大地震运动共振预报法的验证和预报

在大地震运动共振预报法的基础上,对全球和我国的200多次大(强)震进行验证,并把其中的约20次灾难性或有代表性的地震列成表,证明大(强)震的预报是能突破的.在1996年末对日本海沟一线附近未来一两年将发生7.5～8.4级大震和一系列大(强)震的趋势估计和预报,实际发生的地震说明预报的结果是正确的.经过对方法的深入研究,作者导出震中预报公式;最近还导出应用其前发生的M≥4级地震,对某些大(强)震可缩短预报时间及作出震中预报.对我国自1998年1月至1998年9月10日发生的7次M≥6级地震,作者都做出了不同程度的书面预报且证明预报是成功的.将突破国际地震界某些权威认为“按现有科学水平条件短期地震预报是不可能的”的难题.

利用有限元计算基岩地震运动加速度

从有限元动力分析的基本原理出发,利用振型迭加原理和傅立叶变换对原理,推导了由地震地面运动加速度反算地震基岩运动加速度的有限元计算公式,探讨了地震基岩运动加速度的有限元反分析计算方法;算例表明,地层对地震运动加速度有一定的放大作用,在地下结构抗震计算中应以实际基岩地震运动加速度作为地震动输入.

1999年9月21日台湾集集地震的跨逆断层端部强地震运动特征

1999年9月21日在台湾中部发生了集集地震（MW=7.6)，在其发震断层端部记录到强地震运动，这表明在断层的上下两盘存在着系统的判别。断层北端两强烈的地震运动差可以用一个二维运动源模型来解释，该模型肯有破裂直达地表的断层;本研究中的地震断层运动被看作是从断层中心双向作用的，该断层是一条长30km，并具有30°倾角的低角度逆冲断层，根据波形模型结果，得到震波破裂速度，进展时间和位错分别为2．0km/s,5s和6m,本研究结果表明，在集集地震断层北端的断层滑 比以前所报告 裂速度低，破裂时间长。而且从而断层的表面破裂效果效来看，在断层端部队近有强烈的地震形变，结果造成套范围的破坏。

热效应下P波入射基岩-饱和土-非饱和土场地地震地面运动研究

基于热效应下弹性波的传播理论,通过建立P波入射基岩-饱和土-非饱和土场地模型,研究了该场地下地震地面运动的问题.采用Helmholtz分解原理,结合边界条件,对热效应作用下场地中的波场进行分析,得到平面P波入射基岩-饱和土-非饱和土场地地震地面运动的解析解答.通过数值模拟,分析了热传导系数、饱和度、地下水水位等物理力学参数对场地地震地面运动的影响规律.研究结果表明:在考虑热效应和等温条件两种模型时,场地位移放大系数表现出显著的差异.特别地,在等温条件下位移放大系数普遍大于考虑热效应时的值;水平位移放大系数的变化趋势与热膨胀系数及热通量相位延迟时间的增长呈正相关性.与此同时,当介质温度和饱和度增加时,水平位移放大系数则表现出下降的趋势;对于竖向位移放大系数,其变化模式与热通量相位延迟时间、介质温度和饱和度的增长呈正相关.然而,当热膨胀系数增加时,竖向位移放大系数呈现出减小的趋势;此外,热传导系数的增加对自由场地位移放大系数的影响不明显,表明热传导系数对场地位移放大系数的变化作用较小;在考虑地下水水位的影响时,热效应下随着地下水水位的升高,水平和竖向位移放大系数逐渐增大.相反,在等温条件下的位移放大系数均随之减小.

局部不规则地形对地震地面运动的影响

用有限元法结合修正的透射人工边界，研究了Ｐ、ＳＶ和Ｒａｙｌｅｉ沙波传播时局部不规则地形对地面运动的影响，研究的理论模型包括局部孤突地形和相邻地形。研究结果表明：Ｒａｙｌｅｉｓｈ波传播时孤突地形对地面运动的放大作用显著大于Ｐ和ＳＶ波传播时的结果；相邻不规则地形的存在使地面运动进一步放大、持时延长和呈现窄频带放大特征．考虑相邻地形的影响和传播地震波中的Ｒａｙｌｅｉｇｈ波成分，将使理论模型预测结果更接近实际地震观测结果。

苏通桥对非一致地震地面运动的反应和人工波质量的讨论

台湾集集地震SMART-II密集台阵的,带有GPS国际标准时间校准的7群非一致地震地面加速度记录,和2群以杂交法针对苏通桥桥位断层和地质构造产生的非一致地震人工地面加速度时程历史作为输入,分析了世界最大跨斜拉桥——苏通桥——对非一致地震地面运动的变形和内力反应。每群地震输入由两个或三个台站的三分量加速度记录组成。还考虑顺桥向与波传播方向、断层走向间不同夹角、大桥是否跨越断层的情况下非一致地震地面运动的反应,并与由每群台站记录中含最大水平地面峰值加速度的记录构成的一致地震地面运动的反应做了比较。比较表明:尽管相应的一致地震输入是由一群台站记录中含最大水平地面峰值加速度的记录组成,苏通桥的半数非一致地震反应仍比相应的一致地震反应大,个别情况的非一致反应甚至比一致反应大得多。因此,苏通桥这样的特大桥的抗震设计应当考虑非一致地震的影响。还提出桥梁设计者应根据桥的动力特性对地震安全性评价提出所需的地震动参数。还检查了有关部门对苏通桥抗震设计提供的人工加速度波的反应谱和互相关系数,结果表明桥梁设计者应当在多方面检查所提供的人工波的质量。

数字地震数据的处理研究──真实地面运动的复原

讨论了在频域中真实地面运动的复原问题，借助于一个稳定的六阶带通滤波器可使地震仪反演系统趋于稳定，最后由差分方程递归求出真实地动位移，结果表明，对同一个地震，不同的仪器其原始响应不同，但由其复原的真实地面运动结果却有相当好的一致性。这证明了所采用的复原方法的可用性。

平稳地震地面运动改进金井清谱的相关函数模型

胡聿贤平稳地震地面运动谱模型是对Kanai-Tajimi模型的一种改进。通过数学推导证明胡聿贤谱是将基岩地震动模拟为过滤白谱过程,经具有某种特性的线性单自由度土层滤波后而形成的,从而在物理上解释了胡聿贤模型的合理性;研究了低频截止频率的作用,推导出胡聿贤模型的相关函数的表达式。本文所得结果可为结构随机地震反应时域分析提供基础。

改进的Clough-Penzien地震地面运动模型

简要介绍了Kanai Tajimi模型、Clough Penzien模型和改进的Kanai Tajimi模型。基于Clough Penzien和改进的Kanai Tajimi模型,提出了改进的Clough Penzien模型。利用拉普拉斯变换,导出了改进的Clough Penzien模型。比较了Kanai Tajimi模型、Clough Penzien模型和改进的Kanai Tajimi模型和改进的Clough Penzien模型的统计特性。

地下水位变化对地震地面运动的影响

本文以Biot提出的流体饱和多孔介质波动理论为基础,建立了成层地基模型,把地下水位以下的饱和土层用水饱和多孔介质模拟,地下水位以上土层用气饱和多孔介质模拟.通过研究入射平面简谐波在成层地基中的传播,分析了地下水位变化对地震地面运动的影响.结果表明:P波入射下,当土体骨架相对刚度较小时,地下水位变化对地表位移尤其是竖向地表位移幅值影响较大,随着地下水位的下降,竖向位移逐渐增加,相对应的峰值频率逐渐减小;当土体骨架相对刚度较大时,地下水位变化对地面运动影响不大.

平稳随机地震地面运动过程模型及其统计特征

地震地面运动过程具有强烈的随机性,应用随机理论对实际工程结构进行地震可靠性分析和抗震设计与加固时都需要建立合理的随机地震地面运动模型。本文选择3种典型的随机地震动模型,即理想白噪声模型、金井清模型和改进的金井清模型,分析了它们的物理概念、频域特征以及适用范围。引入状态向量,建立状态方程,通过复振型叠加法分析了地震地面运动过程的时域统计特性,推导出3种随机地震动模型的相关函数的解析表达式。这些结果可为结构随机地震反应时域分析和抗震可靠性评估提供基础。

单桩横向非线性运动地震响应简化分析

采用退化的Bouc-Wen模型和动力Winkler地基梁模型,建立了一个单桩横向非线性运动地震响应的简化分析模型,将自由场位移,作为沿桩轴均匀分布的非线性弹簧和频率相关的粘壶的支撑运动,利用运动响应因子的概念以及相应的计算方法,计算并讨论了地震运动过程中,单桩横向非线性运动地震响应问题。计算结果表明,对于单桩横向非线性运动地震响应问题的简化分析,所提出的模型在物理上是合理的。

地震地层运动空间变化对大跨度斜拉桥的影响

采用ADerKiureghian等提出的考虑地震运动空间变化特性的多支承运动反应谱方法(MSRS法)的理论模型,研究了地震动空间变化特性对大跨度斜拉桥动力响应的影响.以某一实际的大跨度斜拉桥为例,计算了其在空间变化地震动作用下的动力响应,分析并讨论了计算结果.

对地震地面运动持续时间定义的对比分析及改进建议

本文通过对强震持续时间已有研究结果的分析，建议了一种比较合理、方便实用的强震持续时间的改进定义。

地震地面运动的分类

本文从强震持时、频谱特性和能量分布峰态系数等三个方面对地震地面运动规律进行综合分析,提出了一种较为客观的地震地面运动分类方法。

天水—礼县地区地震波运动学透视

根据地壳速度结构模型,给出了利用厂坝爆破适于天水—礼县地区的各个传输台站不同震相的走时模型。以此为基础,对比分析了从1984年11月至1987年5月共31个月的资料,讨论了零时序列、走时差序列、相对走时序列、计算零时序列和波速比序列的特征。较详细地分析了迭部M_s=5.9地震过程中上述序列的反映。确认了走时出现多—少的变化特征、波速比的低—高—发震的特征、震前几天走时特殊低、波速比很高的特征和波速的方向性特征。经过误差讨论与统计检验确认上述特征是可信的。最后,又讨论了如何利用地震波运动学特征监视和预报地震。由于地震波透视这种方法物理意义清晰,许多因素已知,精度较高,故所得结论不仅有理论意义,而且有实用价值。

地震地面运动能量分析的新方法——小波变换

从小波变换的基本原理出发,利用小波能量特性及正交特性,根据加速度记录推导出小波变换下的地震地面运动的能量时程公式,通过小波变换后求得的能量同时包括了地震动时域和频域内的能量,而且这种方法从理论上是可行,从方法实现上也是比较简单的。

考虑时间—空间变化的地震地面运动模拟

采用谱表示法,按不同的场地特性参数,模拟生成平稳与非平稳的随机过程,考虑了地震地面运动的时间—空间变化,计算了不同场地的地震反应谱,并与铁路抗震设计规范进行了比较,对不同的场地用反应谱法进行抗震设计的研究具有重要意义.

安徽固镇5.0级地震地面运动的某些特征

本文以安徽固镇5.0级地震为例,归纳和讨论它的地面运动现象——地物所遭受的破坏、倒塌、旋转方位和震源机制解得出的主压应力方位、破裂方向、断裂的活动方式、块本动向等特征,彼此得到验证,显示了一个五级地霞的地面运动特征。

柴达木盆地东部地震地面运动放大效应

柴达木盆地是青藏高原东北部大型断陷山间盆地,该地区的流动观测记录了2008年11月10日发生于大柴旦附近的M_W6.3地震。和附近的基岩上的记录相比,盆地内部的记录显示出非常显著的地面运动放大效应,表现为峰值速度的增大、持续时间的延长,其呈现出长持续时间的后续震相。傅里叶频谱分析表明盆地内部显著的后续震相的频率和直达波相比较低,地面质点运动轨迹图显示后续震相为面波运动特征。为了解释地面运动的差异,构建二维模型,通过交错网格高阶有限差分方法计算了地震波在盆地内部的传播过程,结果显示盆地内部低速层的存在造成直达波的放大以及多次反射与转换,盆地边缘结构造成的波的相干叠加产生了强烈的次生面波,其低频、大振幅、长持续时间的特征是盆地内部地面运动放大的主要原因。