渤海海底土类动剪切模量比和阻尼比试验研究

土的动剪切模量比和阻尼比是工程场地地震安全性评价工作和土层地震反应分析中不可缺少的重要参数。本文采用应力控制振动三轴试验装置对渤海海底的常规土类动剪切模量比G/G_(max)和阻尼比λ进行试验研究,试验装备为HX-10O控制振动三轴试验系统,土类包括粘土、粉质粘土、细砂、粉砂、粉砂质细砂,土样来自渤海海域内BZ13-1、BZ26-2、QK18-2等3油田的场地钻孔。采用拆线曲线拟合动剪切模量比G/G_(max)、阻尼比λ随动剪应变γ变化的关系,得到各类上的G/G_(max)、λ随γ变化关系及推荐值。本文的结果已在这3个油田平台的地震安全性评价中使用,本项工作积累的有关基础资料和工作方法可供该海域内有关海洋建设工程的地震安全性评价工作以及未来海域内的地震区划工作借鉴和参考。

渤海海底表层软弱土特征及其对地震动的影响

以渤海PL19-3油田工程场地为研究对象,利用钻探和剪切波速实测资料,根据中国规范GB50011-2001、美国规范FEMA-NEHRP和欧洲规范EC8,进行场地类别研究;通过地震动效应分析,得到海底表层软弱土对峰值加速度和反应谱的影响。结果表明,现行规范中的场地土类型划分标准是针对陆地场地土特征的,不能反映覆盖较厚的海底淤泥层的特征;海底表层软弱土对地震动加速度的幅值和频谱的影响非常明显,其对峰值加速度的放大倍数较高,但受土的非线性变形影响,随着地震动输入的增大,其放大倍数呈非线性降低,软土场地使得加速度反应谱谱形变宽,特征周期变大。本文的结果为开展海洋工程抗震标准、海域地震区划研究积累了相关基础资料。

北京地区中硬场地地震动效应研究

依据典型工程场地的地震安全性评价报告,研究北京地区中硬场地地震动效应。首先,统计分析了地震安全性评价结果中的场地地震动放大效应。再利用201个工程场地的钻孔资料进行土层地震反应计算,分析不同地震动输入下的场地地震动放大效应。结果表明,北京地区中硬场地地震动放大效应明显,得到的场地地震动峰值加速度转换系数Ka高于《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)中的值,大震水准下更为突出。因此,如在北京地区直接采用《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)中的调整系数,可能会低估北京地区中硬场地的地震动放大效应,降低抗震设防标准。最后指出,场地地震动峰值加速度转换系数明显具有区域性,应根据详细的场地地震动效应研究结果,合理地确定场地地震动转换系数。

烟台海岸软土场地特征及对地震动参数的影响

本文利用剪切波速和钻孔资料 ,根据中国GB50 0 1 1 2 0 0 1规范、美国FEMA NEHRP规范、欧洲EUROCODE 8规范 ,对烟台滨海软土场地类别进行评定。并通过场地地震动效应分析 ,研究滨海场地土特征对地震动的影响。结果表明 ,简单的场地类别划分难以反映软土场地的实际情况 ;滨海软土场地对地震动加速度的幅值和频谱的影响非常明显 ,其对峰值加速度的放大倍数较高 ,但受土的非线性变形影响 ,随地震动输入的增大其放大倍数呈非线性降低 ;软土场地使得加速度反应谱谱形变宽 ,特征周期变大。

我国海洋平台抗震标准若干问题探讨

我国尚未制定海洋平台的抗震标准.本文首先介绍了美国RP2A-WSD规范的内容,并与我国相关规范进行对比分析,认为我国目前采用的海洋平台强度设计和变形设计水准过于保守.从海洋平台的结构特征出发,探讨了海洋平台的工程地震问题.在此基础上,根据我国海域地震活动特征、海洋平台的设计基准期和设防目标等因素,参照相关行业工程抗震设防标准的经验,提出我国海洋平台用于强度设计的正常使用极限地震重现期取200年、用于延性设计的变形极限地震重现期取1000年.最后通过一个工程实例,分析了海底泥面对设计地震动参数的影响,以及不同抗震标准下设计地震动参数的差别,认为本文提出的平台抗震设防水准是安全合理的,同时又兼顾到我国经济承受能力以及与现行标准的连贯性.

用算法复杂性分析时间序列

本文介绍了算法复杂性的概念,总结了算法复杂性的一些性质,对其所具有的优点及在计算中所存在的问题进行了讨论。通过用算法复杂性C(n)分析由地震细胞自动机模型产生的地震时间序列,说明算法复杂性用于研究地震活动演化及地震活动图象是有希望的。

场地条件对地震动参数影响的关键问题

场地条件对地震动的影响很大,在地震动幅值(如峰值加速度)和频谱特性(如反应谱特征周期)的变化上均有体现,而我国现行抗震设计规范没有考虑不同场地条件下地震动峰值加速度和加速度反应谱平台值的变化。本文介绍了我国现行抗震设计规范中场地类别的划分方法、场地对地震动参数值的规定和存在的问题。详细分析了土层结构、覆盖层厚度等场地条件对地震动峰值加速度和反应谱的影响,以及已经取得的研究成果。最后,就场地分类、影响地震动参数的场地条件、地震动参数随场地条件调整的方法等,提出了有待进一步研究的问题。

用算法复杂性分析地震活动演化特征

以非线性动力学理论为依据，用非线性动力学中分析时间序列的算法复杂性研究地震活动规律和构成地震活动复杂现象的动力学特征。提出了按震级计算的地震算法复杂性AC值和按发震时间计算的地震算法复杂性TAC值。选取1970年以来中国东部Ms≥6.0地震，西部Ms≥6．5的强震，对AC值和TAC值进行回顾性分析；利用1970～1980年大华北地区展望性空区识别结果，对AC值和TAC值进行展望性检验分析，并进行了稳定性和可靠性分析。所得结果表明，主震前算法复杂性表现为低值异常变化；表明主震前孕震区震源参数及地壳介质各种物理性质的变化，导致中小地震活动的时空分布出现明显的变化，从原来的无序、杂乱状态向某种有序状态转变。

海洋石油平台的工程地震问题

对于海洋石油平台,结构抗震设计要求提供地震动峰值、反应谱、持续时间以及速度时程等参数.由于海洋石油平台的结构和形式的特殊性,以及海域地震环境特征,考虑海洋石油平台地震动作用时要有不同的方法及侧重点.本文对海洋石油平台地震作用分析中涉及的一些工程地震问题研究进行了讨论,包括设防地震动水准、设定地震、地震动衰减关系、长周期地震动及其相关问题.

关于海洋平台抗震设防水准的考虑

我国尚未制定海洋平台的抗震设计规范,本文首先将美国API-RP2A(2002)和GB17503-1998规范作分析对比,并结合美国南加利福尼亚地区和我国渤海海域地震活动性的情况,认为GBl7503-1998规范的抗震设防概率水准似乎过于保守。根据我国海域地震活动特征、海洋平台的设计基准期和设防目标等因素,参照相关行业工程抗震设防标准的经验,提出海洋平台用于强度设计的正常极限地震重现期取200年、用于延性设计的变形极限地震重现期取3000年,并与有关行业工程抗震设防标准进行了比较分析。

渤海PL19-3油田设计地震动参数研究

渤海PL19-3油田按美国有关规范进行抗震设计,其抗震设防标准和地震动参数与我国有关技术规范相比均存在一定的差别。本文根据渤海及邻区的地震构造、地震活动环境的研究结果,以及工程场地的钻探资料、土动力参数测试结果,参照美国有关技术规范的方法,确定了PL19-3油田的设计地震动参数。研究成果不但能满足该工程的抗震设计需要,也可供渤海海域其他工程参考,尤其是所得到的场地土动力学参数具有其特殊性和代表性。本工作将促进海洋工程的抗震技术规范和设防标准的研究,同时,也为未来开展海域地震区划工作积累了基础资料和工作方法。

新一代地震区划图的破坏性地震目录修编及相关工作简介

当前,公开出版的破坏性地震目录的截止时间为1990年年底,为此,GB 18306—2015《中国地震动参数区划图》编委会成立工作组,通过补编1990年以后的破坏性地震资料和复核1990年以前的存疑地震参数等工作,建立中国及邻近地区公元前23世纪至公元2010年的破坏性（M4.7以上）地震目录和震中分布图。

渤海地区新构造格局

根据新近系—第四系盖层断裂发育的最新资料,按成因将渤海地区新构造期断裂分为继承活动断裂和新生断裂两种类型;依走向又可分成北东—北东东、北西、北东(偏北)、近东西和北北东向5组,其中继承活动的北西向北京—蓬莱断裂带和北东(偏北)向营口—潍坊断裂带北段,以及新生的北东向庙西北—黄河口断裂带是区内主干构造。在新构造应力场中,庙西北—黄河口和北京—蓬莱断裂带是一对共轭活动的构造带,营口—潍坊断裂带北段为右旋逆平移活动断裂带。这3条活动断裂带将渤海地区分成渤东南、渤西南、渤西北和渤东北4个活动块体,展现出新的构造格局,而与古近纪伸展拉分的盆地构造格局明显有异。其原因是构造发育的动力条件和应力状态发生了显著变化。新构造格局在很大程度上控制和影响了渤海地区的油气成藏和地震活动。

中国东部海域及其邻区现代构造应力场研究

中国东部海域是指渤海、黄海和东海地区。前人利用震源机制解、井壁崩落和水压致裂等资料,分别对有关海区的现代构造应力场作过不同程度的研究。文中根据前人的工作并结合海陆地区新构造运动及其动力条件分析,对东部海域及邻区的现代构造应力场进行较深入的研究。该区现代构造应力场以水平至近于水平挤压作用为主要特征,压应力方向从北到南由NE逐渐转为NEE、EW、SEE至SE向,总体呈向东发散的扇形分布。构造应力作用强度具有非一致性,北强南弱。海域具有与大陆统一的现代构造应力场,相应可划为东北、华北和华南3个应力区。中国东部大陆和海域在青藏高原东部被印度板块挤出的构造块体往NE—SE方向滑动推挤及东边太平洋和菲律宾海板块向NWW俯冲推挡的共同作用下,形成现代构造应力场,且青藏高原东部被挤出块体东向滑动的推挤是现代构造应力场产生的主要动力。

营口—潍坊断裂带的新构造和新构造活动

营口—潍坊断裂带是郯庐断裂带穿过渤海的部分,在古近纪对渤海湾盆地构造的发育起到重要控制作用,新近纪以来构造活动仍相当强烈。根据获得的部分最新资料及已有研究成果,对该断裂带的新构造和新构造活动进行了较系统的研究。营口—潍坊断裂带的新构造变形主要表现为其先存的古近系断裂复活,在上覆新近系馆陶组和明化镇组及第四系中形成断裂和褶曲,新构造以断裂极其发育为特征。营口—潍坊断裂带沿线新构造发育具继承性和新生性,断裂带新构造变形和新构造活动具有分段性。分析了各段的构造特点和活动性质,并将新构造期分出6个主要的构造活动幕。

工程地震中的场地分类方法及适用性评述

文中对工程地震中常用的场地类别划分方法分两类进行了对比分析。一类为结构抗震设计规范中用于确定场地影响的标准化方法,主要介绍了中国、美国、欧洲及日本抗震规范中的场地类别划分方法、分类指标,对比分析了各指标(如剪切波速、覆盖层厚度等)存在的问题,并对中国新一代抗震规范中场地条件的划分提出了建议。另一类为地震危险性预测中确定场地影响的区域性的场地类别划分方法,主要介绍了目前研究较多的基于地质、地形、地貌等特征,并与抗震规范中的场地分类指标(一般剪切波速居多)建立对应关系进行区域性场地类别划分的宏观方法,同时还介绍了利用强震记录反应谱进行场地分类的方法。最后讨论了各自的优势、局限性以及适用范围。

渤海东南部NE向黄河口-庙西北新生断裂带的存在

根据中国海洋石油研究中心勘探研究院新取得的渤海明化镇组(N21—N2)和第四系底部构造的资料,在从黄河口到长兴岛的NE向地带发育近600条断裂,其中NE—NEE走向的有近500条,占断裂总数的83%,一般长5～20km,最长40～50km。这组断裂有少数为NE—NEE向古近纪断裂新活动的产物,其余是新形成的,它们总体组成宽约60km的NE向断裂带,具右旋走滑性质。该断裂带不受古近纪断裂构造控制,属新近纪以来发育的新生断裂带。这一现象证实了以前推断的黄河口-庙西北新生断裂带的存在。

地震活动性图象演化及有序性在短临预报中应用研究的新进展

将地震活动图象方法推进到短临阶段有很大难度,目前国内外尚无明显进展。本研究在时间、空间、震级下限三维空间进行多窗口连续追踪扫描,与以往和他人不同的关键是选取适当的时间窗长T、空间窗长S、起始震级M_0的值域,而不是单值,在空间、时间、强度3个轴向进行稳定性检验,以获得稳定而又有序的演化图象为目标(不随M_0变化而变化),找到了系统进入短临阶段的图象演化标志——中等地震平静、临震空区、显著地震、应力窗口效应、条块分布、逼近地震,并分别给出判据指标。 研究将分析时间序列的非线性动力学中的算法复杂性AC值、地震活动广义时间空间分维(D_1、D_s)引入地震活动短临阶段图象演化有序性研究,提出综合表征地震活动有序性新参量——演化指数YH。为这些有序性新参量的应用提供理论依据,设计了有断层和硬块体存在的地震细胞自动机模型。 上述全部研究对国内20—26个强震震例进行了回顾和展望性检验。

HVSR方法用于地震作用下场地效应分析的适用性研究

以美国Garner Valley Downhole Array(GVDA)竖向观测台阵的强震观测记录为基础,利用水平与竖向谱比(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio,HVSR)方法与传统谱比方法研究了多次地震作用下竖向台阵场地的波动传播规律,探讨了该场地HVSR曲线与传递函数(Transfer Function,TF)曲线的差异,综合利用频域求解一维层状场地P、SV波入射情况下场地响应的土层地震反应分析方法和合成理论地震图的波数积分法解释了二者差异可能的原因,在此基础上研究了HVSR方法应用于地震作用下场地效应分析的适用性.研究结论表明:竖向地震动场地效应是HVSR与传递函数产生差异的主要原因,竖向地震动场地效应主要是由竖向地震动中的P波成分引起的.在场地竖向放大可以忽略的频段范围内,HVSR可以作为传递函数研究地震作用下的场地效应.

对含厚软表层海域工程场地设计地震动参数确定的一点建议

工程上常用的等效线性化方法在处理常见的、含厚软表层的海域场地时,其计算结果往往产生较大的偏异.为了研究这些计算偏异产生的程度,本文利用等效线性化方法对典型海域工程钻孔进行了小震、中震和大震3种不同工况下保留和舍弃软表层情况下的土层计算.考虑到在大震作用下,土体可能进入大的非线性范围,等效线性化将不再适用,故引入了一种能更好地考虑土层大非线性效应的直接时域积分方法,并与等效线性化方法研究结果进行了对比分析.在此基础上,给出了确定含厚软表层海域工程场地设计地震动参数的处理建议.