Neural network prediction of response spectra from mining tremors with the problem decomposition

• Autorzy: Kuźniar K.

Warianty tytułu

PL

Neuronowe wyznaczanie spektrów odpowiedzi od wstrząsów górniczych z dekompozycją problemu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The problem discussed in the paper was formulated as the neural network evaluation of a relation between mining tremor energies, epicentraI distances and acceleration response spectra. Decomposition of the problem was applied. Neurally evaluated spectra were compared with spectra computed on the basis of experimental data. The main advantage of the neural approach is that the prediction of acceleration response spectra can be performed without recording of surface vibrations. Decomposition of the problem makes possible to reduce the number of neural networks learning epochs and to use much smaller networks for the prediction of smooth fragments of response spectra as well. The presented way of response spectra computation can be mainly applied to the prognosis of mining tremors influences on structures.

PL

Problem dyskutowany w pracy sformulowano jako neuronowe wyznaczenie związku między energią wstrząsu i odległością epicentralną, a przyśpieszeniowym spektrum odpowiedzi. Dodatkowo dokonano dekompozycji problemu. Spektra wyznaczone neuronowo porównano ze spektrami obliczonymi na podstawie danych doświadczalnych. Główną korzyścią zastosowania sieci neuronowych jest prognozowanie przyśpieszeniowych spektrów odpowiedzi w dolnej części budynku bez rejestrowania drgań powierzchniowych. Dekompozycja problemu umożliwia redukcję liczby epok uczenia sieci neuronowych i użycie znacznie mniejszych sieci do wyznaczania "gładkich" fragmentów spektrów odpowiedzi. Przedstawiony sposób obliczeń spektrów odpowiedzi może być używany przede wszystkim do przewidywania wpływów wstrząsów górniczych na konstrukcje.

Słowa kluczowe

EN

neural network; decomposition; mining tremors; response spectra

PL

wstrząs górniczy; dekompozycja; sieć neuronowa; spektrum odpowiedzi

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 51, nr 3
• Strony: 311--321
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il.

Twórcy

autor

Kuźniar K.

• Institute of Technology, Pedagogical University of Cracow, Poland

Bibliografia

• 1. DIN 4149; Bauten in deutschen Erdbebengebieten Lastannahmen, Bemessung und Ausfhrung blicher Hochbauten [in Germany].
• 2. ČSN 730036, Seismicka zatizeni staveb, Ćeskoslovenska Statni Norma [in Czech].
• 3. SniP-II-7-81, Building in seismic regions [in Russian], Moscow 1982.
• 4. Eurocode 8, Design provisions for earthquake resistance of structures, European Prestandard, European Committee for Standarization, Brussels 1994.
• 5. ISO/DIS 3010, Basis for design of structures - Seismic actions on structures, version 2000.
• 6. T. BALENDRA, N. T. K. LAM, J. L. WILSON, K. H. KONG, Analysis of long-distance earthquake tremors and base shear demand for buildings in Singapore, Engineering Structures, 24, 99-108, 2002.
• 7. B. BORZI, G. M. CALVI, A. S. ELNASHAI, E. FACCIOLl, J. J. BOMMER, Inelastic spectra for displacement-based seismic design, SoiI Dynamics and Earthquake Engineering, 21, 47-61, 2001.
• 8. J. J. HERNÁNDEZ, O. A. LÓPEZ, Response to three-component seismic motion of arbitrary direction, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 31, 55-77, 2002.
• 9. N. T. K. LAM, A. M. CHANDLER, J. L. WILSON, G. L. HUTCHINSON, Response spectrum predictions for potential near-field and far-field earhquakes affecting Hong Kong: rock sites, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 22, 47-72, 2002.
• 10. P. K. MALHOTRA, Response spectrum of incompatible acceleration, velocity and displacement histories, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 30, 279-286, 2001.
• 11. W. KOWALSKI, E. MAClĄG, T. TATARA, Normalired response spectra for mining tremors and their application, Proc. of Eleventh European Conference on Earthquake Engineering, Paris 1998, CD ROM.
• 12. E. MAClĄG, T. TATARA, K. JAŚKlEWICZ, Range of seismological investigations required for evaluation of surface construction behaviour, Publ. Inst. Geophys. Pol. Acad.Sc., M-22(310), 293-300, 1999.
• 13. M. CHENG, N. POPPLEWELL, Neural network for earthquake selection in structural time history analysis, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 23, 303-319, 1994.
• 14. J. GHABOUSSI, CH. J. LIN, New method of generating spectrum compatible accelerograms using neural networks, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 27, 377-396, 1998.
• 15. R. ĆIŽ, V. RUDAJEV, Extrapolation of the occurrence of mining tremors by application of neural networks, Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., M-22(310), 53-62, 1999.
• 16. J. NIEWIADOMSKI, Magnitude and neural networks, in: Seismogenic process monitoring, [ed.] H. Ogisawara, T. Yanagidani and M. Ando, Balkena, Tokyo, 355-363, 2002.
• 17. R. CIESIELSKI, K. KUŹNIAR, E. MAClĄG, T. TATARA, Damping of vibration in precast buildings with bearing concrete walls, Archives of Civil Engineering, 41, 3, 329-341, 1995.
• 18. K. KUŹNIAR, E. MAClĄG, Z. WASZCZYSZYN, Computation of response spectra from mining tremors using neural networks, Extended Abstracts of 10th International Conference on SoiI Dynamics and Eartnquake Engineering, Philadelphia, USA, October 7-10,2001.
• 19. A. ZELL, [ed.] SNNS-Stuttgart Neural Network Simulator, User's Manual, Version 4.2, Univ. Stuttgart, 1998.