冻土区天然气水合物正演数值模拟与瞬时地震属性研究

天然气水合物是一种具有巨大潜能的新型能源,研究冻土区天然气水合物的地震响应特征,对我国陆域天然气水合物的勘探和开发具有重要意义。本文运用Kelvin粘弹性介质模型,基于祁连山冻土区的实际地质地层条件,建立理论地质-地球物理模型;采用交错网格有限差分法进行正演数值模拟,并对自激自收地震记录进行波场特征分析和提取瞬时地震属性。研究结果表明:地震波通过天然气水合物地层时,反射振幅能量较弱;在瞬时频率属性剖面可分辨层厚的范围内,瞬时频率随着层厚增加,频率在小幅度衰减;地震波通过含天然气地层时,反射波表现为强反射特征,瞬时频率能量明显增大;瞬时地震属性对波阻抗界面有更好的分辨能力,特别是瞬时相位属性剖面,作用明显。因此,综合分析波场特征与瞬时属性特征可以为陆域天然气水合物的识别、预测提供依据。

饱和砂土地基地震液化深度的试验研究

为探究地下工程场地深层饱和砂土的抗液化强度特征和液化深度,通过动三轴液化试验,选取汉口某轨道交通工程场地埋深超过20 m的饱和砂土为研究对象,分析了深层饱和砂土试样液化特性,获取了试样抗液化强度曲线。分别利用动三轴液化试验和标贯试验击数为指标的液化判别方法,比较分析了深层饱和砂土的地震液化可能性。结果显示本地区饱和砂土地基液化深度在地震烈度Ⅶ度、Ⅷ度时超过20 m。研究成果可为本地区工程实践抗液化处理深度提供参考。

湖北襄阳地区土体剪切波波速与深度的相关性研究

为给出湖北襄阳地区典型粘性土、粉土、砂土及碎石土剪切波波速与深度之间的统计公式,基于收集到的102个实测钻孔波速资料,利用多种一元回归模型对襄阳地区常见土层剪切波波速与深度之间的关系进行拟合分析和相关性研究;同时,讨论土体状态对二者关系的影响;最后,利用实测钻孔数据验证统计公式的合理性和可靠性。研究结果表明:1)除人工填土外,襄阳地区其他常规土类剪切波波速与深度之间存在较强的相关性,且离散程度随深度的增加而增大;2)同一土类随密实度或塑性状态的增大,其平均剪切波波速也变大;3)考虑土体状态可以使回归模型的预测结果更加具体、更接近真实值,但对模型拟合优度的变化具有不确定性;4)区域性对土层剪切波波速与深度的统计关系有较大影响。本文研究的襄阳地区各土类剪切波波速回归模型较全国土类模型具有更好的预测精度和误差平稳性,可为南襄盆地及周边区域地震灾害风险普查、场地土动力学性质研究和地震动参数确定等提供参考。

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。

震损快速识别算法在湖北应城M 4.9级地震中的应用研究

针对基于人工检测方法存在效率低、实时性差等问题,提出了一种空间通道注意力机制改进的Faster RCNN的砌体结构震损图片快速识别算法。基于湖北省应城M 4.9级地震现场调查获取的砌体结构震害图片,制作砌体结构门窗洞口和震损类型的数据集;通过Mosaic方法对数据集进行数据增强后,构建空间通道注意力机制改进的Faster RCNN模型提取震害图片高级语义特征;使用湖北应城M 4.9级地震砌体结构震害调查数据集对模型进行训练及验证并确定最终的模型超参;最后基于改进的Faster RCNN对砌体结构门窗洞口和震损类型进行快速检测。实验结果表明,该改进的算法可以有效的识别出门、窗、剥落、裂缝,其检测精确分别为:93.1%、97.6%、74.8%、62.3%。此外,单张震害照片检测时间为60 ms,为砌体结构震害快速检测提供了新的思路。

海域花岗岩发育区地震反射精细地质构造调查

广东近海海域位于太平洋板块与大陆板块交界处,地质活动活跃,地质结构复杂。在花岗岩分布区,基岩不均匀风化形成风化基岩凹槽、隆起和孤石等,基岩面起伏较大。单一钻探方法难以反映隧道沿线地质结构的连续变化。本文采用高频小炮距水域地震反射方法,查明隧道沿线详细地质条件,总结各种地质体的地震反射特征,研究断裂走向及活动性。在小炮间距地震剖面中,基岩面表现为反射同相轴起伏变化,基岩隆起对应同相轴上隆,基岩凹槽对应同相轴下凹;断裂表现为同相轴缺失、突变、错断;抛石发育区与孤石(群)形成绕射波。本文利用多条地震反射剖面构建三维地质模型,全面展示隧道沿线复杂地质结构,划定强风化花岗岩区。对比研究发现地震反射解释结论与钻探揭示情况吻合较好,为隧道工程设计和施工提供了可靠的地质资料。

碳纤维布在建筑结构加固修复工程中的应用

近些年来我国现代科学技术得到了全面的发展和进步,这为建筑工程事业各类新型现代化材料研发工作创造了良好条件,多种不同类型的先进施工材料应运而生,其中碳纤维布就具备一定的代表性。碳纤维布具备诸多技术优势,属于一种高强度施工材料,被广泛的应用在了工程项目建设行业的各个领域当中。详细来说,碳纤维布的力学性能极为突出,应用在建筑工程施工工作当中能够展现出极强的抗拉能力,还能有效应对寒冷自然条件、高温自然条件以及腐蚀性自然环境,综合应用成效极为理想,受到了业界人员的一众青睐。在当今工程项目建设高品质发展的时代背景下,相关技术人员要恰当合理地运用这类新型施工材料,借此来不断提升建筑工程行业加固施工技术的整体应用水平。本文深入探究了碳纤维布加固技术的具体原理和特点,结合相应的工程项目加固施工案例,详细阐述了建筑工程加固修复施工的具体需求,明确了碳纤维布材料的具体应用标准,确保广大施工人员明确碳纤维布加固施工工艺的正确应用方法以及注意事项,并且对碳纤维布的各类应用状况做出了探讨。

房建工程主体结构检测方法及技术应用分析

在我国改革开放政策伟大成功的推动下,广大人民群众的综合生活品质不断提高,对于房屋工程项目建设质量也提出了更高的标准和要求。为有效保障房屋工程项目综合建设质量,建筑工程事业当中逐步开展了工程项目建设成果的检测工作,以此来明确工程项目建设成果的性能和水平,最大程度上避免工程项目建设的风险和病害问题。为此,相关技术人员要明确建筑工程主体结构检测工作的价值和意义,详细总结建筑工程主体结构检测工作的主要方法,最后对技术的应用进行阐述。

用位移反应谱研究长周期设计地震反应谱

利用美国太平洋地震工程研究中心NGA数据库,分析了滤波低频截止周期(Tc)对位移反应谱的影响。选择较小的Tc将严重抑制长周期位移反应谱幅值。本文选用可靠使用周期不小于10 s的强地面运动加速度记录,研究了位移反应谱的长周期特性。结果表明,位移反应谱峰点周期是长周期地震反应谱的关键控制参数,受场地条件和震级的影响相对较小,但与震中距基本呈线性增长关系,而动力放大系数最大值波动范围较小,设计中可视为常数。建议在现行抗震设计规范谱的基础上,在速度控制段与位移控制段之间增加一个过渡段,以体现位移反应谱的有峰特征,并给出了控制参数的建议值。

地震动位移反应谱阻尼修正系数研究

阻尼修正系数(DMF)用于抗震设计规范中校正临界阻尼比高于或低于5%的弹性反应谱。在解耦多参数交叉影响的原则下研究了三个主要地震参数(震级、距离和场地条件)对地震动位移反应谱阻尼修正系数的影响。结果表明,DMF随着结构自振周期增大而逐渐趋近于1;随着震级和距离增大,阻尼比对位移反应谱影响随之增大,DMF曲线更加发散,这意味着通过附加阻尼减小结构地震反应对于大震和远震更加有效;场地条件对DMF的影响仅限于近场范围,但无法归纳出明显的影响规律,且随距离增大,不同场地对应的DMF之间的差异逐渐缩小。通过人工合成地震动数值试验,分析加速度反应谱与位移反应谱DMF曲线,得出结论:地震动频谱分量随频率的相对变化速度,对位移反应谱DMF曲线起控制性作用。最后提出了适宜于抗震设计规范采用的DMF公式,并利用实际强震记录数据拟合了DMF公式中的关键参数。

基于剪切波速的深层砂土地震液化研究

阐述了剪切波速法判别饱和砂土液化的原理,结合武汉地区某工程实例,对场地内埋深超越"规范法"适用范围的砂层进行液化判别,确定场地的临界液化深度。通过与室内动三轴试验的对比得出,2种方法的液化判别结果及确定的临界液化深度均吻合较好,验证了以剪切波速为指标的液化评估方法的可行性。

浅层地震反射在郧西盆地断层探测中的应用与研究

在前期详细地质调查的基础上,对郧西盆地进行针对性的浅层地震反射勘探,并利用地震发射结果来确定断层位置及构造特征。该研究对南水北调中线核心水源区地震安全系统的建设有一定意义。

湖北及邻区地震峰值速度衰减关系研究

地震峰值速度是大型结构和地下管道抗震设计的一个重要参数。以有丰富强震记录和地震烈度资料的美国南加州地区作为参考区,结合湖北及邻区地震烈度衰减关系,采用转换法得到了湖北及邻区的地震峰值速度衰减关系。

重庆羊头铺水库诱发地震分析研究

通过实地调查并结合前人研究成果,综合分析了羊头铺水库区的地质构造背景、地震活动性及水文地质条件等。在此基础上,应用构造类比法和概率预测法对羊头铺水库诱发地震的可能性进行了分析。结果表明,库区南段有发生水库诱发地震的可能性,发生MS1.0～3.0地震的概率约为0.19,诱发最大地震强度为MS3.0左右。而库区北段有发生MS1.0地震的可能性,发震概率仅为0.03。

地震荷载作用下岩石边坡稳定性的拟动力分析及可靠度研究

岩石边坡的稳定性直接关系到人类的生命和财产安全,因此其安全性评估至关重要,特别是在地震易发地区。安全系数是评估边坡安全程度的常用方法之一,然而影响边坡安全性的因素较多,存在一定的不确定性;因此在岩石边坡抗震设计中存在一定的不足。考虑地震荷载、岩体放大系数、张缝内水位变化等影响因素,利用拟动力方法推导了出流缝未堵塞时不同工况下的岩石边坡抗倾覆性的安全系数。在确定性计算模型的基础上,考虑到地震荷载等因素的不确定性,建立了地震荷载作用下岩石边坡抗倾覆性的极限状态方程。通过可靠度指标对计算参数的敏感性分析,分析了水平及竖向地震荷载、岩体放大系数、张缝内水位变化等控制因素的影响作用。分析表明,岩石边坡的抗倾覆稳定性不仅与计算参数的均值有关,也与计算参数的变异性有关。因此,在抗震设计当中,同时利用安全系数及可靠度指标来评估岩石边坡的抗震稳定性,有利于岩石边坡的安全设计。

武汉主城区液化潜能分区研究

搜集并整理武汉主城区地震安全性评价控制性钻孔SPT-N资料,配合武汉市地震动参数小区划成果,采用规范法对各场地土层在罕遇地震作用下液化可能性进行判别。以液化指数作为分区指标并结合各场地坐标,绘制武汉主城区液化潜能分区图。分区图初步预测了罕遇地震发生以后,可能发生液化的区域及其严重性,且表明无论是分布面积还是液化潜能,长江右岸均大于长江左岸。通过与4次历史大震液化资料的对比分析,武汉主城区可能液化场地具有地下水位埋深浅、液化土层分布范围广、埋藏深度大的特点。

重庆三江口水库诱发地震分析研究

通过野外地震地质调查并参考前人研究成果,分析三江口水库区的地质构造背景、地震活动性及水文地质条件等资料,对该水库诱发地震的可能性进行分析。构造类比法分析表明:蓄水后发生构造型水库诱发地震的可能性较小,但有可能发生岩溶塌陷型水库诱发地震。概率预测法分析表明:库首段(新滩子—狮狸弯)发震概率较小,仅为0.02;库中段(狮狸弯—牛鼻子)岩溶不太发育,诱震可能性较小,不发震的概率为0.96;库尾段(牛鼻子—峡马口)有可能诱发微震,发震(M<3.0)概率为0.10。

基于AD5933的无线多通道微型阻抗测量系统设计与试验研究

阻抗测量芯片AD5933具有集成度高、成本低等优点,具备解决结构损伤识别领域中阻抗仪体积大、成本昂贵等问题的潜力。然而,目前研究中基于AD5933的阻抗测量评估板或开发板,均存在数据传输距离短、测量通道单一、需人工值守等问题,给实际工程应用带来诸多不便。为此,研制出了一种以AD5933芯片为核心,集成无线通信模块、多通道自动切换模块等,具备无线数据传输、多通道多测点采集、远程数据后处理功能的微型阻抗测量采集分析系统,通过与有线阻抗测量装置的阻抗测量效果对比试验,验证了所研制系统无线测量方案的可行性和测量结果的准确性,通过实验室管道模型的多螺栓服役状态监测试验,验证了所研制系统多通道多测点阻抗测量的优势和适用性。

武汉市古河道地层对地铁基坑工程的影响

通过分析武汉市长江武昌岸古河道沉积物地层特殊的水文地质条件、岩土工程性质和对地铁车站基坑工程的影响,并结合地铁车站基坑工程实例,提出了该古河道的分布区域内的地铁车站基坑设计、施工及监测方面的建议,为类似基坑工程提供参考借鉴。

基于敲击法的碳纤维板加固钢梁脱粘检测研究

碳纤维板与钢梁之间的界面连接情况影响着钢梁的加固效果以及承载性能的发挥,为更好地判别脱粘病害,探究出一种有效的界面脱粘位置定性识别方法。首先制作碳纤维板加固钢梁后的未脱粘试件和脱粘试件,然后通过采用局部敲击指定位置的方法来获取声音信号,并采用Welch功率谱密度(PSD)估计法和快速傅里叶变换(FFT)分析声音信号中的频谱特征。结果表明:从低阶振动频率范围0~500 Hz来看,PSD估计法的2条曲线峰值差别明显,存在脱粘损伤部位的PSD曲线峰值处频率较正常部位处峰值对应频率明显向0偏移,从工况1 PSD曲线中提取得到的平均一阶振动频率从定量的角度揭示出脱粘损伤部位与正常部位频率的变化,这与界面脱粘后局部刚度降低有关;与传统常用的FFT损伤定位方法相比,PSD曲线峰值相比FFT曲线峰值差异性更大,更容易判别出该位置是否发生了脱粘损伤。文章还探究不同属性锤头对试验结果的影响,为实际工程提供有效的参考。