湖北省域不同超越概率水平下地震动峰值加速度比例关系

以第一次全国地震灾害风险普查工作成果为依据,计算并分析湖北省域不同超越概率水平下峰值加速度之间的比例关系及其空间分布特征。利用湖北省域宏观场地类别数据,计算得到湖北省域在多遇地震、基本地震和设防地震作用下场地峰值加速度比例关系:在0.05 g加速度分区中,湖北省域场地50 a超越概率63%与10%的峰值加速度比例(R_(63)/R_(10))均值为0.31,超越概率2%与10%的峰值加速度比例(R_(2)/R_(10))均值为1.81;在0.10 g加速度分区中,R_(63)/R_(10)均值为0.30,R_(2)/R_(10)均值为1.80;在0.15 g加速度分区中,R_(63)/R_(10)均值为0.17,R_(2)/R_(10)均值为1.98。在此基础上,与现行《建筑抗震设计规范》、《中国地震动参数区划图》等强制性国家标准中要求的比例进行对比分析,认为湖北省域采用《建筑抗震设计规范》中的取值对建筑物进行抗震作用计算,所考虑的地震作用是保守且安全的。同时,在湖北省高烈度区(如竹山、竹溪)开展地震危险性分析和地震灾害风险防治工作时,多遇地震下的地震动峰值加速度值宜按不低于基本地震动峰值加速度的1/3进行调整。该研究成果将有助于湖北省地震风险普查成果的推广和应用。

竖向与水平向地震动峰值加速度比值V/H的影响因素探究

根据收集到的来自美国西部和中国台湾集集地震的849条三分量强震记录,筛选并计算了竖向地震峰值加速度与水平向地震峰值加速度之比,分别探讨场地类别、震中距以及震级等因素对峰值加速度比值规律的影响,并对规范对其规定的适用性提出建议。研究结果表明:场地越硬,峰值加速度越大,且随着场地变软,峰值加速度比值减小速率加快;随着震中距增加,各类场地上峰值加速度比值呈减小趋势,且场地越软,减小趋势越明显;震级对峰值加速度比值无显著规律性的影响。在对峰值加速度比值统计过程中,各条件下比值均值大致符合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中的规定,但是也有相当一部分比值甚至已经大于1,目前规范中对此取值2/3的规定可能造成安全隐患。

基于人工神经网络的地震动峰值加速度预测研究

地震动峰值加速度对建筑结构具有重要影响,是灾害分析和结构设计的重要组成部分。文章选用日本KiK-net台站提供的地震数据及相应的场地信息,基于人工神经网络技术,构建了一个可以预测地震动作用下地表峰值加速度的预测模型。对模型进行训练和评估后结果表明,该人工神经网络预测模型可以较好地预测地表峰值加速度,模型的误差呈正态分布,均值误差接近于0,模型的决定系数高于0.8,展现出了良好的预测性能。同时该模型在各类场地中均有较为一致的预测性能,具有一定的工程应用价值。

基于监测台网加速度信号分析的上海周边区域地震影响评价

2021年11月至2023年8月期间,上海市周边区域共发生了5次有感地震,分别为江苏盐城市大丰区海域5.0级、江苏常州市天宁区4.2级、黄海海域4.8级、上海市青浦区3.1级和山东德州市平原县5.5级地震,同济大学监测台网的4个测站捕获了这5次地震的场地和典型结构加速度信号,分析了各次地震作用下场地和典型结构的加速度信号的峰值及持时,探讨了各次地震信号的反应谱特征,对照设计反应谱曲线的第一特征段和第二特征段,对这5次周边区域地震对上海市的影响进行评价。

强地面运动加速度峰值三向比值统计分析

水平向加速度峰值比为两条水平向加速度峰值的较大值与较小值的比值;竖向与水平向加速度峰值比为竖向加速度峰值与两条水平向加速度峰值的较小值的比值。以2129次破坏性地震的156783组地震动加速度记录为基础,研究水平向、竖向与水平向加速度峰值比值的统计分布特征,对加速度记录按照震中距、震级和震源深度进行分类统计分析。统计分析结果表明:水平向加速度峰值比总体平均值为0.83,水平向加速度峰值比≤0.85的累积概率为63%;竖向与水平向加速度峰值比总体呈现极值Ⅱ型分布特征,竖向与水平向加速度峰值比总体平均值为0.44,竖向与水平向加速度峰值比≤0.65的累积概率为92%。水平向加速度峰值比随震中距的增大而增大,竖向与水平向加速度峰值比随震中距的增大而减小。竖向与水平向加速度峰值比随着震级的增大而增大;在大震(7<M≤8)近场(0<R≤60 km)增大的趋势更加明显,水平向加速度峰值比与震级的相关关系不明显。在震中距0~100 km范围内,水平向、竖向与水平向加速度峰值比随着震源深度的增加而增加。

我国黄土地区土层地震动峰值加速度衰减关系研究

收集、筛选并整理了2001—2019年我国黄土地区发生的141次M_(S)2.4~6.7地震的1092条台站记录,选取台站中两水平向峰值加速度偏高的值作为拟合值,采用两步回归法拟合得到了我国黄土地区水平向土层地震动衰减关系,分析了地震动残差随震级和距离的分布趋势,并将衰减关系和已有研究成果进行了对比。结果表明:绝大多数实测值均在拟合峰值加速度衰减曲线±1倍标准差范围以内,模型能较好地反映中国黄土地区峰值加速度随距离衰减的趋势。

地震动随机性对地表加速度峰值的影响及机理研究

人造地震动的随机性对地表加速度峰值有重要影响。基于黑龙江地区土层剪切波速以及土体非线性统计结果建立了3个土层地震反应模型,以黑龙江地区典型基岩加速度反应谱为目标谱,每一目标谱选取400个不同的随机数人工合成400条随机地震动加速度时程作为输入,通过土层地震反应分析得到3个经验模型共10800个地表加速度峰值结果。统计分析了每一目标谱下加速度峰值的分布特征及其差异性,并通过傅里叶谱与目标反应谱对比分析初步解释了造成这一差异性的原因。结果表明:在剖面相同,目标反应谱相同的情况下,不同随机数得到的场地地表加速度峰值存在一定差异,大致呈现正态分布;且这种差异与地表地震动傅里叶谱峰值点周期对应的该地震动目标反应谱谱值的大小呈正相关。

合肥城区基于抗倒塌的地表地震动峰值加速度研究

根据合肥城区地貌及第四系分布特征,选取了36个典型钻孔,运用一维等效线性方法,对三种不同超越概率条件下地震动参数进行计算,并对峰值加速度放大系数以及罕遇地震动与基本地震动放大倍数的规律进行研究。结果表明:覆盖层厚度、地貌特征、土层结构对地表地震动峰值加速度及其放大系数的影响显著,且存在一定规律性。

辽宁普兰店M4.6地震加速度记录特征分析

2023年8月23日辽宁省普兰店区发生M4.6地震,辽宁省强震动台网共获取了34组强震记录,其中震中距为11.7km的普兰店台获取的EW分向最大加速度峰值为280.1cm/s²,是我省强震动台网迄今为止记录到的最大的加速度记录。本文针对强震动台站的记录峰值、频谱、PGA分布规律、V/H比值等进行了分析。

汶川地震诱发滑坡与地震动峰值加速度对应关系研究

利用汶川地震获得的地震动记录及峰值加速度数据和收集整理的近3000个崩滑点数据,对汶川地震诱发滑坡与地震动峰值加速度之间的对应关系进行研究,得到如下认识:(1)地震动峰值加速度与地震诱发崩滑之间存在非常明显的正相关性,随峰值加速度增加,地震滑坡灾害也逐渐严重。(2)在龙门山震区存在0.2g的峰值加速度分界线,大于此值时,地震滑坡灾害比较严重。(3)整个区域峰值加速度的下限为0.05～0.07g,小于此值时,诱发滑坡的可能性很小。(4)不同地质区域对应斜坡临界加速度有所不同,一般在0.05～0.15g之间变化,平均为0.1g,说明震区斜坡承受地震的水平较差;峰值加速度超过局部场地斜坡临界加速度后,诱发滑坡的可能性增加。得到的峰值加速度研究结果与其他研究结果较为一致,表明利用地震动参数研究地震滑坡具有很好的一致性。依据峰值加速度与地震滑坡的对应关系,可以对震后滑坡灾害作快速评估,也可以将其应用到地震滑坡灾害预测/区划工作中,与地震动峰值加速度区划形成很好的衔接。

软土对基岩峰值加速度的放大作用

以美国西部地震观测数据资料为基础,分别建立了基岩和深冲积层场地的峰值加速度衰减规律,探讨了深冲积层对基岩峰值加速度的放大作用.结果表明,美国2003版NEHRP规范对D类和E类场地的放大作用可能明显高估.

利用强震记录校正的芦山7.0级地震峰值加速度震动图

运用考虑场地效应的震动图快速生成方法,综合考虑震中地区地质构造背景、震源机制解结果及中国西部地区地震动参数衰减特征,估计了2013年4月20日芦山7.0级地震加速度分布图。利用地震后获得的强震记录计算了强震台站观测值与借助经验性衰减关系估计值之间的系统偏差,进一步修正了峰值加速度分布图。结果显示,由于芦山地震属于高角度逆冲型地震,加大了震区的震动程度,特别是震中附近30km范围内震动程度比校正前的结果更高。

最大峰值加速度与有效峰值加速度的大小比例关系及影响因素探讨

分别以最大峰值加速度(以下简称PGA)和有效峰值加速度(以下简称EPA)为参数,对金沙江流域上12个工程场点进行了地震危险性分析,得到了各个场点在不同的年超越概率下的基岩PGA和EPA值。通过对PGA、EPA值比较分析认为:PGA与EPA值的大小比例关系主要受年超越概率大小的影响,当年超越概率较大时,表现为PGA>EPA;当年超越概率较小时,PGA与EPA的比例关系还与场点周围的潜源分布形式及潜源的震级上限的大小有关,不同的年超越概率、不同的潜源分布形式和震级上限,可使PGA>EPA,也可使PGA<EPA。

利用汶川余震流动观测资料探讨地形对峰值加速度的影响

2008年汶川8.0级地震后,使用相同仪器在甘肃文县县城山脚、山腰和山顶分别架设数字流动强震仪,获得12次近场强余震记录。分析表明地形起伏对于观测点的峰值加速度影响明显。山顶的加速度峰值在相同地质条件下较山脚的观测值大1.5倍左右,在记录值较大时优势频率也偏低。在强震动作用下同一地区的地形条件不同造成了地面峰值加速度和卓越频率的差异,致使山顶建筑物所受损坏程度普遍较重。初步分析结果提示对于不同地形条件下的建筑物抗震设计应有所不同。

云南地区地面峰值加速度衰减规律

根据云南地区的实测强震加速度资料 ,采用回归分析法研究了云南地区的地面水平、垂直峰值加速度衰减规律。共选取云南地区加速度记录 2 4 0条 ,进行了加速度衰减规律的统计 ,并把得到的结果与前人的结果进行比较分析 ,提出更适合云南地区地震地质特征的加速度衰减规律。

土体参数对地表加速度峰值和反应谱的影响

运用一维土层地震反应的等效线性化波动方法,研究了单层均质土密度、动剪切模量比和阻尼比、土层厚度和土层剪切波速等参数变化对土层地表加速度峰值和反应谱的影响,所得到的结论对于指导地震安全性评价中的勘察试验工作、提高土层地震反应的计算精度具有一定的参考价值。

2014年云南鲁甸M_S6.5地震峰值加速度震动图

综合考虑震中地区地质构造背景、震源机制解结果、余震分布以及我国西部地区地震动参数衰减特征,运用考虑场地效应的震动图快速生成方法,将收集到的62组强震台站的峰值加速度作为插值使用,估计了2014年8月3日云南鲁甸MS6.5地震峰值加速度震动图.利用地震后获得的强震记录计算了强震台站观测值与借助经验性衰减关系得到的估计值之间的系统偏差,校正了缺少台站地区借助经验性衰减关系得到的估计值,获得了校正后的峰值加速度分布图.结果显示,鲁甸MS6.5地震的地震动峰值加速度随距离的衰减速度比前人对我国西部衰减统计的结果更快,对数偏差校正的结果更符合本次地震的衰减规律.校正后的峰值加速度大于40cm/s2的区域面积近8 000km2,比未经校正的峰值加速度大于40cm/s2的面积减小了40%左右.

地震烈度与峰值加速度、峰值速度相关性研究

为了研究地震烈度与峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)之间的定量关系,收集了中国28次地震、美国52次地震、伊朗9次地震、墨西哥8次地震中的强震动台站记录及其对应的震后调查烈度资料,采用箱线图检验基础数据中的离群值,通过层次分析法设置权重的加权最小二乘法回归得到Ⅴ≤I≤Ⅸ烈度区内,烈度与PGA、PGV的定量关系分别为:I=3.73log PGA-1.23;I=3.61log PGV+2.72。从Ⅴ度至Ⅸ度,其烈度与PGA的关系是烈度表中各值的1.5倍至1.1倍左右;与PGV的关系是烈度表中各值的1.3倍至1.1倍左右。本文统计的烈度与PGA、PGV之间的转换关系可供我国地震灾害评估以及抗震设计等参考。

强震近场加速度峰值比和反应谱统计分析

本文对国内外数十次强地震的近场加速度记录进行了统计分析 ,给出了近场加速度峰值比及反应谱的统计结果 。

震源机制类型对近场峰值加速度(PGA)分布的影响——以唐山和汶川震区为例

利用首都圈强震台网比较密集的数字地震记录,研究2003年4月发生在唐山震区的2次4级地震。利用布设在四川、甘肃、陕西的强震台网和临时强震台网的资料,研究2008年7月和8月发生在四川汶川的2次6级地震。得到正断层和走向滑动断层、逆冲断层和走向滑动断层的地震近场PGA分布的差异。结果表明,这种差异是显著的。不仅大震的PGA近场分布复杂,中小地震也是如此。经频谱分析发现,这种影响出现差异的地震波频率较低,城市化的建筑向高层大型发展,其自振周期相应较长。近直立走向滑动地震的PGA高值区沿断层对称分布,而正断层和逆断层则集中在断层上盘,这对于破坏性地震应急救援中力量、物资的投入有借鉴意义。