斜入射情形场地基本周期的计算

场地基本周期是场地效应模型的重要变量,是场地分类的重要指标。已有基本周期的计算假定基岩地震波为垂直入射,常用方法包括利用垂直入射情形下场地内SH波竖向一维传播模型建立的模拟与经验方法,其中逐层单自由度法这一经验方法因计算简易、结果与模拟方法相当而被日本抗震设计规范所采纳。然而垂直入射假定大多与实际不符,为此给出可考虑基岩地震波斜入射的场地基本周期计算方法。首先利用Snell定律将基岩斜入射地震波作用下场地内的SH波二维传播表征为一维竖向视传播建立了斜入射情形场地内SH波传播模型。其次利用这一模型给出了斜入射情形基本周期计算的模拟和修正逐层单自由度法并应用于KiK-net台站场地,结果表明基本周期随入射角的增加而变小,就统计所得平均入射角57°而言,基本周期将缩减11%;修正逐层单自由度法可准确考虑斜入射的影响且计算简易度和原方法相当。最后,讨论了基岩面选取对基本周期计算的影响,结果表明,若依据土体首次达到给定剪切波速以确定基岩面,当剪切波速大于700m/s时,不同基岩面所对应的基本周期具有高度线性相关性。

基于密集台阵的近场与远场地震动迟滞相干函数模型分析

迟滞相干性是表征地震动空间变化特性的一个重要指标,为研究近场与远场地震动的迟滞相干性的空间变化特性及其差异,基于美国UPSAR台阵记录的2004年Parkfield M_(w)6.0地震的近场记录,以及中国自贡台阵记录的2008年汶川M_(s)8.0地震的远场记录,分别分析了两个密集台阵近场和远场地震动的水平向和竖向相干函数随距离、频率的变化规律,对比了近场和远场地震动迟滞相干性的差异;将基于实际数据的迟滞相干性值与常用的三种相干模型进行拟合分析,揭示了不同相干模型的优势和局限性。结果表明:近场与远场地震动的相干性衰减速度有明显差异,在低频和近距离时,远场记录的相干性要明显大于近场记录;相干性随着距离和频率的衰减速度不同,相干函数模型需要对频率和距离项使用不同的参数描述;现有模型对近场和远场地震动的拟合效果差异较大,对远场记录的拟合效果要优于近场记录;三种模型对同一事件的拟合效果不同,多参数模型效果最好,双参数模型其次,单参数模型适用性较差。研究结果可为近场和远场区相干性模型的选用提供依据。

基于黑龙江经验场地模型的地震动放大效应研究

局部场地效应是抗震设计规范中的重要内容,以场地类别为基础的场地效应划分结果较为粗略。为解决这一问题,以黑龙江地区土层分布及其剪切波速、土动力特性和密度等资料为基础,统计出场地土参数随深度的变化特征,利用统计结果建立深度从10~80 m不等的15个经验场地模型。以黑龙江地区典型基岩加速度反应谱为目标谱,人工合成地震动作为输入,为了消除随机相位的影响,每一目标谱合成400条地震动加速度时程。分别计算这15个经验场地模型的地震反应,得到不同超越概率水准下地表峰值加速度统计值以及加速度反应谱标定谱的动力放大系数统计值。计算结果表明:随着场地厚度的增加,场地周期在逐渐增加,场地峰值地面加速度(peak ground acceleration,PGA)放大倍数呈现减小的趋势;随输入地震动强度的增加,场地PGA放大倍数减小的趋势呈现出非线性,动力放大系数随场地覆盖层变厚呈现先减小后增大的趋势;随着地震动强度的增加,动力放大系数逐渐减小且随土层厚度的变化趋势趋于平缓。动力放大系数结果不是定值2.5,场地较薄并且地震动较小的情况下,动力放大系数远超2.5;场地较厚并且地震动较强时,动力放大系数大多趋于2.5。

采空区场地高速铁路路基动力响应离散元数值模拟分析

目的高速铁路穿越采空区场地存在重大安全隐患,为探讨采空区场地高速铁路路基的动力响应规律,方法利用3DEC离散元软件建立17组采空区场地高速铁路路基数值模型,分析不同列车荷载作用下路基内部的沉降变形和动应力分布规律,对比分析无砟轨道和有砟轨道路基内部动力响应的分布差异,分析采空区开采宽度、厚度对动力响应分布规律的影响。结果与无砟轨道相比,有砟轨道路基内部的动应力幅值明显更高,但其动应力的衰减速率也更高;动应力、动位移的时程曲线沿着路基深度方向出现不断增大的相位差;路基内部动位移幅值随着荷载作用时间增加而逐渐增大,但增大的速度不断降低,动应力幅值基本保持不变;动应力、动位移幅值与列车轴重存在明显的线性关系,随着轴重增加而线性增大;采空区开采宽度、厚度越大,列车荷载造成的动位移幅值也越大,但当开采宽度大于一定数值后,动位移幅值反而出现减小趋势。结论列车荷载、路基轨道类型和采空区场地的差异都会对路基内部的动力响应分布情况产生影响,研究结果可为采空区场地高速铁路的安全运行提供理论参考。

液化场地大直径变截面单桩动力响应研究

为研究不同地震动强度下液化场地大直径变截面单桩的动力响应规律,基于振动台试验,选取5010波,在地震动强度0.10g~0.45g作用下,研究液化场地砂土孔压比和大直径变截面单桩桩顶水平位移、桩身弯矩、桩身加速度时程响应及桩基损伤等变化规律.试验结果表明:饱和砂土孔压比随着地震动强度的增大上升明显,地震动强度≥0.30g时,饱和砂土孔压比稳定值在0.9附近,此时砂土完全液化;在0.45g地震动强度作用下,桩身加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩均达到最大;桩身不同位置处加速度峰值出现时刻均滞后于输入地震波加速度峰值出现时刻,且桩顶及变截面的加速度响应比桩端的响应更弱;不同地震动强度作用下,桩身弯矩最大值均出现在液化土层和非液化土层分界处,且变截面处弯矩小于土层分界面处;地震动强度达到0.30g时,大直径变截面单桩桩身发生损伤.因此,液化场地下大直径变截面桥梁单桩基础抗震设计时,应该重点考虑饱和砂土层分界处、变截面处的抗弯能力,以确保单桩桩身强度满足抗震要求.

典型钢铁冶炼场地重金属污染空间分布特征及风险评价

以上海某关停钢铁冶炼厂为研究对象,结合专业判断布点法与系统布点法布设83个土壤点位,采集表、中、深层共249个土壤样品,分析As、Pb、Cd、Ni、Hg、Cu这6种重金属的分布特征、污染状况、潜在生态风险及健康风险。结果表明,As、Pb出现部分样品超标,Cd、Pb为强变异,其他重金属变异程度中等;重金属平均含量在垂向上呈现自上而下逐渐降低的趋势,且最高值均分布在表层,累积区域主要为扒渣厂房、钢渣处理区和废钢配料间;地累积指数评价结果显示,Cd和Pb的污染相对较为严重,重污染及以上的样品比例分别为8.43%、3.61%。潜在生态风险评价结果显示,场地整体的生态风险较高,Cd为主要贡献因子,较强风险及以上的样品占比高达51.81%;人体健康风险评价结果显示,Pb、As和Cd可能对人体产生一定的健康风险,因此有必要开展土壤的风险管控或修复以保证场地的再开发利用。

星空地井一体化探测技术体系在复杂地质条件场地调查中的应用

复杂地质条件下的场地调查往往受地形起伏、断裂构造复杂、水文地质条件变化剧烈、人类工程扰动强烈等因素影响,存在调查范围缺乏科学性、调查尺度与精度难以协同平衡导致总体工作量部署高而高风险区表征精度相对不足。本文通过融合“星空界”、“天空界”、“地表界”、“地下界”技术,在突破单一技术手段片面零散探测的基础上,强调空天地一体化与井下探测技术的有机融合,构建了星空地井一体化探测技术体系。该一体化探测技术在湖北典型污染场地地下水污染调查中得到了有效应用验证,具有全局性视野认知、自组织高效诊断识别、兼具大时空尺度风险筛查与场地尺度分层精细表征等技术优势。此外,采用该一体化探测技术体系在江西赣南边远山区找水打井与地下水源应急供水中得到了应用验证,从技术方法上克服了传统单一方法的不确定性,科学有效地提高了基岩山区水文地质调查找水的成功率与工作效率。地表界调查圈定找水靶区,论证地下水源找水井位;地下界探测应用落地,基岩山区水文地质钻探涌水量达120 m3/d,解决了赣南革命老区季节性缺水的实际问题。作为行业共性关键技术,星空地井一体化探测技术体系在生态环境、自然资源、水利巡查、应急救灾等业务领域应用前景广阔。未来在多技术方法融合、多元异质信息融合及项目应用落地方面有待进一步拓展,天空界无人机航测、地下界分层精细探测新技术新方法等尚需加强研发应用与技术协同。

药物临床研究阶段申办者和生产场地变更研究六:临床研究阶段申办者和生产场地跨境变更的风险分析

目的:通过对临床研究阶段申办者、生产场地发生跨境变更时的风险变化进行分析,为申办者和生产场地的跨境变更管理提供参考。方法:基于申办者和生产场地不同组合情形的初始风险评价结果和采取风险管控措施后的风险再评价结果,比较分析不同组合情形之间发生变更时变更前后的“风险指数水平”变化。结果与结论:基于初始风险评价结果,有两种变更情形的风险指数水平在变更后较变更前降低;基于风险再评价结果,有四种变更情形的风险指数水平在变更后较变更前降低。

云南地区介质衰减、场地响应及震源参数研究

利用云南区域地震台网2012-2023年的地震波形记录,采用联合反演方法,获得研究区的介质衰减Q值、67个台站的场地响应以及区内ML2.0以上2819次地震的震源参数。结果显示,在三段地震波几何衰减模型基础上,非弹性衰减模型较准确地反映了云南地区构造复杂、地震活动性较强的特征。在研究区67个台站中,场地响应总体上没有出现明显的放大效应,但存在显著的高频衰减现象。在卓越频段1~6Hz,场地放大倍数大多为1~4倍;在10Hz以上高频段,场地的衰减幅度大多在0~95%之间。其中,12个台站的场地响应值在1附近波动;4个台站的场地响应值在低频段接近1,在高频段放大;5个台站的场地响应值整体上略小于1;46个台站出现低频段稍微放大,高频段衰减的现象。各震源参数的相关性分析结果表明,地方性震级与矩震级、地震矩、应力降、视应力及辐射能量均正相关,与拐角频率负相关。滇西漾濞、盈江、芒市地震余震区及滇南红河断裂南段是中小地震应力释放水平相对较高地区,沿金沙江–红河断裂带,尤其是滇南红河断裂带南段沿线则是高应力降地震集中的区域,说明这里的断层可能受到相对较强的构造剪应力作用。

加油站场地气相抽提(SVE)拖尾污染物的微生物降解效果研究

针对加油站场地气相抽提(SVE)拖尾污染物组成及其含量,首先利用不同浓度石油烃对活性污泥中石油烃降解微生物进行驯化、富集以及筛选,共分离出7株优质石油烃降解菌;其次利用混合降解菌群进行降解试验,对人工配制模拟石油烃污染土壤(石油烃初始质量分数约1400μg/g)生物降解180 d后,石油烃降解率大于86%;最后,开展混合降解菌对目标加油站真实污染土壤(石油烃初始质量分数1532.3μg/g)降解试验研究,结果表明,微生物混合菌群将真实污染土壤中石油烃质量分数降至342.6μg/g(230 d),满足美国堪萨斯州风险评估标准(非居民用地石油烃质量分数小于450μg/g),降解率可达77.6%。

上海市典型行业退役场地土壤和地下水石油烃污染碳链组分特征及风险评估

我国目前对石油烃污染场地的健康风险评估方法在风评规范中并未明确,为探究不同行业退役场地石油烃污染特征及其对健康风险评估结果的影响,本研究在上海市目前主要工业行业类型中选取其中5类数量较多的典型行业(橡胶和塑料制品业、机械制造业、香料制造业、涂料制造业、金属结构制造业)退役场地,开展重点污染区域土壤和地下水石油烃(C_(5)~C_(40))含量水平和碳链组分分析。结果表明:在所选5类典型行业退役场地中,石油烃在土壤和地下水中有明显积累,土壤石油烃C_(5)~C_(40)检出范围为165~10105.6 mg/kg,地下水石油烃C_(5)~C_(40)检出范围为0.098~17634 mg/L。从石油烃碳链分配比例来看,以使用润滑油为主的机械制造业和金属结构制造业土壤与地下水石油烃分布趋势一致,均以高碳链的芳香烃和脂肪烃为主;以油品作为原料的涂料制造业、香料制造业、橡胶和塑料制品业土壤石油烃均以高碳链脂肪烃为主,地下水石油烃则以低碳链芳香烃为主。蒙特卡罗模拟结果显示,各类型污染场地土壤石油烃中脂肪烃和芳香烃的C10~C12含量占比对场地的风险水平影响最大,地下水石油烃中脂肪烃C13~C16的含量占比对场地风险水平影响较大,土壤和地下水石油烃均为低碳链(C16以下)含量占比对场地风险水平的敏感性较强。研究显示,不同类型石油烃污染场地土壤和地下水石油烃碳链分配情况并不一致,应分别对土壤和地下水开展石油烃碳链含量精细化检测,这对摸清污染场地的石油烃的污染类型以及制定合理的石油烃的风险控制值是非常必要的。

2023年2月6日土耳其双强震场地液化及其震害特征现场调查分析

震害考察是地震工程研究的支柱之一。2023年2月6日土耳其中南部发生了两次震级分别为Mw7.8,Mw7.5的罕见双强震,造成巨大的人员伤亡和财产损失。通过实地震害考察,对双强震触发的场地液化震害及其特征进行调查分析,分析结果显示:①本次地震液化具有现象显著、液化面积大、涉及范围广、液化灾害严重等特征;②场地液化震害形式多样,表现为喷砂、地面侧移、地基沉降以及地基丧失承载力等典型液化震害形式,且造成大量建筑物严重破坏;③在两个调查地区发现了液化引发的地面侧移,侧移量从几米至十几米,并直接导致建筑物严重破坏甚至毁坏;④在格尔巴舍(Golbasi)城区发现数十栋建筑物因地基液化丧失承载力而出现严重倾斜(不均匀沉降)、沉降,沉降量从几十厘米到1~2米、倾斜角度从几度到十几度不等,现场测量建筑最大倾斜角度达到20°。通过对土耳其地震场地液化的宏观现象调查分析,认识本次地震触发的液化特征及其震害启示,以期为中国地基液化减灾技术研究提供参考。

复杂场地盾构区间隧道块石探查和处理技术

研究目的:覆盖层中存在的块石群对地铁区间盾构施工造成很大影响。采用常规的钻探或物探手段探查块石群的效果较差,选择合适的探查手段及清障技术是类似工程的主要难点。本文以杭州地铁7号线吴山广场站—江城路站区间为依托,系统介绍在复杂场地条件下覆盖层中块石的综合探查技术,分析基于超前注浆加固和爆破预处理的地铁盾构隧道块石清障相关技术。研究结论:(1)在大量既有地表建筑物的条件下,探查块石需要钻孔与物探结合的手段;(2)微动探测在覆盖层中探测块石具有比较明显的优势;(3)在有条件的场地采用爆破预处理,在不具备爆破场地条件下可能遇块石时采用超前注浆加固预处理,盾构掘进通过后采用长管注浆加固管片周围土体,必要时进行带压进仓清理;(4)本研究成果可为类似复杂场地条件下盾构隧道工程的勘察、设计与施工提供参考。

不同土地利用方式下的场地土壤环境容量评价

从土壤功能和环境风险的角度出发,结合我国具体实际,对场地土壤的不同土地利用方式进行分类,以人体健康、地下水安全、土壤生物为敏感受体,研究在不同土地利用方式下基于不同敏感受体的综合土壤环境阈值计算方法,构建场地土壤环境容量的评价方法.在此基础上,以重金属Cd为模式污染物,计算了我国红壤区不同土地利用方式下的土壤环境容量,对场地土壤环境容量的评价方法进行验证.公园用地、居住用地、工矿用地和商服用地的土壤Cd环境容量分别为11.68kg/hm^(2)、28.89kg/hm^(2)、40.84kg/hm^(2)和40.84kg/hm^(2).本研究为基于不同敏感受体的场地土壤的环境阈值和环境容量评估提供了参考方法和案例,为场地土壤环境容量的评价奠定科学基础,对提升我国场地土壤的环境管理水平具有重要意义.

黄土堆填场地转化为泥石流物质过程--以兰州市碱水沟为例

黄土地区人工堆填场地是近几年兰州市拓展城市用地空间的一个新举措,在场地边缘形成较多堆填边坡,成为参与泥石流的潜在物质。以兰州市碱水沟“4•19”泥石流灾害为例,结合粒径分析试验、扫描电镜图像及野外入渗试验,探讨其特征及运行模式,并提出相应的治理建议。结果表明:1)黄土地区人工堆填体颗粒粒径<1.000 mm的物质约占11.4%~55.2%,有利于泥石流启动;2)以2个相距170 m的泥位调查断面做比较,下游断面流量增加2.5倍,说明入渗引起的黄土湿陷能促进泥石流物质的转化率;3)入渗试验表明:黄土堆填场地渗透性强,低水头条件下8 min左右达到稳定入渗状态,高水头条件下12 min左右达到稳定入渗状态,能在较短的时间内使土壤软化,影响人工堆填场边坡稳定,提高泥石流物质转化速度;4)黄土地区人工堆积体场地诱发的泥石流流动模式复杂、多变,兼具波状流和间歇流的特点。在此基础上,笔者提出过程管理和重点防护相结合的防治模式。

基于VTK的污染场地三维建模及可视化

三维空间可视化技术可以融合展示污染场地的钻探、物探和污染监测数据。采用基于VTK的Web前端渲染技术设计开发了一款三维可视化软件,以实现场地地下空间的详细分析。通过对某污染场地的原始数据进行处理、建模,开发相应的数据接口和前端可视化渲染,提升了数据的可视化展示效果,实现了在线剖切等高级功能,从而丰富了污染场地的Web三维可视化叠加分析的研究方法。

黄河流域煤炭-煤电-煤化工场地特征精准智能识别方法及应用

黄河流域是“能源流域”,兼具生态环境治理和经济社会发展的重任,涉煤产业场地类型、数量及特征的精准智能识别是流域能源资源-低碳发展-生态保护的关键基础问题。研究融合多源数据与深度学习算法,从流域-基地-场地尺度对黄河流域13个大型煤电基地的煤基场地特征精准解析,获得煤电基地高精度、高质量的本底信息,提出一种实时实景智能识别涉煤产业空间特征的新方法。(1)筛选Google image、GF-6影像、Sentinel-2影像等多源数据,采集13个大型煤电基地煤基场地样本,构建煤炭场地(露天)、煤炭场地(井工)、煤电场地、煤化工场地4类数据集,涵盖21种样本类型。按照每种样本六面体设定6×10个样本,共计1 260个场地样本,分析得出最适样本数量-最高识别效率-最优识别模型的置信区间为80%~86%。(2)建立了煤基场地类型量化模型(Coal-based Site Classification Quantitative Model, CSCQM)和煤基场地范围特征模型(Coalbased Site Range Characteristic Model, CSRCM),模型平均精准度为0.837。明析了黄河流域涉煤产业场地本底信息,提出Google image底图叠加场地智能识别模型解算结果的高精度场地智能识别方法。(3)解析了流域神东煤炭-煤电产业集聚区精准本底数据,依据遥感生态指数(Remote Sensing Based Ecological Index,IRSE)分析,煤基场地分布2 km核心区地表生态质量受煤炭、煤电产业影响明显,5 km缓冲区则影响不明显,而8 km控制区基本不受煤炭、煤电产业影响,从而给出了“动态修复”与分区域、分阶段重点治理等低碳路径。(4)解析了流域宁东煤炭-煤电-煤化工产业集聚区精准本底数据,2022年煤炭场地17.81 km^(2)、占比34.1%,煤化工场地22.3 km^(2)、占比42.6%,煤电场地12.2 km^(2)、占比23.3%,煤化工场地>煤炭场地>煤电场地。进而采用PSR(Pressure-State-Response)模型得到风险管控综合得分53.93分,较2003年提高了27.2%。划分生态维护区、生产监测预警区、损毁修复重建区、其他调控区的分区管控模式。研究为涉煤产业煤基场地潜在污染控制、场地治理及区域生态修复提供技术方法与实践支撑。

远近场地震动对隔震建筑抗震韧性影响分析

不同类型的地震动对隔震结构的地震响应和抗震韧性影响不同,为进一步探究其影响的差异,本文以北京地区某7层RC框架-剪力墙隔震结构为例,分别选取近场脉冲地震动、近场无脉冲地震动和远场地震动各11条进行设防地震和罕遇地震下的弹塑性分析计算及抗震韧性评价。分析结果表明:在地震作用下,远场地震动与近场无脉冲地震动响应相近;近场脉冲地震动对层间位移角、楼层加速度的影响远大于其他两类地震动,隔震层位移均值接近规定限值;近场脉冲地震动因其极大的地震响应导致抗震韧性评价各项指标远不如其他两类地震动,设防地震下远近场地震动均满足抗震韧性一星水准,罕遇地震下近场无脉冲地震动和远场地震动均满足韧性三星,而近场脉冲地震动只能达到韧性二星水准。研究结果可为地震灾害防范和隔震结构韧性设计提供参考。

不同场地条件下埋地腐蚀钢管地震易损性评价

为评估不同场地中埋地腐蚀管道的抗震性能,建立管-土非线性相互作用分析模型,基于增量动力时程分析方法,以埋地钢管结构应变为性能参数,对不同场地中埋地腐蚀管道的地震易损性进行了分析。结果表明:同一场地条件和服役龄期下,随地震动强度的增大,管道处于基本完好状态的概率逐渐降低,处于严重破坏状态的概率逐渐增加;同一场地条件下,随管道服役龄期的延长,中等损坏极限的曲线斜率增长明显大于基本完好极限的曲线斜率,但管道失效的速率在逐渐变小,软弱场地中服役龄期50a管道在抗震设防烈度8度时已发生中等损坏;同一地震动强度和服役龄期下,随场地等效剪切波速的减小,管道达到基本完好极限、中等损坏极限的失效概率逐渐增大,软弱场地中失效概率最大;同一服役龄期下,随场地等效剪切波速的减小,管道达到中等损坏、严重破坏的地震动峰值加速度明显降低,较低地震烈度下的软弱场地管道震害甚至高于较高地震烈度下的坚硬场地。本研究可为不同场地中埋地腐蚀管道的震害预测及灾后损失评估提供参考。

不同倾斜方式对倾斜液化场地地震响应的影响分析

在倾斜场地地震液化后,土体的侧向流动扩展引起的场地失效以及大变形问题的研究中,不同的倾斜方式会对试验结果产生一定的影响,而目前针对不同倾斜方式对倾斜液化场地土体地震动力响应影响评价的研究成果还较为少见。根据课题组开展的水平液化自由场振动台试验,首先基于OpenSees有限元平台建立了水平液化自由场有限元计算模型,在数值模型中考虑了模型箱对场地土地震响应的影响,通过对比数值计算结果与试验结果验证了数值模型的可靠性。在此基础上建立了倾斜液化自由场有限元计算模型,分别建立了层剪箱整体倾斜模型、层剪箱场地土倾斜模型和刚性箱场地土倾斜3种不同的数值模型来模拟振动台试验中采用的不同的倾斜方式。通过对比,分析了在0.3g汶川地震卧龙波作用下3个数值模型计算得到的自由场土体动力响应结果,并讨论了3种不同的倾斜方式对计算结果的影响,最后给出了针对倾斜液化场地地震动力响应数值模拟和振动台试验研究中的一些有参考价值的结论。