The Relationship Among Bedrock Seismic Ground Motion Parameters with Different Exceedance Probabilities in the Panxi Area

Based on the calculation of the bedrock effective peak acceleration (EPA) zoning map in the Panxi area, the ratios of EPA with exceedance probabilities of 63%, 5%, 3%, 2% and 1% over 50 years to that of 10% in 50 years are 0.302, 1.30, 1.55, 1.76 and 2.14, respectively. The seismic effect will be conservative and safe if taking this zoning map as the earthquake resistant fortification level and following the relevant rules of the Code for Seismic Design of Buildings (GBJ11 89) to calculate the seismic effect. Furthermore, the main factors that influence the A10/A63 ratios have been found to be the attenuation relationship of seismic ground motion, the division of seismic potential source regions and the seismicity parameters. These achievements are helpful to the spreading and applying of the zoning map.

我国黄土高原地区地震动衰减关系研究的若干进展

地震动的衰减关系是指地震动随震级、距离和场地条件等变化的经验关系,近年来在我国亦被称为地震动预测方程,是估计地震动及其影响场的主要方法之一,在地震区划和重大工程场地地震安全性评价中被广泛应用。黄土是一种特殊土,在我国广泛分布。我国黄土高原地区地质构造复杂,新构造活动强烈,中强地震频发,地震动的衰减关系有其特殊性,总结我国黄土高原地区地震动衰减关系的研究成果对促进黄土高原地区抗震研究有重要意义。在简要介绍国内外地震动衰减关系研究的基础上,全面系统地总结我国学者在黄土高原地区的地震烈度衰减关系,基岩和土层场地地震动峰值加速度、峰值速度、峰值位移以及反应谱衰减关系方面的研究成果;评述和讨论在黄土覆盖地区地震动衰减研究领域存在的问题和今后的研究方向。文章的研究工作对从事黄土高原地区地震工程研究的科技人员有重要参考价值。

综合物探方法在城市地质调查中的应用研究:以湖南省常德市鼎城区隐伏基岩探测为例

为在湖南省典型湖相盆地城市低阻覆盖区查明隐伏基岩及其空间分布状态,以常德市鼎城区G4线地质调查剖面为例进行了多方法综合试验研究。首先,介绍了研究区内地质、地层、构造等区域特征;其次,在使用高密度电阻率法和可控源音频大地电磁法进行野外探测试验基础上,引进了广域电磁法和微动勘探等新方法、新技术进行综合探测试验研究;最后,利用多方法探测结果推断了隐伏寒武系灰岩、断裂构造和地层垂向分布情况,并在靶区位置上进行了钻探验证,效果良好。本次调查研究表明:广域电磁法相比传统近地表探测方法,具有高抗噪、探测深度大等其他方法无法比拟的优点,是城市地质调查工作中探查基岩、隐伏构造等目标体的有效方法,而对于地表下百米以内的白垩系和第四系粉砂质地层划分,微动勘探具有明显的效果,值得推广。

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.

基岩地形对地震动影响研究

在理论分析基础上,采用谱元法研究了基岩地形变化对地震动的影响。结果表明:1基岩面上地震动强度大小与基岩面的产状、地震波入射方向等因素相关。地震波入射方向越接近基岩面切线方向,基岩面上地震动强度越小;越接近基岩面法线方向,则越大。2基岩凸起地形的存在,导致与凸起区相对应地表处的地震动强度减弱,形成地震动强度相对减弱区;基岩凹陷地形的存在,导致与凹陷区域相对应地表处的地震动强度增强,形成地震动强度相对增强区。3基岩地形陡度不同,地震动强度相对变化区不同。基岩凸起地形作用下,地震动强度相对减弱区是基岩凸起区的1.13~1.69倍,具有随陡度增大而逐渐增大的趋势;基岩凹陷地形作用下,地震动强度相对增强区是基岩凹陷区的0.5~1倍,具有随陡度增大而逐渐减小的趋势。4覆盖层厚度不同,地震动强度相对变化区也不同。基岩凸起地形作用下,地震动强度相对减弱区与基岩凸起区的比值具有随覆盖层厚度增大而逐渐增大的趋势;基岩凹陷地形作用下,地震动强度相对增强区与基岩凹陷区的比值具有随覆盖层厚度增大而逐渐减小的趋势。

地震作用下大型桥梁高桩基础的运动特性

为分析地震作用下大型桥梁高桩基础的运动特性,首先以苏通大桥5号桥塔的基础为工程对象,建立土层-桩基础相互作用体系的有限元模型。然后结合苏通大桥5号桥塔基础所在场地,以采用滞后阻尼模型条件下苏通大桥5号桥塔处自由场的地震动响应为基准,讨论了如何在有限元程序中合理考虑土层在地震激励条件下的阻尼特性。最后在此基础上确定土层-桩基础相互作用体系有限元模型的阻尼参数,并进行基岩一致水平激励下的桥梁桩基础承台的地震响应分析。数值结果表明,桩基础承台的运动以刚体运动为主,可用水平方向上的刚体平动,两侧承台中心处的竖向刚体平动和刚体转动来近似描述。

码头成层地基中地震动的非线性反演方法

为了合理地对某码头结构进行抗震分析,采用非线性土层随机地震反应分析方法,结合自由场地地表处测得的地震加速度记录,反演得到了基岩加速度,为结构抗震分析提供了合理的地震动输入。由于土体是一种显著的非线性材料,采用一种简化的方法求解剪切模量和阻尼比,从而确立了土体的动力本构关系,建立了非线性反演方法。最后,结合某高桩码头工程,对该工程地表加速度进行了非线性反演得到基岩地震动。计算结果表明该反演方法是正确的,有着较高的精度。

基岩地震谱与地震动位移输入的土–结构相互作用(SSI)计算模型改进

对基岩地震动输入的适用性和SSI计算模型的合理性进行研究。首先,借鉴已有基岩地震谱表达式,采用数值方法修正高频段过滤函数,得到适用于我国目标场地的基岩地震谱;然后,分析当前位移输入的SSI计算模型,指出所存在的因单元尺寸划分逐步精细而导致的不收敛问题,推广无质量刚性元(massless rigid element,MRE)法解决这一问题,并给出MRE、结构系统和黏弹性人工边界三者间连接示意图;最后,基于上述工作和随机振动理论生成基岩地震动位移输入谱,对一算例进行分析,结果表明采用MRE法解决SSI计算模型的可行性。研究工作可为土–结构共同作用相关问题的研究提供参考。

攀西地区不同风险水平下基岩地震动参数之间的关系

基于攀西地区基岩有效峰值加速度 (EPA)区划图 ,本文统计得出 5 0年超越概率6 3%、5 %、3%、2 %、1%下EPA与 5 0年超越概率 10 %下EPA的比值分别为 0 30 2、1 30、1 5 5、1 76、2 14。若以攀西地区地震动参数区划图作为抗震设防标准 ,同时仍按照 89建筑规范中的有关规定进行地震作用计算 ,所考虑的地震作用是偏于保守、安全的。进一步研究比值A10 A63 ,发现其主要影响因素依次为地震动衰减关系、地震区带与潜在震源区划分方案、地震活动性参数。本文研究成果将有助于地震动参数区划图的推广和应用。

非线性成层地基下基岩平稳地震动输入

采用二次反演计算基岩的平稳地震动输入。首先根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001)的地震影响系数曲线,利用加速度峰值等效原则迭代计算得到地面加速度平稳功率谱密度;然后通过等价线性化法计算地基各土层的剪切模量和阻尼比,将地面加速度平稳功率谱密度作为地面边界上的虚拟稳态输入,运用半无限长剪切梁上的一维波动方程,通过非线性迭代分析求得非线性分层地基下基岩的加速度平稳功率谱密度。该方法可为缺乏地面或基岩地震加速度记录资料的地区的堤坝等大型上部结构及隧道、管道等建筑物的随机地震响应分析提供较为可靠准确的基岩地震动输入,并可得到地基中不同深度的加速度、剪应变等动力响应的稳态峰值期望值,为应用随机理论进行工程抗震计算提供了依据。

中国尾矿坝地震安全度（2）──大石河尾矿坝基岩输入地震动的确定

在回顾已有确定输入地震动方法的基础上，通过对地震动参数衰减规律的研究分析，结合场地特点，本文提出了三种可用于大石河尾矿坝动力分析的基岩输入地震动时程曲线．

非线性场地基岩功率谱反演的一个方法

提出了非线性场地基岩功率谱反演的一个方法。基于一维层状场地波动理论,利用等效线性化法考虑场地土的非线性,通过给定的地表运动功率谱反演得到基岩运动功率谱,进而利用基岩运动功率谱模拟基岩随机地震动。土层等效剪应变取各样本等效剪应变的平均值。并利用金井清功率谱和日本Kik-Net台站记录对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够较为方便且准确的得到符合场地非线性特性的基岩功率谱,具有一定的工程应用价值。

沈阳市工程场地基岩地震动参数确定

根据沈阳市区域地震地质和工程地质的实际情况 ,利用概率性方法给出了基岩地震动分析方法和不同超越概率下地震烈度和地震动加速度峰值 ,为沈阳市工程抗震设计和震害分析。

基岩上均匀场地中透镜体对地震动的非线性放大作用

本文采用有限元方法研究基岩上均匀场地中透镜体对地震动的非线性放大作用,分析非线性放大作用和线性放大作用的差别,以及透镜体埋深、宽度、厚度以及输入地震波幅值和频谱等因素对非线性放大作用的影响。研究表明,透镜体的存在对地震动有显著的非线性放大作用,该放大作用可达30%;非线性放大作用一般小于线性放大作用;透镜体宽度对地表加速度反应谱的影响较大,埋深和厚度对地表加速度反应谱的影响较小;输入地震波幅值和频谱也有很大的影响。

基岩裂隙水研究现状与展望

针对基岩裂隙水既是宝贵资源但又对大型地下工程建设构成威胁,在综合分析国内外基岩裂隙研究成果的基础上,从概念、类型、基本特征、富集理论、运动机理和模型等方面论述了基岩裂隙水的研究现状和热点,针对生产应用实际列举了寻找、勘探基岩裂隙水的技术和方法,展望了拟深入研究的趋势,为基岩裂隙水运动理论的研究奠定了基础。

论基岩滑坡的启程弹冲与行程高速

剧动式高速滑坡是一种大量存在于天然界的地质灾害,特别一些高陡斜坡地区更频繁发生。其活动时间短、速度快、滑程远,有时方量很大,常给人们带来毁灭性的灾难。作者从动力学角度出发,运用弹性力学的理论,以分析三峡广家崖滑坡危岩体为例,并结合大量实际资料,对基岩滑坡的“启程弹冲加速效应”与“行程高速度”,给以理论上的论证和探讨。

深厚软土场地基岩地震动反演——以天津波为例

根据天津波地表加速度记录和相应实测场地钻孔资料,采用等效线性化方法模拟土体非线性,进行了深厚软土场地基岩地震动反演,研究了频率截断对深厚软土场地基岩地震动反演的影响,为天津波地表加速度记录提供了相应的基岩地震动输入。研究表明:不同截断频率情况下,反演得到的基岩地震动峰值和反应谱曲线形状均相差悬殊,但反演后再正演所得到的地面运动与原地表记录相比,加速度时程曲线形状和峰值大小、反应谱曲线形状和峰值大小均非常接近;可根据工程需要对地表加速度记录进行不同频率的截断,反演得到所需强度的基岩地震动。

单一流迳基岩裂隙水流态的实验研究

根据室内模拟实验 ,研究了单一流迳基岩裂隙水流的雷诺数以及平均流速与水力坡度的关系 ,进一步研究了基岩裂隙水的流态 ,得出了不同条件下单一流迳基岩裂隙水流的雷诺数较大、基岩裂隙水流远远超出层流范围而应为紊流的结论 ,并讨论了判别流态的雷诺数标准 ,为基岩水运动理论的建立提供了新的实验证据 .

基岩上均匀场地中透镜体对地震动的影响

采用有限元方法研究了基岩上均匀场地中透镜体对地震动影响的基本规律,分析了含透镜体的场地与不含透镜体的场地对地震动影响的差别,针对透镜体埋深、宽度、厚度、刚度以及输入波频谱等因素对地震动反应谱的影响进行了研究.研究表明,透镜体的存在对地震动有显著的放大作用,该放大作用可达49.7%;由于透镜体对入射波的散射,会产生竖向加速度,且竖向加速度的短周期成分相对较多;透镜体埋深、宽度、厚度、刚度以及输入波频谱等因素对地震动反应谱具有重要的影响.