日本海沟S-net台网水平向海域板缘地震动模型研究

地震动反应谱预测模型是概率地震危险性分析的基础,该文基于日本海沟大型海底台网S-net的海域俯冲带板缘地震动数据库,建立了俯冲带地区的水平向海域板缘地震动预测模型,分析了板缘地震的海陆地震动模型差异。在地震动模型中考虑了与场地信息有关的台站水深和沉积层厚度。由于海底台站的埋设方式不同,在模型中将台站按埋设和未埋设进行区分,通过回归分析和参数平滑建立了考虑震源类型、矩震级、震源深度、断层距、水深、沉积层厚度和埋设方式的水平向海域板缘地震动预测模型。通过对事件内残差进行分离,给出了研究区域的海底板缘模型单台标准差,可用于特定场点的概率地震危险性分析。该文的水平向海域板缘地震动模型可为考虑震源类型的海域区划和海域概率地震危险性分析提供参考。

海底长周期地震动预测模型:以日本相模湾海域为例

地震动反应谱预测模型是地震危险性分析的基础,基于日本K-NET台网相模湾地区的892组海域地震动数据和4 033组陆域地震动数据,考虑震级、震源距、震源深度以及震源类型和场地,建立了PGA和0.05~15.0 s的海域地震动加速度反应谱预测模型。通过残差分析以及相关性分析检验了模型的合理性,并分析了震源类型以及震源深度对反应谱的影响,对比了海陆地震动预测模型的差异。结果表明:震源类型以及震源深度对模型预测结果影响显著,水平向海域模型以及长周期(T≥1.0 s)竖向海域模型所预测反应谱大于陆域模型所预测的反应谱值,且水平向和长周期竖向模型的场地放大系数均大于1。该模型可为长周期海域地震动模型的建立和概率地震危险性分析提供参考,为长周期海域工程的抗震设防提供依据。

基于IDA的输电塔地震动强度指标与结构损伤指标研究

以输电塔为研究对象,利用20条典型地震动时程,分别采用10个地震动强度指标(intensity measure,IM)和4个结构损伤指标(damage measure,DM)对输电塔进行增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)。通过双对数线性回归建立了地震动强度指标与输电塔损伤指标的无量纲化关联模型,并对不同强度指标和损伤指标组合下关联模型的有效性、实用性和效益性进行了综合评价。结果表明:针对输电塔结构,选取有效峰值加速度(effective peak acceleration,EPA)作为IM和节间位移角(inter-story drift ration,ISDR)作为DM进行组合时,具有较好的稳定性和较高的相关性;基于输电塔结构第一阶、第二阶反应谱的Sa_(avg)^(*)在指标关联性评价中的优势与EPA、Sa(T_(1))类似,而Sv*avg指标与有效峰值速度(effective peak velocity,EPV)、第一周期谱速度(Sv(T_(1)))指标相比,增强了与DM之间的关联性;构造的E(ad)作为结构总持时内的地震动能量输入指标与所有IM指标组合时,并不受输电塔对加速度型IM更敏感从而导致加速度型IM与DM组合时关联性更强的影响。研究结果可以为进一步提高输电塔结构抗震性能评价精度提供参考和借鉴。

海域和陆域地震动输入能量与强度指标相关性

为给概率地震危险性分析提供依据,研究了海域和陆域地震动弹性输入能量与其他地震动强度指标的相关性及海陆差异。基于日本K-NET台网的271次地震事件,包含1784条海域地震动记录和4480条陆域地震动记录,通过相关性分析选取了7个代表性强度指标。首先,计算了不同震中距下强度指标与绝对和相对输入能量的相关性,并从不同周期段及震中距的角度分析了结果;其次,对不同阻尼比下强度指标与绝对和相对输入能量进行相关性分析;最后,对比了海陆强度指标与输入能量的相关性差异。结果表明:在不同周期段,海域和陆域地震动与输入能量相关性最好的强度指标多数相同,但在不同震中距下,强度指标与输入能量相关系数的极值存在海陆差异;在不同阻尼比下,同一强度指标与输入能量的相关性存在海陆差异,初步分析发现该差异可能是海域地震动低频成分丰富造成的。因此在研究输入能量与强度指标相关性时,需考虑阻尼比、震中距的影响。相关结论可为海陆概率地震危险性分析相关研究提供参考。

西南地区水平向地震动设计谱参数特征分析

设计反应谱是抗震设计的重要依据,控制设计谱取值的特征参数受到统计的地震动数据的影响,而地震动具有区域性差异,因此设计谱特征参数确定时应考虑区域地震动的特征。基于我国西南地区276次地震的3084条地震动记录,应用高稳定性的GLDE算法和设计谱四阶段模型,对西南地区的设计谱参数进行标定,并对结果进行了比较和验证。将标定结果与我国规范谱的特征参数进行对比,分析了基于地震分组的西南地区设计谱特征参数:放大系数最大值(β_(max))、第一拐点(T_(0))、特征周期(T_(g))、第三拐点(T_(d))和下降段衰减指数(γ)的计算结果。结果表明:对于西南地区,第一拐点略大于现行规范谱的值,特征周期与现行值均有不同,第三拐点、放大系数的最大值和长周期段衰减指数均大于现行值。研究结果可为区域性设计谱的建立提供参考。

2021年日本福岛海域M_(W)7.1地震S-net海底地震动特征

2021年2月13日日本福岛县东部海域(Off-Fukushima)发生的M_(W)7.1地震是目前世界最大的海底观测系统——日本海沟地震和海啸海底观测网(S-net)——迄今为止记录到最大的俯冲带地震.为认识海底地震动并探究海陆差异,本文介绍了S-net海域台网及其数据处理的特殊性和必要性,分析了Off-Fukushima地震的地震动幅值、频谱和持时特征,比较了海底与陆地震动衰减特性的异同,对比了近海岸埋置台站、近海沟未埋台站及陆地台站地震动的差异,并与俯冲带地震动模型(GMM)进行了比较.结果表明:Off-Fukushima地震海底水平向PGV和周期大于0.5 s的加速度反应谱值显著大于陆地记录;相比陆地,海底动力放大系数谱向长周期方向偏移,表明海底记录长周期成分更丰富;受到海水的抑制作用,海底记录V/H反应谱比值小于陆地记录;由于海底记录与陆地GMM在路径和场地方面存在差异,水平向PGA及反应谱的残差分布出现明显偏移;海底近海岸埋置台站与近海沟未埋台站的地震动特征存在系统性差异,水平向差异很可能与海底地形有关,而竖向可能受到布设方式对台站与海底耦合程度的影响.本文对Off-Fukushima地震动参数特征和衰减特性的分析结果可为海域地震预警、海域区划和海域危险性分析中的海底地震动特征及GMM的确定提供参考.

海域地震动竖向加速度反应谱阻尼修正系数

该文提出了一个用于调整5%阻尼比海域地震动竖向加速度反应谱的阻尼修正系数(Damping modification factor,DMF)模型。基于S-net台网的5680条海底竖向地震动记录,利用DMF比值和Z检验分析了地震类型对DMF的影响,提出了考虑阻尼比和谱周期的DMF模型,与陆域DMF模型进行了对比,并获取了不同阻尼比下的竖向加速度反应谱,最后对残差及标准差进行分析。研究表明:地震类型对DMF的影响可以忽略;可用三次多项式模拟阻尼比对DMF的影响;由于海域地震动特性导致海陆DMF模型之间差异显著;阻尼比能够影响5%阻尼比反应谱1倍标准差的谱值;残差分析表明可引入矩震级、断层深度和震源距改善DMF模型的拟合度。该文提出的海域地震动加速度谱竖向DMF模型,为海域工程多阻尼抗震设计谱的确定提供了参考。

海域地震动水平加速度反应谱阻尼修正系数

为估算不同阻尼比海域工程结构的反应谱,研究了海域工程反应谱的阻尼修正系数(D_(MF))模型。基于S-net台网的5680条海底水平向地震动记录,分析了矩震级、断层深度和震源类别等震源参数,以及震源距和沉积层厚度对D_(MF)的影响,提出了考虑阻尼比和谱周期的海域地震动水平加速度反应谱DMF模型,并与陆域模型进行了对比。研究表明:矩震级和震源距对D_(MF)影响显著,低阻尼D_(MF)随矩震级和震源距增大而增加,高阻尼D_(MF)随之增大而降低,而D_(MF)受断层深度和沉积层厚度的影响不显著;与陆域研究不同,在低阻尼中长周期时海域地震动的浅地壳和上地幔地震的D_(MF)略大;谱周期大于0.1s时和小于0.1s时,可分别用三次和二次对数多项式模拟阻尼比对D_(MF)的影响,谱周期的影响可分别用四次和三次多项式表示;海域D_(MF)模型与陆域模型差异显著,海域D_(MF)模型更能合理预测不同阻尼比的海域地震动反应谱,提出的海域地震动反应谱D_(MF)模型为海域工程多阻尼抗震设计谱的确定提供了参考。

考虑不同分类的海底地震动特性及其不确定性分析

为了研究海底地震动特性及其不确定性,本文基于日本K-net海底地震动,经过数据筛选、地震动分类、滤波以及基线调整,对典型地震动参数和弹塑性谱进行了研究.通过分析震源类型、震级和距离对地震动参数及频谱变异系数的影响,讨论了海底地震动的不确定性.结果表明:随距离和震级的增大,其对幅值的影响逐渐减弱;震级因素对持时的影响高于距离因素;距离较小时其对阿里亚斯强度的影响较大,距离较大时其对阿里亚斯强度的影响小于震级的影响.海底地震动动力放大系数谱峰值大于抗震规范值;震源类型主要影响地震动弹性反应谱的长周期段,震级和距离主要影响长周期弹性反应谱的不确定性.对于浅地壳、板缘和板内地震,弹塑性反应谱不确定性的影响则体现在短周期段.通过与未分类的海底地震动变异系数的比较发现,按震级、距离与震源类型对海底地震动分组之后统计不确定性明显降低.

海域地震动长周期特性及其强度指标研究

为了分析海域地震动的长周期特性。选取893条三分量海域地震动记录,识别出其中长周期特性明显的水平和竖向海域地震动,比较了海域长周期地震动的动力放大系数谱和抗震设计规范谱的差异,研究了海域地震动强度指标PGA(Peak Ground Acceleration),PGV(Peak Ground Velocity),PGD(Peak Ground Displacement)与不同强度折减系数下的弹塑性单自由度体系的最大变形需求间的相关性。分析结果表明:由浅源远场强震(震源深度小于45 km,震中距大于120 km,且矩震级大于6.2)产生的海域地震动的长周期特性十分突出,其动力放大系数谱在长周期段(2~10 s)明显超过了抗震设计规范谱的取值,且竖向地震动的长周期特性比水平向地震动更显著;PGD和单自由度体系的最大变形需求的相关性在长周期段最好,因此建议选用PGD作为海域远场长周期地震动的抗震分析强度指标。

海底与陆地地震动反应谱比定量分析

为了研究海底地震动与陆地地震动反应谱统计特性的差异,选取日本相模湾地区K-net的922组海底地震动记录和KiK-net的4599组陆地地震动记录,通过对海底与陆地地震动标准化弹性加速度反应谱以及弹塑性反应谱的对比分析表明:弹性反应谱的海陆谱比变异较小,平均值可作为定量对比关系;当周期小于0.5 s时海域与陆地地震动的差异较小,当周期0.5 s以上时海域与陆地地震动反应谱的差异明显,海域地震动的竖向分量显著较小;对于等强度延性谱,当震级或震中距较小时,有必要考虑1.5 s及以上周期的水平方向海底与陆地地震动的差别;而对于竖向地震动,则需更加关注0.5 s以下短周期地震动的海底与陆地地震动的差异。

基于改进差分进化算法的设计反应谱高稳定性标定方法研究

设计反应谱是抗震设计的重要依据,由设计谱的特征参数表征。利用差分进化算法标定设计反应谱,可给出拐点周期、特征周期、平台值和衰减指数等特征参数。但标准的差分进化算法易造成优化结果的早熟或停滞,在设计反应谱的标定中导致标定结果不稳定。为实现设计谱标定结果的最优化,该文从PEER数据库中选取60条不同类型的地震加速度反应谱,比较多种改进的差分进化算法的稳定性和适用性,以期为设计反应谱的标定提供优质的方法。通过对比分析多种方法给出的特征参数和评价指标,论证了方法的精确性和稳定性。分析结果表明,GLDE算法在标定设计反应谱的工程问题中能有效地避免标定结果不稳定的现象,获得比其他方法更精确的特征参数,因此推荐GLDE算法标定设计反应谱和研究设计谱的特征参数。

日本DONET1海域地震动数据及其特征初步分析

本文介绍了日本南开海槽海底的密集型地震海啸网络监测系统(DONET1)及其获取的海域地震动记录基本情况,以及海域地震动的处理方法,分析了其海域地震动幅值、持时和频谱参数的基本特性,以期为DONET1记录的深入研究使用提供参考。分析结果表明:DONET1海域PGA的衰减率和日本陆地的衰减率有较大的差别,而PGV衰减率差别不大,但是整体上PGA和PGV值大于陆地衰减关系预测值;对典型的较大幅值的海域记录分析表明,其5%阻尼比加速度反应谱峰值周期点较大,与我国抗震设计规范相比,反应谱长周期段的谱值整体较大,表明其长周期分量比较丰富;70%和90%能量持时和全球衰减关系预测值相差不大。

脉冲型地震动潜在破坏势参数的相关性分析

为了在众多参数中挑选其中最有代表性的参数,来解释和反映脉冲型地震动对结构的潜在破坏能力,以338条脉冲型地震动记录作为研究对象,分析地震动参数与中低层结构响应的相关性。选取了14个常用地震动参数,对各地震动参数之间的相关性进行分析,从中选出7个代表性地震动参数;并将脉冲型地震动输入中低层结构模型中计算结构响应,分析代表性地震动参数与结构响应的相关性,与基于非脉冲型地震动的相关性计算结果进行对比。选用了3层和7层2个RC框架结构作为中低层结构代表,其基本周期为0.62s和0.89s。结果表明:对于脉冲型地震动,对于3层结构时与结构响应相关性最好的为EPV,对于7层结构时与结构响应相关性最好的为PGV,因此可以用PGV和EPV作为表征脉冲型地震动对中低层结构潜在破坏能力的参数;而对于非脉冲型地震动,与结构响应相关性最好的参数为PGV,可以用PGV作为表征脉冲型地震动对中低层结构的潜在破坏能力的参数。因此,通过地震动参数来解释和表征脉冲型地震动对结构的破坏能力是可行的。

基于HVSR的DONET1海底地震动场地效应研究

为基于谱比方法研究海底地震动场地效应,选取日本DONET1台网的20个海底台站2014-2021年记录的1634组地震数据,对其进行筛选和处理后,利用水平与竖向谱比(HVSR)方法考虑不同布设对海底5组节点台站(KMA、KMB、KMC、KMD、KME)谱比特征的影响。研究结果表明:KMA与KME节点台站具有相似的场地特征,KMB与KMD节点台站分散布置在2种场地,KMC节点台站场地与其他节点均不相似,这与长期地质调查结果相似;海底台站谱比曲线呈多峰值现象,其中KMB、KMC、KMD分组台站利用HVSR方法识别的主频变异性较高,KMA、KME分组台站主频较稳定;相同地形条件下,布设方式相同的海底台站谱比曲线随频率分布相似,海底复杂场地条件下,采用装沙沉底方式布置的台站识别场地条件时出现偏差;海底复杂因素对掩埋沉箱方式布设的台站谱比曲线的影响主要集中在频率<5 Hz的低频处;海底复杂因素对未埋入海底台站谱比曲线的影响主要集中在频率为5-10 Hz的高频处。研究结果可为海底地震动场地效应研究提供参考。

考虑海域衰减特性的日本相模湾海底场地放大研究

为研究海底场地放大特征,选取日本相模湾地区6个海底强震台站和附近23个陆地台站,共188次地震的8199条地震动记录;采用广义反演法研究了海域与陆域数据反演震源位移谱的一致性;借助非参数广义反演法不受传统衰减函数形式限制的优势,分析了衰减函数的特征,反演了日本相模湾地区海域品质因子;最后分离并研究了海底台站的场地放大效应。相模湾地区海域与陆域地下介质存在明显不同,在震源、传播路径和场地条件三种效应解耦过程中,海域与陆域采用相同的衰减函数,会影响海底场地放大效应的估计精度。该文在海底场地放大的研究中区分考虑了陆域与海域的衰减函数,结果表明:日本相模湾地区海域品质因子在高频处对几何衰减模型十分敏感,且小于陆地上的品质因子,即水平方向的地震动在海域衰减速度高于陆域;考虑海域衰减特性进一步提高了海底强震动台站的场地放大估计精度。

基于特征分类排序的典型海底地震动记录研究

面向海域工程抗震设计及评估对海底地震动的需求,基于日本相模湾海域K-NET的ETMC海底强震动记录,根据震级、震中距选取面向工程输入的949组地震动记录数据库。在考虑震源类型差异的基础上,对地震动峰值、持时、频谱等参数进行分析,通过反应谱、Arias烈度等指标描述典型海底地震动特征。根据峰值加速度、显著持时等强度指标对海底地震动记录进行排序,给出基于不同地震动特征分类下的典型地震动记录。推荐的海底地震动可为考虑不同结构需求参数的典型海域工程结构时程分析提供输入地震动。

岛上师资力量及教育体制现状——对马尔代夫MAALHOS岛的调查报告

亚洲的马尔代夫群岛,属于印度洋上的群岛国家,其拥有26组自然环礁、1192个珊瑚岛分布在9万平方公里的海域内,其中约200个岛屿有人居住。旅游业、船运业和渔业是马尔代夫经济的三大支柱。强调发展国民经济,实行小规模开放型经济政策。其主要交通工具为船舶。陆上交通仅限于首都马累。在此,我们发现居民岛上的孩子们热情开朗并且英语口语远超中国同龄人,这使我们对岛上的教育情况及其发展产生极大兴趣。通过组内协商和集体讨论,我们以海岛义工的身份,选择了Maalhos岛屿并展开了为期一周的调研。

中西医结合治疗慢性鼻窦炎147例临床报告

本组报告病例,男性85例占59%,女性62例占41%,年龄均在18-47岁之间。病历选择有鼻塞、流涕、头痛、记忆力减退病史。