摘要：场地-城市相互作用(site-city interaction,SCI)效应会显著改变场地地震波场分布及建筑反应,基于SCI效应理论计算研究方法的发展现状,发挥谱元(spectral element,SE)法可快速高效求解三维地震波场传播和多自由度(multi-degree of freedom,MDOF)模型计算量小且可同时模拟大量建筑的优势,同时,结合频率波数域(frequency wave number analysis,FK)方法,以等效地震荷载的方式施加地震波场,建立了FK-SE-MDOF耦合方法,实现了SE-MDOF耦合模型中多种波型(P波、SV波和SH波)的斜入射输入,解决了当前三维SCI效应研究方法中未能同时考虑建筑非线性、频谱特性、地震波波型及入射角度影响的问题。首先对方法原理进行了介绍;然后,通过与振动台试验的对比,验证了方法的正确性;进而,采用该方法建立理想场地-城市建筑群相互作用耦合模型,主要探讨了入射角度和地震波波型对SCI效应的影响,得到了一些有益结论。该方法较为真实地反映SCI效应影响的同时,可反映建筑基础轮廓对地震波场的影响,适用于需考虑建筑轮廓信息的社区尺度SCI效应研究,可为城市规划、抗震设计、风险评估以及震后救援等工作提供定量指导。

摘要：一次大的地震中一般存在主震和余震,当震源距离地面较近时,近断层主余震序列通常以某一角度斜入射至地基,因此只考虑地震波垂直入射的情况是不适合的,有必要考虑地震波在多个角度下斜入射的情况。选取3条近断层实测主余震序列,推导地震动P波斜入射界面等效节点力公式,并验证其可行性;以Koyna大坝为研究对象,研究了单个主震和主余震序列2种工况下入射角在0°~90°之间时的大坝地震响应,以位移、损伤指数、损伤耗散能3个指标对震后坝体破坏进行了分析,建立了局部损伤指数量化分析损伤程度。研究表明:近断层单个主震和主余震2种工况入射角在15°~75°之间时,大坝地震响应均大于垂直入射情况;在多种性能指标下,主余震序列下的地震响应均大于单个主震。

摘要：斜入射相较于垂直入射存在着更为复杂的波场叠加情况,从而引起土体产生非一致性变化,而预制管廊等地下结构也相应地存在着更为复杂的响应,但目前该方面的认识仍不充分。因此,以某试验区环湖路综合管廊工程为背景,进行了斜入射下预制拼装管廊非线性地震分析方法和响应规律研究。首先介绍了土结共同作用的与预制拼装综合管廊有限元模型的建立方法,包括单元选择、土体动力本构和编程以及动力接触模拟等。重点研究了斜入射土体粘弹性边界的建立,并建立了Auto_VSB辅助程序,得到了预制拼装管廊的地震响应规律。结果表明,文中建立的模型能较好实现斜入射作用下预制拼装管廊的地震响应分析,其中,斜入射土体粘弹性边界具有较高的精度,辅助程序极大提高了计算效率。与垂直入射相比,斜入射条件下土底加速度传播至结构底部会被放大,竖向加速度放大系数增大,结构接头间竖向错动位移增大。斜入射输入方式在竖向对结构造成较大影响,在实际工程中应加以考虑。

摘要：应用任意地形河谷沉积层散射波源的格林函数公式,基于间接边界积分方程法(indirect boundary integral equation method,IBIEM),分析了SH波斜入射下梯形沉积河谷场地地震动特性和分布规律,研究了地震波斜入射角度、斜坡坡度、介质阻抗比对地震动特性及非一致分布规律的影响机制,深入分析了河谷散射效应对地基截断边界地震动场的影响规律。结果表明:斜入射使得河谷表面峰值位移的放大效应和非一致效应显著增强,最大峰值位移达入射地震动峰值的5倍以上;当河谷底宽较大时,沉积河谷的边缘效应明显;当底宽较小时,沉积河谷的聚焦效应明显,表面最大值出现在河谷中心处;斜坡坡度对楔形体内、外表面附近地表处的地震反应影响强烈,该现象可以由地表折射波干涉区域与斜坡坡度、入射角、波速的确定函数关系得到解释;随着阻抗比的增大,位移幅值放大越来越显著;当斜入射时,刚度越小的软弱沉积层对地震波传播起到的屏障作用越大;无论是空心河谷还是沉积河谷,散射效应对边界处地震动场影响都较为明显,相对于平坦基岩自由场,底边界、右边界误差最大可达30.8%,54.8%,应考虑将散射效应的总场作为输入。

摘要：吸声瓦的吸声特性对于水下航行器的声隐身性能具有重要影响。综合考虑空腔覆盖层的结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,利用COMSOL软件建立了局域共振型腔体结构的吸声瓦的有限元模型,研究了其在10~2000 Hz内对斜入射声波的吸声性能,采用振动位移云图揭示其吸声机理,通过位移矢量图和动能密度分布图分析入射角度影响吸声性能的原因。研究结果表明:该吸声瓦的吸声系数随频率的增大、斜入射角度的增大而增大;吸声机理为上下空腔的收缩与扩张引起纵波向损耗因子较大的横波转化,以及局域共振结构的反共振消耗声能,二者共同作用提高吸声瓦的吸声性能;斜入射声波使得吸声瓦横向位移增大,转化成的剪切波增多;斜入射角度越大,吸声瓦的动能密度越高,消耗声能越多,因此吸声性能增强。研究结果可为吸声瓦的低频吸声特性设计提供理论指导。

摘要：基于斜入射衍射光学元件的正常工作模式,建立了斜入射下入射角度和入射波长对双波段双层衍射光学元件衍射效率影响的数学模型,给出了对应双层衍射光学元件的优化设计方法。通过在入射角度范围内优化设计波长对,计算双层衍射光学元件微结构高度,确保了斜入射时双层衍射光学元件仍具有高衍射效率,弥补了双层衍射光学元件的缺陷。该方法能够指导双波段折衍混合成像系统的设计,也可以扩展至多波段多层衍射光学元件的设计中。依据该方法,设计了一套基于双层衍射光学元件的中/长波双波段折衍混合光学系统。结果表明,与常规设计相比,该方法的设计理论更加合理,设计结果更优。

摘要：空间环境地面模拟装置(Space Environment Simulation and Research Infrastructure,SESRI)为哈尔滨工业大学承建的国家“十二五”重大科技基础设施项目,用于模拟空间辐照环境,研究空间带电粒子对航空航天器件性能的影响效应。1.2 MeV/10 mA电子加速器是SESRI最大的综合辐照试验舱的电子辐照源之一,可提供最高能量与最大流强分别为1.2 MeV与10 mA的电子束。本文基于1.2 MeV电子加速器的总体设计要求,主要介绍扫描系统中扫描磁铁、扫描电源和扫描不均匀度测量装置的研制及实验验证,重点介绍了45°斜入射样品台给扫描不均匀度带来的特殊问题及解决方法。实验结果表明:1.2 MeV电子加速器的扫描面积可达1000 mm×1000 mm,扫描不均匀度小于10%,达到了设计指标,从而也验证了技术方案与技术路线的正确性。

摘要：为研究浅源地震作用下地下综合管廊在SV波倾斜入射下的接口地震响应规律,首先基于波动理论,将斜入射地震动模拟为施加在黏弹性边界上的等效节点力,并引入非线性弹簧单元模拟管廊接口的力学行为,采用动力时程分析法计算管廊接口的地震响应;其次以典型综合管廊接口的张开量与转角的止水失效限值为依据,给出SV波不同入射角度下管廊接口张开量及转角的安全性评价.分析结果表明:SV波在管廊接口处产生的峰值张开量随着入射角度的增大而先减小后增大,当入射角度为30°时,管廊接口产生的水平张开量最大;在中震、大震作用下,当入射角度为20°~30°时,管廊接口转角超过相应的安全限值,管廊接口可能发生止水失效.综合考虑SV波不同入射角度下管廊接口的止水失效范围可为管廊接口防水及结构安全设计提供参考.

摘要：将隐身夹芯复合材料代替附体结构钢质壳板,建立了斜入射条件下水中隐身夹芯复合材料结构的声学模型;从水声波动方程出发,推导了二维空间声波斜入射时的传递矩阵,及带空腔水附体结构的声反射系数和吸声系数表达式;对带空腔水附体结构模型进行了垂直入射声学试验,试验结果与传递矩阵法数值计算吻合较好;对试验模型进行了斜入射下声学性能数值计算,分析了入射角对反射系数和吸声系数的影响;考虑斜入射下夹芯层厚度、密度、损耗因子、及水层厚度等对隐身附体结构声学性能的影响,应用数值方法对水中隐身夹芯复合材料附体结构进行了声学设计,分析了各层材料参数和几何参数对隐身结构反射系数和吸声系数的影响规律。

摘要：我国西部地区普遍具有高山峡谷和深厚河床覆盖层的特点,而对于深厚覆盖层河谷场地的地震动分布特征的研究却很少。本文采用黏弹性人工边界及其相关地震动等效荷载输入的方法,研究了地震动P波和SV波入射角度及入射波峰值对深厚覆盖层河谷场地加速度放大系数分布特征的影响。结果表明:(1)P波和SV波入射角度一定时,入射波峰值对河谷两岸平台及岸坡的加速度放大系数影响很小;(2)P波左侧入射时,随着入射角度的增大,左岸平台及岸坡x分量的加速度放大系数增幅较大,z分量的加速度放大系数增幅较小保持在2倍左右,河谷覆盖层表面x和z分量加速度放大系数逐渐趋于均匀分布;(3)SV波左侧入射时,随着入射角度增大,整个河谷覆盖层表面x分量的加速度放大系数呈现出坡脚附近较小,中间部位和两岸平台较大;z分量放大系数呈现出相反的规律。这些结论可以为具有覆盖层河谷工程场址的地震动参数设计及加速度监测点布置提供一定的参考。