谱强度SI和地震动峰值加速度PGA参数在高铁列车地震预警中的应用

为了降低没有破坏性的高频小震对高铁地震报警的干扰,引入谱强度SI参数作为报警参数,分析其在高铁地震报警中的适用性。研究发现低频振动对SI的影响比高频振动大,对于高铁线路附近的高频小震,SI参数能有效的排除,但对于破坏性不大的远震大震可能会引发报警,从而产生误报现象,影响高铁列车运行效率。为了降低SI在破坏性小的远震大震中的误报率,本文引入PGA与SI作为报警参数。最后给出了不同时速下基于PGA与SI联合报警的阈值供参考。

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。

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。

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。

加速度均方根地震动统计研究

根据美国加州等地的强震记录,采用回归分析方法研究了加速度记录水平、竖向分量的峰值加速度(PGA)和一定时间窗内加速度均方根(SRSTM S)的衰减规律。所采用的加速度记录共795组(两水平向与一竖向)2 385条。对作为地震危险性分析的主要参数PGA的衰减规律与SRSTM S的衰减规律作了详细的研究,结果表明,SRSTM S的离散性明显的小于PGA,因此建议将SRSTM S的衰减关系应用于地震动强度的危险性分析。

面向地下结构的最优地震动峰值指标随埋深变化规律

选取了50条实际地震动,采用一维场地等效线性化方法分别对均匀半空间场地和成层半空间场地进行地震响应分析,同时选择效益性作为判别标准来探究最优地震动峰值指标(峰值加速度PGA,峰值速度PGV,峰值位移PGD)随埋深变化的规律.研究结果表明:对于选取的两类场地,最优地震动峰值指标均随埋深的改变而变化,埋深浅时PGA效益性最优,随着埋深的增加,效益性最优逐渐由PGA转变至PGV;PGA与PGV转折的交点位置随场地剪切波速的不同而不同,且该转折交点位置与场地剪切波速呈线性相关.

顺倾及反倾层状碎裂结构斜坡地震反应的大型振动台试验研究

西南艰险山区分布着大量的不同倾向的层状碎裂结构斜坡,地震作用下极易发生崩塌、滑坡等灾害,对在建的川藏铁路造成严重威胁。通过大型振动台模型试验,研究了强震条件下顺倾、反倾层状碎裂结构斜坡的动力响应、失稳破坏模式以及能量传递规律。试验结果表明:反倾斜坡的抗震性能显著优于顺倾斜坡;顺倾斜坡的破坏模式主要为拉裂-剪切-隆起-滑移型破坏,反倾斜坡的破坏模式主要为拉伸-弯曲-倾倒-崩塌型破坏;反倾斜坡的自振频率高于顺倾斜坡,顺倾斜坡的自振频率随震级的增加而逐渐降低,而反倾斜坡的自振频率在地震波幅值为0.4g~0.7g时出现反复震荡现象;顺倾斜坡存在明显的高程放大效应和趋表效应,反倾斜坡存在高程放大效应,其内部的加速度响应大于坡表。边际谱识别显示:顺倾斜坡的边际谱幅值(peak of marginal spectrum amplitude,简称PMSA)突变在坡腰上部最显著,说明该位置附近地震波的能量损失最大,反映出顺倾斜坡在坡腰上部附近形成了滑动破坏面;反倾斜坡的PMSA在坡肩处降低得最为显著,反映出坡肩部位损伤最为严重,易发生局部崩塌破坏。分析结果与试验现象能够较好地吻合,进一步揭示了不同结构类型层状碎裂结构斜坡在强震作用下的动力响应与失稳破坏模式,为川藏铁路的安全建设提供了依据。

地震烈度和地震动参数相关性研究进展及讨论

地震烈度直观反映震害轻重程度,而根据地震动记录推测烈度可大大加速烈度评定进程。另外我国目前抗震设计还处于烈度和地震动参数并用时期,需要两者关系,因此研究烈度与地震动参数(峰值加速度/PGA,峰值速度/PGV)的关系十分必要。本文介绍了中外各国两者相关性研究的历史沿革以及研究成果,并进一步对所有研究成果进行了对比分析及讨论。

应用2类Newmark简易模型进行2008年汶川地震滑坡评估

本研究的目的是利用真实的汶川同震滑坡数据分别对利用Ia和PGA参数的2种简易Newmark滑坡预测模型进行定量评估分析。根据研究区的地形数据和区域地质资料,获得了研究区的临界加速度(ac)分布,利用基于全球地震动记录拟合得到的Newmark经验公式,结合汶川地震的Ia和PGA参数分布,获得了基于2个地震动参数的滑坡位移分布图。大体上,基于Ia参数的滑坡危险性评估结果略好于基于PGA参数简易模型的评估结果。基于Ia的评估结果能够更好地反映同震滑坡的宏观分布特征。然而,2种Newmark模型反演得到的滑坡面积要明显大于实际滑坡物源区的面积。这提醒我们基于当前岩性和地震动数据只能获得宏观区域的滑坡相对危险性。而通过更为准确的地形数据和输入参数,才能进一步提高预测位移结果的精确度。

基于强震动观测记录的新疆南天山地区地震动特性统计分析

将布置在南天山地区的71个强震动台站从2007~2018年记录到的732组强震动加速度记录按照不同震级、震中距和场地类别分组,对加速度水平向分量和垂直向分量的加速度峰值(PGA)和放大倍数谱(β谱)及其特征周期(T_(s))和持时进行了统计分析。结果表明:(1)三分量PGA随震中距的变化规律符合已有的衰减关系。地震波的传播规律和特殊的地壳构造会影响同类震级和场地条件下的PGA大小。场地条件对水平向不同分量的PGA的影响有不同的特点或规律;(2)地震动垂直向分量T_(s)总体上小于水平向分量T_(s)。随场地依次变软,水平向分量T_(s)逐渐增大;而垂直向分量T_(s)随场地类别的变化规律不明显。随震级和震中距的增大,T_(s)有逐渐增大的趋势;(3)场地类别对地震动水平向分量的持时有一定的影响,随着场地依次变软,持时会有些增大,对于垂直向分量,则没有明显的规律。