川滇地区水平向强地震动衰减关系研究

利用近几年在川滇地区破坏性地震及汶川地震强余震中获得的951条加速度记录,通过选取合适的衰减关系形式和距离参数,经统计获得了川滇地区水平向峰值加速度与35个周期点对应的加速度反应谱(阻尼比0.05)衰减关系.统计结果显示,震级越大,地震动随距离的衰减越慢;加速度反应谱的短周期部分随距离的衰减明显快于长周期部分;中强地震在近场也会产生较大的峰值加速度和较高的短周期加速度反应谱.由于统计资料的非完整性,本文统计结果尚不宜直接应用于相关工程场地的设计地震动参数确定中.但本文结果与目前由转换方法得到的我国西部地震动参数衰减规律的较大差异提示:进一步深入研究我国地震动参数衰减规律应是紧迫而重要的任务.

几种仪器烈度算法在汶川地震与芦山地震中的可靠性比较

破坏性地震发生后,特别是在通信中断的情况下,利用仪器烈度快速估计地震动强度(烈度)的分布情况,可为开展最有效的地震应急救援提供决策依据.该文介绍了现有的几种仪器烈度算法,并利用汶川地震与芦山地震中获得的强震加速度记录对各种算法的可靠性进行了比较.结果表明,在这两次地震中只利用地震动峰值参数确定仪器烈度的算法可靠性较低,而考虑反应谱特性的算法可靠性更高.在未得到更多强震数据的检验前,建议采用袁一凡提出的仪器烈度算法,或利用谱烈度值确定仪器烈度的算法,或利用加速度反应谱值确定仪器烈度的算法.

基于假设检验的地震动强度(烈度)速报方法

地震发生后数分钟内,快速、可靠地判别出地震动强度(烈度)的空间分布,用以估计不同地区的受灾程度,可以为政府开展应急救援并合理分配救援力量提供决策依据,保证救援人员及时、准确地到达极震区并展开搜救,以减少生命财产损失。本文基于统计学中的假设检验方法,对历史震害资料进行统计,提出了一种利用强地震动参数判别地震动强度(烈度)的方法。比较结果表明,本方法所确定的地震动强度(烈度)与实际震害烈度对应较好,能较真实地反映实际震害情况。

利用修正谱烈度确定我国西部地区仪器烈度的建议方法

基于近年来在我国西部破坏性地震中获得的加速度记录及其对应的烈度资料,利用假设检验方法,统计了多个强地震动参数与烈度间的对应关系,分析结果表明谱烈度(阻尼比20%)与震害烈度间对应关系最好.为降低误差,本文根据加速度反应谱卓越周期和场地条件的差异对谱烈度进行了修正.采用修正谱烈度确定的台站仪器烈度,与震害烈度完全一致的比例接近70%,说明利用修正谱烈度确定仪器烈度具有较高的可靠性,故建议采用本文提出的修正谱烈度作为我国西部地区的仪器烈度评定标准.

强震动作用下土体非线性动力特征研究发展与展望

浅地表覆盖土层动力特性对地震动影响显著,软厚土层会明显改变地震动强度及频谱特性。由于观测数据匮乏,强震动作用下土体非线性动力特征研究长期以来均以室内试验为主,但在实验室中难以可靠地模拟实际地震历程中土体承受的加载路径、边界条件、排水条件等复杂因素。近二十年来竖向台阵(至少包含一个地表测点和一个井下基岩测点)记录数据大量增加,为土体非线性动力学研究提供了新的基础数据与发展机遇,使基于现场观测的土体非线性动力特征实证研究成为可能。

高速列车引起的地震动及其对地震信息检测的影响分析

我国高速铁路迅速发展,高速铁路地震监测系统建设同步进行。但是,由于客观条件的限制,铁路沿线地震监测点距离线路较近,高速运行的列车产生的震动经高架桥或路堤传至地震监测点,对地震信息检测形成一定干扰。通过对哈大客运专线四个地震监测点附近的测试发现,列车运行引起的地震动幅值较大但随距离衰减很快,在短短100 m之内PGA就从1 ms-2左右衰减至0.01 ms-2以下。以浑南地震监测点获得的强震加速度记录为例,分析了列车运行引起的地震动对报警阈值检测和P波到时拾取的干扰,发现此干扰在地震信息检测中必须加以考虑,低通滤波可以减小对报警阈值检测的干扰,积分成速度时程之后再进行P波到时拾取则更加可靠。

中国地震学会强震动观测技术与应用专业委员会第一届青年工作委员会成立会议纪要

中国地震学会强震动观测技术与应用专业委员会青年工作委员会成立会议于2016年11月19—20日在江苏省苏州市召开。来自中国地震局直属单位、中国建筑科学研究院、核工业第二研究设计院、环境保护部核与辐射安全中心、清华大学、北京工业大学、南京工业大学、南京航空航天大学、大连理工大学、华中科技大学、苏州科技大学、东北电力大学、桂林理工大学、哈尔滨理工大学、青岛理工大学、河北地质大学、湖南工业大学、东华理工大学、黑龙江工程学院、吉林建筑大学、国土资源部实物地质资料中心、中核能源科技有限公司、中信建设有限责任公司等机构的近60名代表参加了本次会议.

刚度和阻尼频率相关的等效线性化方法

在实际工程中发现,在强地震动作用下等效线性化方法低估了地表地震动的峰值加速度反应。通过与场地效应竖向台阵观测记录的对比分析证实了这一现象,其主要原因是等效剪应变水平的取值高于高频段实际剪应变水平,从而抑制了土层地震反应中的高频成份。若干分析表明,动力反应过程中土体的剪应变是随频率而变化的,且试验表明土体的刚度和阻尼是与剪应变相关的,据此假设土体刚度和阻尼是与频率相关的。基于这一假设,对传统等效剪应变的选取如何使得土层对基底地震动输入中的高频成分产生滤波效应的原理进行探讨,且通过频率相关的等效线性化方法对该原理进行证明。将该方法应用于PortIsland场地效应竖向台阵的分析,并与实际地震动记录进行了对比,结果表明,较之传统等效线性化方法,能更加合理地考虑地震动输入中的高频成分。

汶川地震中强震动台基墩引起的记录异常分析

自由场地上的强震动记录是研究地震动衰减规律、制定抗震设计规范等的基础数据,因此,强震动记录是否可靠至关重要,将直接影响相关的统计分析结果.在汶川地震中,宜宾高场强震动台记录了一组3分量加速度记录,其中东西向峰值加速度为101.2cm/s2,南北向峰值加速度为122.1cm/s2,垂直向峰值加速度为94.4cm/s2.加速度时程图示结果表明记录曲线呈现明显的不对称,尤其是垂直向更甚.此外,较之附近其它强震动台峰值加速度明显偏大.本文针对这一异常记录进行了分析,并通过现场实验、振动台实验和数值模拟分析了异常产生的机理.结果表明,记录异常是由仪器墩的放大作用和碰撞效应引起的.放大作用起因于仪器墩高宽比过大,而运动中的仪器墩底部接触碰撞使地震动记录呈现显著的不对称,即"瀑布"现象.

关于中村(Nakamura)方法分析结构响应有效性的讨论

日本学者中村(Nakamura)1989年提出了一种基于同一地表测点地脉动水平分量与竖向分量傅里叶振幅谱比值来估计场地特征的方法,即所谓的中村方法.该方法被广泛应用于场地特征的估计,并已取得大量的成果.目前,这一方法也被国内外的研究人员用来进行结构响应特征的研究.但中村方法的合理性,国内外尚存在较大争议.通过对北京城区的一栋钢筋混凝土框架结构建筑的脉动观测,采用中村方法对获取的速度记录进行了计算分析.结果表明,该方法能有效地得到结构的自振频率,但是不能给出结构对振动的真实放大倍数,因此,在使用此方法分析结构响应方面时应谨慎,建议采用多种方法进行比较分析.

Rayleigh波入射情形下的断层效应

本文运用数值模拟方法对Rayle igh波入射情形下的断层效应进行分析,结果表明:断层对Ray-le igh面波具有隔震作用,随断层深度的增加其隔震效果更加明显,且水平向的隔震效果强于竖向。在入射波一侧,由于断层的作用使接触带附近的反应增强,随着断层破碎带宽度的增加,竖向反应变化特征明显不同于水平向反应变化特征。

气枪震源地震动效应分析

迄今为止，人类关于地球内部结构、组成和演化的知识仍主要来源于人们从天然地震引起的地震波中获取的信息．尽管天然地震能量大、探测范围广，但其发生的频率低、位置不确定、定位精度差，因此利用天然地震探测地球内部精度相当低．与天然地震相比，人工震源的位置及激发时间可以精确控制且重复性好，因此具有很高的探测精度．但常用的人工震源（如爆破震源、电火花震源、锤击震源及列车震源）激发的能量均无法与天然地震相提并论，

典型场地在不同地震动输入水平下的反应

强震动作用下场地土的非线性对地震动反应特征影响明显。场地土的非线性效应首先是由岩土工程学家在室内试验中发现的,继而地震学家在强震动记录分析中亦发现了场地土的非线性效应。一般来讲,随着地震动输入强度增加,场地土非线性效应越明显。但对于不同场地类型,相同地震动水平作用下,场地土非线性效应是不同的。针对这一问题,选择了几个典型场地,采用等效线性化方法分析了不同地震动强度作用下各类场地土的非线性效应,并提出了一种以场地等效剪切波速随地震动输入水平变化为依据的场地土非线性效应确定方法,且定义当等效剪切波速变化率不足20%时,场地地震反应分析可不计入场地土的非线性效应。

近场强震作用下城市桥梁结构灾害评价方法研究

桥梁是城市交通系统中抗震性能最差的节点,一旦遭受地震破坏会影响城市生存功能,可能导致城市局部或整体功能瘫痪,引发或加重次生灾害,降低了地震应急救援和震后恢复的速度和效果,是都市区震害情景构建中重点考虑的关键环节。根据唐山、海城、汶川地震等桥梁震害资料,对桥梁按场地土类型、建筑年代等分类,建立桥梁易损性曲线模型,并提出了适用于城市大量桥梁地震灾害状态快速评价方法,利用该方法评价了潜在近场强地震动作用下太原市区环城高速以内主干道路桥梁的震害。与以往的桥梁易损性模型对比结果表明,所提出的桥梁易损性模型可以更加准确地评价桥梁的震害。该方法可为城市桥梁的震前改造加固、震后快速恢复提供理论依据,也可为震后应急救援决策提供必要的支持。

基于人工神经元网络和多特征参数的预警震级估算

预警震级测定是地震预警的关键技术环节之一。在满足地震预警系统时效要求的前提下,以国内现有的人工神经元网络构架为基础,考虑采用更多的特征参数,对实时持续计算确定预警地震震级的方法进行研究。通过对日本部分实际强震数据进行持续估算预警震级与实际震级间的偏差情况,对预警震级和实际震级进行线性拟合,提出对预警震级结果的修正公式,进一步完善本方法快速估算预警震级的准确程度。

汶川8.0级地震房屋建筑震害特征

尽管在汶川大地震中大量房屋建筑遭受了严重破坏,然而,不同类型的房屋建筑所表现出的反应特征各不相同。本文在地震灾区震害现场调查所收集的大量资料的基础上,着重对几类主要房屋建筑,如砖木房屋、多层砌体房屋、钢筋混凝土房屋等在强烈地震作用下的地震反应及震害进行了总结和分析,以期从中得到一些有益的认识,为灾区恢复重建提供科学依据。

地震动强度及其特征分析

地震动的强度,一般用烈度或地面峰值加速度、地面峰值速度等地震动参数表示。但是,地面运动是一种典型的非平稳信号,幅值和频率成分均随时间变化,瞬时的幅值最大值并不能完全代表其破坏能力。

强震预警中P波到时STA/LTA和贝叶斯BIC双步骤捡拾研究

以云南地区的地震数据为基础,借鉴国内外P波震相自动识别相关研究,提出一套可实时处理P波震相的方法,即STA/LTA和贝叶斯BIC双步骤捡拾法。应用此方法对所选取的云南强震动台网观测记录进行P波自动精确识别,并与人工捡拾方法结果进行对比,确定STA/LTA和贝叶斯BIC双步骤捡拾法的识别精度能满足地震预警快速准确的要求。

考虑场地效应的非一致激励下桥梁地震响应特点分析

本研究拟从常规桥梁(跨径不超过150m且桥长不超过600m)出发,考虑局部场地效应,对某工程场地的地震反应进行三维动力有限元分析。将计算得到的地表地震动作为桥梁桥墩处的非一致输入,然后再通过有限元时程分析计算得到桥梁的地震反应。通过与一致激励及考虑行波效应激励的地震反应计算结果进行比较,得出以下结果:由于局部场地条件对地震动的频谱、峰值加速度都有影响,与一致激励相比,考虑局部场地的非一致激励对于桥梁的下部结构反应影响较小,而对于上部结构响应影响明显;考虑行波效应的非一致激励对于桥梁地震响应有减弱效果。研究结果表明,仅考虑行波效应引起的地震动非一致性开展桥梁地震响应分析并不具备保守性。

基于HVSR谱比法研究场地反应非线性特征

针对汶川地震近断层的众多量大面广的Ⅱ类场地,选用理县木卡台作为研究对象,采用主震、余震和地脉动记录,基于傅里叶谱HVSR谱比和速度反应谱HVSR谱比结果,研究场地反应的非线性特征。结果表明:主震、余震、地脉动的速度反应谱HVSR谱比曲线平滑,峰值突出,清楚地给出了场地的卓越频率;场地地震反应随着PGA的变化出现明显的非线性反应,随着PGA的增大,小于100 gal余震、100~200 gal余震、200~300 gal余震以及主震的记录中场地卓越频率有向低频偏移的趋势。