基于概率地震危险性分析的重大工程结构设计地震的研究

本文提出了一种基于概率地震危险性分析 (PSHA)确定重大工程结构设计地震的方法 ,建议设计地震在场地产生的地震动应满足以下条件 :(1)加速度峰值等于PSHA确定的给定超越概率加速度峰值 ;(2 )反应谱值不能超越PSHA确定的一致概率反应谱 ,同时又不小于某一给定下限值。由本方法确定的设计地震是相对合理的 ,工程设计人员容易接受。

生命线工程的可靠性研究进展分析(Ⅱ)——国内电力系统的抗震可靠性

为了解国内电力系统的抗震可靠性研究现状,基于知识图谱分析软件CiteSpace分别对城市电力系统—城市电力系统抗震(可靠性)—城市电力系统抗震可靠性3个层次4个领域的发文量、发文作者、发文机构、期刊和关键词展开系统分析,梳理该领域的历史发展脉络,明确热点问题、核心团队以及研究主题。通过进一步分析研究主题,明确其研究现状和关键科学问题。研究表明:国内电力系统的抗震可靠性研究主要包括地震灾害、地震反应、易损性、可靠性4个方面;关键科学问题包括不同电力设备与设施的震害机理与抗震措施、电力系统不同元件地震易损性分析方法、变电站和城市电网系统的韧性评估方法与提升理论、以电网为核心的耦合基础设施系统的灾害传播机理与量化模型4个方面。

从地震工程研究看防震减灾科学研究计划

本文从比较伊朗巴姆地震和日本新潟中越地震入手,指出了我国防震减灾任务的迫切性。通过介绍美国地震工程网络模拟系统(NEES),阐述了我们和先进国家之间在试验手段上的差距。结合自然科学基金会相关学科发展趋势的研究结果和我国到2020年的全国防震减灾目标,提出了在数学上如何表达这样的一个宏观目标。最后,文章给出了几个具体的建议,为防震减灾科学研究规划提供参考资料。

土木工程中的物理参数时域识别及地震动反演研究

本文对工程结构、场地水平土层参数识别及地震动反演进行了如下6个方面研究：（1）输入已知、输出不完备条件下，基于经典最小二乘算法的工程结构物理参数时域识别；（2）输入未知、输出不完备条件下，基于复合反演算法的工程结构物理参数时域识别及地震动反演；（3）输入已知、输出不完备条件下，基于渐消记忆的扩展卡尔曼滤波算法的工程结构物理参数时域识别；（4）输入未知、有限测点条件下，

基于典型生命线工程震害评定地震烈度的研究

目前,《中国地震烈度表》(2008)对地震烈度的评定,依靠人的感觉、房屋震害、其他震害现象及水平地震动参数等指标。随着社会的发展、生命线地震工程研究的深入,在震后依据现行地震烈度表判定某地区的烈度时,存在一些不足之处。在这种背景条件下,考虑在地震烈度表中引入一些典型的生命线工程指标,用于辅助地震区地震烈度的评定,有一定的社会需求。本文以生命线工程地震烈度评定为研究的切入点,选择系统中典型结构物或设备进行地震烈度的评定,主要工作内容及成果如下:(1)对我国破坏性地震中典型桥梁震害进行了详细的分析,按照桥梁的结构形式、地震烈度、破坏部位、破坏部位的数量、桥梁的破坏等级、是否发生间接震害等分类整理汇总。根据现有桥梁的占有量,选择两类主要的桥梁类型——梁式桥和拱桥作为研究对象,以地震烈度为基本分类依据,寻找梁式桥和拱桥宏观震害与地震烈度间的关系。经统计分析,得到各烈度下梁式桥和拱桥出现各种震害的概率;得到各烈度下梁式桥和拱桥在完好、轻微、中等、严重和毁坏等5种破坏等级下出现的概率;得到各破坏等级下桥梁不同部位出现震害的概率;得到在各烈度下桥梁出现破坏部位种类的概率。将统计得到的概率简化,采用"个别、少数、多数、绝大多数"等不定量数词对各种震害或破坏等级进行限定,依据桥梁的破坏等级和破坏部位两种震害方式评价地震烈度,给出基于桥梁震害评定地震烈度的建议指标。该建议指标与现行地震烈度表模式相近,不定量数词范围定义一致,为地震烈度表中引入生命线工程的评价指标提供参考。(2)对我国破坏性地震中的变电站内的电力设备进行了广泛而细致的震害分析,总结电力设备的自身结构形状及材料构成特点,通过比较和综合归纳、统计分析,对变电站中变压器本体位移、变压器套管、断路器、隔离开关、CT、PT和避雷器等设备宏观震害进行研究,按照不同烈度进行分类统计。得到各烈度下各类设备震害出现的概率;判断各变电站的破坏等级,并得到各烈度下变电站出现完好、轻微、中等、严重和毁坏等5种破坏等级的概率;得到变电站各破坏等级下各设备出现震害的概率;得到各烈度下变电站内出现破坏设备种类的概率。将统计得到的概率简化,采用"个别、少数、多数、绝大多数"等不定量数词对电力设备各种震害或变电站的破坏等级进行限定,依据变电站的破坏等级和电力设备震害两种方式评价地震烈度,给出依据电力设备震害评定地震烈度的建议指标。该指标与现行地震烈度表模式相近,不定量数词范围定义一致,为地震烈度表中引入生命线工程的评价指标提供参考。(3)对我国破坏性地震中的供水管道进行了广泛而细致的震害分析,对国内外供水管道震害进行分析,总结其震害特点和震害规律。由于供水管道在地震中的易损程度较高,在VI度区庭院管道就可能发生破坏,且随地震烈度的增大,管道破坏也相应加重。此外,供水管道的震害受地震动参数、场地条件、管材特征、管材的设计、使用年限和施工质量等多种因素的影响,统计时很难给出精准的关系。本文从供水管道的区域平均破坏率和系统功能状态为切入点,对国内供水管道震害进行分析和统计,总结震害规律。选择单位长度内管道的破坏处数进行统计,得到各烈度下的供水管道破坏等级;总结各烈度下供水管线的震后水压、漏损率和功能失效时间一级系统功能恢复的难易程度,大范围内衡量了管道震害破坏程度。参考日本和前苏联地震烈度表中对管道的描述,结合震后供水管道的破坏等级和功能失效模式给出基于供水管道震害评定地震烈度的建议指标。(4)应用定性比较分析方法,找出各级地震烈度下,桥梁各电力设备中选定的震害之间的因果联系,确定各破坏同时出现的概率,相较于传统统计方法得到的"和/或"结论更为合理。这是定性比较分析方法在地震工程学领域的初次使用,为今后该方法在地震工程领域的应用奠定了一些基础。本文研究给出的建议指标与现行地震烈度表模式相近,不定量数词范围定义一致,可为地震烈度表中引入生命线工程的评定指标提供参考。

1999年中国台湾集集M_(W)7.6地震跨断层场地相对运动

为了获得近断层地震动准确的残余位移信息,提出了一种变步长网格搜索地震动基线校正方法。首先基于1999年我国台湾M_(W)7.6集集地震强震动数据,探讨了近断层地震动的位移特征,然后通过地震动时程初始时刻的校正获得了集集地震多组上、下盘台站之间的相对运动时程数据,分析了分别靠近断层上、下盘场地之间相对运动的位移时程特征。结果显示:近断层地震动的滑冲效应显著,断层的平均滑冲速度可高达1.4 m/s;断层两盘间的相对运动类似于近断层地震动的运动特征,且幅值更大;近断层的残余位移约是断层两盘间最大相对位移的80%.

地震工程的研究和应用——回顾与展望

近百年来的地震工程研究取得了长足的进展 ,推进了人类的防震减灾事业。当前 ,面临社会经济发展对公众和工程安全提出的越来越高的要求 ,随着材料科学、信息和计算机技术、机械工程等领域高新技术的迅速发展 ,地震工程研究也进入了一个新的阶段。性态抗震设计、结构振动控制和健康诊断成为推进和扩展地震工程研究的前沿领域。

地震预警连续定位方法研究

本文首先总结了地震预警系统中采用的一些实时定位方法,随后结合我国地震监测台网实际运行情况,提出了一套从单个台站触发开始逐渐过渡到利用前四台触发信息的完整地震预警连续定位方法.利用福建省地震监测台网记录的68个M3.0级以上地震观测记录,对本文方法的验证结果表明,对于网内地震,采用本文方法的单台定位结果误差均小于为50km,双台定位结果误差均小于35km,三台定位结果误差约为15km,四台定位结果误差约为6km;网外地震的三台、四台定位结果误差均小于30km.推导了采用本文三、四台预警定位方法的误差公式.利用福建地区现有及"十一五"完成后的地震观测台网分别计算得到了定位误差分布图.根据误差分析结果即可对定位结果的可靠性预先做出判断,有利于提高地震预警系统运行的可靠性.

地震预警震级计算方法研究综述

地震预警系统是减轻地震灾害的有效手段之一,世界上多个国家和地区都已经建立了地震预警系统,并在实际应用中取得了显著的减灾实效.由于地震预警系统应用中的高度时效性要求,预警震级计算是整个地震预警系统中最重要也是最困难的一部分.本文回顾总结了地震预警研究中采用的一些震级计算方法,并将其归纳为三大类算法:与初始周期相关的算法、与初始幅值相关的算法和与初始强度相关的算法.对每种算法都做了详尽介绍和仔细分析,同时列举出与该算法相关的研究成果.通过对这些算法的分析总结并结合我国地震观测台网的实际情况,作者推荐τc、Pd两种方法作为我国地震预警系统建设中优先采用的两种预警震级算法.

地震仪器烈度标准初步研究

地震仪器烈度是指根据仪器观测记录计算得到的地震动强度,并能直接反映地震的影响程度.地震仪器烈度具有直观、简便等特点,能够在震后快速获取.随着我国地震观测台站密度的不断加大及各种技术手段的不断成熟完善,观测数据的数量和质量都得到了很大的提高,因而在破坏性地震发生后根据观测台站的记录直接计算仪器地震烈度成为可能.通过对比分析美国、日本、以及我国大陆地区的地震烈度算法,本文提出一个借鉴日本气象厅测定烈度算法的仪器地震烈度表,并根据我国国情对其中所采用的幅值滤波器进行重新设计,同时对有效峰值持续时间重新选定.利用汶川地震和集集地震的强震记录对本文仪器地震烈度算法的验证结果表明,采用本文仪器地震烈度方法评定结果与现场宏观烈度调查结果符合良好,具有较高的准确率.

地震预警系统研究及应用进展

地震预警系统是一种能够有效减轻地震灾害的新手段.世界上多个国家和地区,如日本、墨西哥、美国、意大利、台湾地区等都已经研发了多个针对特定设施、单个城市甚至更大区域的地震预警系统,有的地震预警系统已经正式面向全体公众发布地震预警信息,有的还正在线测试运行.作者主要介绍了地震预警系统的一些基本概念,地震预警系统需要解决的两个关键问题,以及地震预警系统在全球范围内的研究、建设进展及相关应用情况等.通过这些总结归纳为我国地震预警系统的建设提供一定参考.

5．12汶川地震中多层房屋典型震害规律研究

根据汶川地震房屋震害现场调查资料,总结了地震中多层房屋典型震害规律:砌体房屋主要为墙体发生剪切破坏;对底框架房屋,刚度比不同,导致房屋不同部位发生破坏;砌体-木屋架房屋,屋面破坏严重;混凝土框架房屋,破坏集中在填充墙以及混凝土柱头、柱脚;经过抗震设计的多层房屋震害明显轻于未经抗震设计的房屋。对如何提高建筑的抗震性能提出了若干建议,为今后房屋建筑抗震积累了经验。

大姚6.2级地震的强地震动观测研究

20 0 3年 7月 2 1日 2 3时 1 6分 30秒 ,云南大姚发生MS6 2级强震。震后 ,云南省地震局与中国地震局工程力学研究所在震区联合开展强震动观测 ,取得了多次小震源距强余震地震动记录 。

国内外地震液化场地特征对比研究

收集整理了阪神、通海、唐山、集集以及海城地震等5次大地震的液化资料,对比分析了场地特征,剖析了其差别和联系。分析结果表明,几次地震中液化层埋藏深度、液化场地地下水位深度差异明显,液化层和地下水位分布范围从小到大依次为通海地震、唐山地震、阪神地震和集集地震,液化层分别主要集中在0～2、2～6、4～6、2～8m间,地下水位则分别主要集中在0～1、1～2、1～3、1～3m间;集集地震液化层埋深和水位均分布最广,液化层埋深分布在0～20m,地下水位则分布在0～9m范围;几次地震液化层标准贯入击数集中范围相似,主要在5～15击之间,但范围差异显著,通海地震虽然地下水位和液化层埋藏深度最浅,但标贯击数均值最大,而集集地震标贯击数范围最广,最大超过30击;几次地震液化层剪切波速变化范围差异明显,海城地震在150m/s以内,阪神地震集中在150～200m/s,而集集地震集中在150～250m/s,其均值接近200m/s,且有波速250m/s左右液化场地存在,以往认为场地剪切波速210m/s以上可不考虑场地液化的认识有误。

大型河谷场地地震动特性研究

采用有限差分方法,通过算例研究了大型河谷场地地震动特性分析中的人工边界的选取方法,对比分析了不同人工边界的选取对数值模拟结果的影响,确定了散射场地震反应分析输入边界的地震动输入方法,认为在进行有限差分动力计算时,模型两侧施加自由场边界的模拟效果要优于两侧施加粘性边界的模拟效果;同时,对FLAC计算软件进行二次开发,对2个地形差异较大的河谷场地,采用线性和非线性摩尔-库仑模型进行了地震反应对比分析,研究了河谷场地地震动幅值和频谱特性随地形变化的规律。模拟数据表明,河谷场地谷底处地震动基本无放大作用,地势凸起处放大作用则较为明显;当考虑土体非线性时,随着地震动强度的增加,放大作用逐渐减小;谱分析结果表明,地势凸起处受高频地震动的影响显著,而地势平坦的谷底则受低频地震动的影响显著。

考虑压缩失效时埋地管线跨地震断层的最佳交角研究

在断层错动下埋地管线跨断层的最佳交角研究方面,已有方法均以管道受拉失效为基本假定,未考虑管道压缩失效的情况.本文利用管体壳模型有限元方法进行了跨断层管线在断层错动下管体反应的计算分析,在考虑管材特性、管道尺寸及地基土特性多种影响因素的情况下,探讨了在仅控制轴向拉伸应变值和同时控制轴向拉伸应变值与轴向压缩应变值两种管道失效控制准则下管道的失效问题,分析了不同失效控制准则对管线跨断层的最佳交角的影响.发现失效控制准则是确定最佳交角值的关键因素,而且基于同时考虑拉伸和压缩失效的控制准则,管线跨断层的最佳交角应在70°左右.

中国西部地区新一代地震动衰减模型

针对我国西部地区,选取汶川地震和部分国外地震记录,通过残差分析方法建立考虑断层破裂机制、场地条件以及上盘效应的地震动衰减模型,应用随机效应回归方法确定模型系数.结果分析表明:模型整体上能较好地预测汶川Ms8.0级地震断层距200,km以内的地面运动,但在反应谱长周期段,模型预测值比实际观测值略大;模型在短周期段(T<1,s)预测反应谱与4个美国下一代地震动衰减关系(NGA)模型平均值一致,长周期段(T>2,s)模型预测反应谱小于美国下一代衰减关系模型平均值.

汶川M_S 8.0特大地震破坏特征初步研究

2008年5月12日的汶川8.0级特大地震造成了巨大的人员伤亡和经济损失。地震现场考察认为:极震区烈度为Ⅺ度,表现为强烈的带状分布,且破坏很重,地震破坏在垂直于断裂的方向上衰减非常快;Ⅹ度区和Ⅸ度区垂直于断裂的方向上极窄,Ⅹ度区和Ⅸ度区偏小;烈度在断层两侧迅速衰减,但Ⅵ度、Ⅶ度区的影响范围非常大,Ⅵ度区的影响范围约24万km2。垂直于断裂的方向上南部破坏范围在Ⅵ度区远大于北部地区。在不同烈度区均出现了大量的烈度异常点。对各类建(构)筑物、地貌、地形的破坏类型、破坏方式均有了新的认识。

复阻尼地震反应谱计算的再研究

本文订正了前文［１］公式中的符号差错，重新计算了复阻尼加速度反应谱，另外又计算了速度谱和位移谱，并与相应的粘性阻尼谱作了比较，取得了一定的认识。现有计算结果显示，复阻尼速度谱和位移谱有一定特点，在中长周期和长周期部分可比相应的粘性阻尼谱高出１０％左右。

隧道对地表地震动放大作用的研究

场地条件对地震波传播有较大的影响,浅埋隧道改变了近地表的场地条件,势必会对地面地震动产生一定的影响,进而影响临近地面结构的地震响应。文章选取Ricker小波作为输入动力时程,利用数值方法研究了均匀弹性场地中圆形隧道对地表水平向峰值加速度的影响,分析了不同隧道埋深和入射波频率时地表水平向加速度的变化规律。结果表明,随着隧道埋深的增大,其对地表加速度峰值的影响变小,但影响范围近似线性增大,主要集中在5倍的隧道半径范围内;无量纲周期λ/D在6~8左右时,隧道对地表PGA的放大作用最为显著;λ/D>10时,隧道对地表地震动的影响基本可以忽略。