲線均較為接近,即EDP概率預計基本一致,特別是隨著地面運動強度的增加,一致性更加明顯。
通過進一步對比分析還可以發現,在縱橋向,墩頂漂移比IDA曲線的匹配程度要稍好于支座最大位移IDA曲線;Bin2的計算結果略大于Bin1。這主要是因為,隨著地面運動強度的增加,結構的非線性程度不斷提高,結構基本周期T1不斷延長,由于在0.68 s≤T1
對比分析圖4(b1)、4(b2)與圖3(a2)可知,在2個Bin縱橋向計算結果的幾何平均值基本一致的情況下,Bin2對于縱橋向位移EDP概率預計的離散度均明顯小于Bin1,且隨著地面運動強度的增大,離散度曲線之間的差異也越發顯著。這主要是因為在0.68 s≤T1
進一步對比可以發現,2個Bin計算所得EDP離散度曲線之間的差異與T1≥0.68 s區段內反應譜離散度曲線之間的差異具有較高的近似性,充分說明T1≥0.68 s區段內的反應譜離散度對于縱橋向位移EDP的離散度起到了控制作用。
2.3橫橋向計算結果分析
分析圖5(a)和圖3(b1)可知,對于算例橋梁,Bin1和Bin2計算所得固定墩橫橋向墩頂漂移比的幾何平均值IDA曲線依然較為接近,且2條IDA曲線的變化趨勢與2個Bin幾何平均值譜的變化趨勢保持了較好的一致性,具有較為明顯的相關性。
分析圖5(b)和圖3(b2)可知,由于在T≥T2范圍內,Bin2所選地震波的反應譜離散度明顯大于Bin1,從而導致Bin2在不同地面運動強度水下對于橫橋向位移EDP概率預計的離散度均明顯大于Bin1,使其計算精度和效率大為降低。
綜上所述,從概率統計意義上來說,對于連續梁橋結構,無論是縱橋向還是橫橋向,所選地震波的反應譜離散性對于橋梁結構EDP的概率預計(幾何平均值)及其離散度影響顯著,反應譜離散度越大可能會引起更大的結構地震需求離散度。因此,在沒有高模態影響的情況下,選擇合理的實際地震波,在對結構地震反應影響顯著的反應譜區段內(如T≥T1),如果可以盡可能減小所選地震波的反應譜離散度,則能夠顯著提高對于結構EDP概率預計的精確性和計算效率。
采用譜匹配技術進行處理的實際地震波或人工波進行動力分析所得的計算結果,雖然離散度較小,但由于處理過的地震波改變了原始地震波的許多重要地震動特性,這種離散度的減小是不符合實際情況的,會使EDP樣本中出現大值和小值的概率減小,從而改變了EDP的概率分布,對概率地震需求模型和地震易損性曲線等分析結果產生顯著影響,可能會在計算結果中引入明顯的偏差。因此,針對基于概率理論的PBEE和PBSD,應盡可能采用原始的實際地震波作為輸入地面運動進行動力分析,謹慎使用經過處理的實際地震波或人工波。
3結論
以一座高速公路三跨規則預應力混凝土連續梁橋作為實例,選擇頻譜特性具有一定差異的2組實際地震波作為輸入地面運動,采用專業地震反應分析軟件OpenSEES為該橋建立有限元模型,并通過IDA分析探討地震波反應譜的離散度對于橋梁結構概率地震需求預計的影響,可以得到以下結論:
1)實際地震波的反應譜離散度與橋梁結構概率地震需求預計的離散度密切相關,具有一定的正比關系;在連續梁橋無高模態的情況下,對于縱橋向和橫橋向,分別在T≥T1和T≥T2區段內的反應譜離散度對結構位移地震需求預計的離散度影響顯著(T1和T2分別為縱、橫橋向質量參與系數最大的一階模態周期);
2)隨著地震動強度和結構非線性程度的不斷提高,反應譜離散性對于結構地震需求的影響逐漸減小,特別是接近破壞或倒塌時;
3)選擇合理的實際地震波,在對結構地震反應影響顯著的區段內盡可能減小反應譜之間的離散性,可以合理地考慮到高模態的影響,并減小離散度放大效應等對于橋梁結構概率地震需求預計的影響,提高對于均值預計的精確性和計算效率。
4)從概率統計意義上,實際地震波反應譜的離散性會顯著影響到橋梁結構地震需求的概率分布模型,因此針對基于概率理論的PBEE和PBSD,應盡可能采用原始的實際地震波作為輸入地面運動進行動力分析。
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地球的力量范文4
地球是宇宙中的一個自然的星球。地震、火山地震是地球上的自然現象,那么經常發生這樣的破壞現象又是為了什么呢?傳統的地震理論認為:絕大多數的地震是由于地殼運動引起的,是地球內部產生一種推動地殼深處巖層運動的力量,使巖層慢慢地變形,一旦達到極限,地殼構造比較脆弱的地方就會發生嚴重的斷裂和錯位,引起局部地區的強烈震動,同時地球內部的溶融赤熱的巖漿也會跑出來,這就是地震或火山地震。
那么,推動地殼發生運動的力量到底是從那里來的呢?很多人認為可能是由地幔中的放射性物質導致而成。還有人認為,絕大多數的地震發生是地下的巖石產生了新的斷裂、錯位或是原來就有的裂縫再次發生錯動。許多強烈的地震都發生在地下存在這樣斷裂的地方。地球是宇宙中的一個自然的星球。地震、火山地震是地球上的自然現象,那么經常發生這樣的破壞現象又是為了什么呢?傳統的地震理論認為:絕大多數的地震是由于地殼運動引起的,是地球內部產生一種推動地殼深處巖層運動的力量,使巖層慢慢地變形,一旦達到極限,地殼構造比較脆弱的地方就會發生嚴重的斷裂和錯位,引起局部地區的強烈震動,同時地球內部的溶融赤熱的巖漿也會跑出來,這就是地震或火山地震。
史老師
地球的力量范文5
大年初一的春節檔電影《流浪地球》現如今票房已突破20億,豆瓣上的影評從7.4分上升到7.9分,趕上這一波熱潮我也去看這部電影。
影片講述了人類為了拯救地球,阻止地球被木星吞噬所展開的全球救援行動。主人公劉啟帶著妹妹朵朵用換來的航空服到達地表,偷著姥爺的車卡啟動運輸機;在車輛行駛過程中遇到地震隨即被救援隊征用運輸火石前往杭州供發動機使用。
為了給火石提供能量,救援隊員被凍死;為了讓姥爺能多活幾分鐘,救援隊員被下降的電梯壓死;在聯合國放棄拯救地球的方案時候,朵朵和劉啟依舊在用自己的力量帶動其他人一起拯救地球;在國際空間站要求中國航天員劉培強進行休眠的時候,為了兒子他沒有那么做,反而在最后時刻選擇犧牲自己用空間站剩余的30噸燃料撞向木星,使地球遠離木星,人類得以拯救。
最讓我印象深刻的是面臨著地球消失的局面,大多數人選擇與家人團聚,放棄韓朵朵一次次傳遞的希望和拯救方案,因為人們不相信還有挽救的可能;有人選擇開搶結束自己的生命、有人想吃家鄉的美食···處處充斥著絕望;但救援隊依舊前往發動機總部動員自己的力量把火石推入發動機內,千鈞一發時候來自全世界各地的人將火石閘門推動,并成功發射到木星。
個人的力量團結起來就是一個國家的希望,那些為了全人類做出貢獻的人都值得被尊敬。
地球的力量范文6
時光穿越百年之后,如今已是28世紀80年代。這是地球已不再是以前那樣骯臟,科學家們利用超絕科技使得環境變得比以前更加美麗,現在地球是一片鳥語花香,山清水秀。雖然地球現在是強大的。但是,仍有許多不法不分子。并且地球的邪惡科學家已經聯合除地球以外的外星準備發動一場恐怖的戰爭!
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“那是什么?”一名隊員說。“不好!大家快避開,那是導彈!”雷炎隊長發令,隊員們立即散開。“彭!”數十枚導彈在他們身后炸開。“還好。”隊員們說道,“哼!該死的薩姆星人,敢襲擊我們!讓你嘗嘗我們的厲害!兄弟們,機甲變形!”雷炎說。“變形!”20個機甲瞬間變形。轉眼,一架架戰斗機變形為戰斗機器人,其雷炎隊長的機甲叫做——雷霆S。這是一架遠,近結合的機甲。“戰斗吧!”雷炎隊長下令。雷炎身先士卒,率領部隊沖向敵陣……
雷炎召喚自己的獨門武器——暗炎金槍,雷霆短劍。他揮舞著長槍沖向敵陣,一槍劃破敵方陣型,其他隊員也向敵方沖去。他們紛紛使出看家本領,不一會兒,敵方死傷慘重。雷炎突然看見敵軍BOSS——洪流。于是他揮舞長槍向那沖去。
他的機甲噴著火焰,揮舞著長槍,所向披靡!但是,敵方BOSS釋放必殺——暗黑渦流,頓時,戰場似乎處于黑洞之間,強勁的旋流馳騁這一片區域,防衛隊隊員們似乎對這個旋流有些力不從心,在這千鈞一發之際,雷炎隊長以超音速飛到旋流前。他也釋放必殺——龍炎爆裂,雷動九州。這兩股力量粉碎了旋流,洪流大吃一驚,他低估了地球人的力量,他惱羞成怒。召喚巨斧向雷炎砍去,雷炎只能單身應敵,因為隊員們正與機械士兵苦斗中。
雷炎揮起長槍迎敵,他們廝殺在一起,洪流的巨斧力量不輕?。±籽撞铧c沒有擋住那一擊,他也不甘示弱,揮起長槍與短劍,奮力向他刺去。但是,洪流發動奧義,瞬間,全場出現巨大旋流。這股旋流將雷炎吞噬了!洪流以為他勝利了,但是,雷炎卻依靠旋流使出暗炎金槍的奧義——終極炎爆。依靠旋流的動力,使得威力增強了,洪流因躲閃不及,被打個正著,整個機體也出現短路,洪流意識不妙,立即率領部隊撤退。
雷炎他們則大笑,洪流說“我一定會回來的!”于是,他們狼狽的逃跑了。雷炎他們也完成了任務,想著地球飛去……