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清华大学
中国地震学会
中国土木工程学会
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ISSN 1000-0844
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爆破振动传播规律及控制技术研究进展
2025,47(4):751-766, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240115001
摘要：
在各种由爆破作业引起的危害中,爆破振动的危险性最大,对周围环境和结构安全构成显著威胁。为给爆破振动研究工作提供参考,首先回顾爆破振动理论在国内外的发展历程,详细介绍关键的理论研究进展和研究成果;在此基础上,总结爆破振动传播规律的研究现状,并对高程放大效应和空洞效应进行阐述;梳理不同国家关于爆破振动安全判据的标准。其次从能量源、传播介质和传播过程三个方面,对爆破振动控制技术进行细致的分类讨论,并介绍新型爆破技术在实际工程中的应用特点及其优势。最后对工程爆破技术的研究现状进行总结,指出现有研究在爆破振动衰减规律、安全判据制定以及爆破控制技术方面存在的不足,并对未来研究方向提出具体展望。
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融合改进的Camshift与Kalman滤波的复杂环境下隔震支座位移测量研究
2025,47(4):767-780, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240222001
摘要：
为解决传统的Camshift算法在隔震工程应用时过度依赖颜色信息、易受周围环境干扰的问题,提出一种基于视觉的隔震支座位移测量方法。首先,对采集到的视频进行图像预处理。然后,通过调节由Canny算子获取的目标边缘信息和由Camshift算法得到的颜色信息的权重,生成融合信息直方图,从而增强算法在目标跟踪时的稳定性。当目标未被遮挡时,直接使用改进的Camshift算法来获取目标位置;当目标发生遮挡时,通过目标被遮挡面积判断遮挡程度,引入Kalman增益来预测目标位置,将预测和观测结果融合后得到目标新的位置状态估计。随后,通过坐标转换获取真实位移信息。该方法准确性通过三层钢框架结构模型的振动台试验得以验证,结果表明,采用视觉方法测量与拉线式位移计测量的结果所得最大位移误差均小于6.84%,两者相关性也均在0.91之上。最后,将该视觉方法应用到某实际工程中,通过对比一个监测点视觉位移测量与拉线式位移计的数据,发现二者误差值仅为0.15 mm,精度达到了98.56%,进一步表明该方法能够适应光照变化、灰尘和遮挡等复杂的隔震层环境,具有良好的准确性和鲁棒性。
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不同地基条件下铅基堆悬挂储液结构地震响应分析
2025,47(4):781-788, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230725003
摘要：
鉴于铅基反应堆储液结构的特殊性,考虑不同地基条件对结构动力响应的影响是对其进行抗震适应性分析的关键。以某铅基反应堆为研究对象,通过引入黏弹性人工边界耗散散射波波动能量,并结合用户可编程功能（UPFs）的二次开发特点,基于ANSYS建立考虑流-固耦合的铅基堆悬挂储液结构-地基相互作用分析模型,开展在不同地基条件下，反应堆储液结构的地震响应变化规律研究。分析结果表明:软质地基对堆内液体晃动波高有明显地放大,加速度响应在水平向和竖向受地基类型的影响较显著,而总体位移的变化趋势及幅值变化均不大。研究成果可为铅基反应堆的抗震设计提供技术参考。
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安装调谐液体阻尼器的悬挂结构减震性能分析
2025,47(4):789-798, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231101001
摘要：
悬挂结构体系因其特殊的传力方式,在地震作用下易发生显著水平变形。文章探讨在悬挂结构顶层安装调谐液体阻尼器(TLD)的抗震方案,在不显著增加结构刚度的前提下,可减小地震引起的结构振动。基于构建的TLD-悬挂结构运动模型,利用MATLAB软件进行地震作用下的时程分析,分析地震动特性、质量比、频率比和液体阻尼比对结构抗震性能的影响。研究发现,当TLD与悬挂结构的质量比为10%且频率比接近1时,TLD对悬挂结构的加速度和位移响应具有更好的综合减震效果。尽管TLD在控制位移响应方面的效果因地震类型不同而有所差异,但增大其阻尼比一般有助于提升减震能力。特别值得注意的是,在脉冲型地震动激励下TLD对悬挂结构的控制效果有所下降,在未来研究中需要探索更有效的减震策略。
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基于离散元法的欠送桩基承载特性评估
2025,47(4):799-810, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240821001
摘要：
静压法沉桩过程中经常遇到沉桩困难问题,导致桩基欠送现象。为探究桩体欠送情况下静压桩的承载性能,依托马来西亚东海岸铁路项目,开展现场静压桩沉桩试验。采用颗粒流程序(PFC)离散元数值模拟软件,建立层状地基中群桩静压沉桩的离散元模型,对比分析欠送桩、设计桩长情况下静压群桩的承载性能,并探讨桩间距对群桩承载性能的影响。结果表明:欠送桩情况下存在最优桩间距,约为1.9D,其极限承载力可以达到设计桩长的93.3%;从微观力链蔓延特征来看,砂土层在桩侧和桩端均能提供显著的侧摩阻力和桩端阻力,而黏土层则仅能作为持力层提供桩端阻力;在群桩受力体系中,由位移云图发现深基桩地基具有较强的抗变形能力,浅基桩地基则更容易出现水平扩展和位移,群桩受力形式类似开口管桩;通过分析不同桩间距时承载力与桩顶位移的变化,发现低于最优桩间距时,随着桩间距的减小,极限承载力减小。研究成果可为出现静压困难的欠送桩施工提供参考。
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砂-细粒液化场地地铁车站动力响应振动台模型试验研究
2025,47(4):811-821, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240816002
摘要：
为系统研究砂-细粒混合料液化场地地铁车站结构的地震响应,依托中国地震局兰州地震研究所地震模拟振动台系统,开展了砂-细粒混合料液化场地地铁车站结构振动台模型试验。文章详细阐述场地模型的制备与车站结构的设计和制作、各类传感器的布设、地震动波形选取与工况设计等内容,重点分析了车站结构及模型场地的加速度响应空间分布特征。结果表明:在小幅值地震动加载过程中,可观察到土体开裂现象,当地震动峰值加速度(PGA)增长到0.2g时,可观察到车站结构的明显上浮以及土体液化现象,且随着孔隙水压力的增长,土体表面开始喷砂冒水;PGA数据表明,地震动在地基模型和地铁车站模型上均存在放大作用,随着高度的增加,放大系数逐渐增大,并且地铁车站模型的存在会影响到模型场地的动力响应;应变分析中发现车站中柱的应变反应最大,最大值出现在上层中柱顶部以及下层中柱底部的位置。
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SDDC法结合强夯法处理回填砂岩碎屑及湿陷性黄土浸水试验研究
2025,47(4):822-831, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240316001
摘要：
首次针对西北地区典型深厚回填砂岩碎屑及湿陷性黄土场地,进行孔内深层超强夯（SDDC）工法结合强夯法复合地基工后浸水试验。结果表明:(1)复合地基受水浸湿时,竖向渗透最大影响深度为8~10m,径向最大影响宽度为2~4m,建议在处理大厚度回填砂岩碎屑时,基础外缘处理宽度2~4 m即可;(2)复合地基受水浸湿时地表及深部土体沉降较小,湿陷得到有效消除,在满足变形和承载力的要求下,建议处理深度达到10 m即可,可不考虑因地表浸水引起的地基土附加沉降变形;(3)长期监测深部土体,1年累计最大沉降量较小,满足规范对地基沉降变形要求,地基处理基本消除了回填土自重下的固结沉降;(4)复合地基受水浸湿后承载力满足设计要求,达到原回填土承载力特征值的2倍。
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高层建筑装配式剪力墙结构抗震性能试验研究
2025,47(4):832-841, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240322005
摘要：
为了更好地保障高层建筑的抗震安全性和稳定性,对高层建筑装配式剪力墙结构抗震性能进行研究。将框架结构剪力墙、全部预制装配式剪力墙和整体装配式双面叠合混凝土剪力墙作为研究对象,利用地震波加载装置模拟El-Centro波、Taft波、人工合成地震波的加载过程,在试件不同位置设置5个测点,每个测点上布设位移传感器、应变传感器、荷载传感器、加速度传感器、倾角仪等不同传感器,在地震波加载装置预加载成功的情况下进行试验。将裂缝最大宽度、变形量、耗能量、刚度、位移延性系数、承载力作为性能测试指标,收集剪力墙试件的实时形变、荷载、位移等数据,结合统计学理论、信息论、误差理论对试验数据进行处理后得到抗震性能试验结果。结果表明:相比于框架结构剪力墙、全部预制装配式剪力墙,整体装配式双面叠合混凝土剪力墙的裂纹数量较少;试件滞回曲线更加充实、连续,无明显的突变现象;最大裂缝宽度为0.4 mm,总形变量为1.6 mm,耗能量与刚度较高,位移延性系数在3~4之间,极限承载力可达934.9 kN。研究认为整体装配式双面叠合混凝土剪力墙具有更好的抗震性能,可以广泛应用至高层建筑领域。
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基于组合模态推覆法的高层建筑地震动有限元模拟分析
2025,47(4):842-850, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240621002
摘要：
由于地震动的随机性,高层建筑在地震作用下的响应也变得复杂多样。不同楼层、不同方向的结构构件可能会受到不同的地震力作用,导致结构产生复杂的内力和变形。为更加准确地评估高层住宅建筑在地震作用下的响应性能,以某实际工程为例,利用组合模态推覆法进行地震响应的有限元模拟分析。运用ABAQUS软件建立高层住宅建筑钢筋混凝土框架结构有限元模型,选取El-Centro、Northridge、Taft、Kobe地震波及人工地震波作为地震动输入,利用组合模态推覆法模拟和评价高层建筑结构的非线性行为;根据结构动力学平衡理论获取静态荷载作用下的结构位移和基底剪力,计算动态荷载作用下的结构延性系数、抵抗水平力。结果表明,通过静力弹塑性分析得到的高层住宅建筑层间最大位移为56.2 mm,多发生在结构中部和上部;基底剪力最大值为10 540 kN。通过动力弹塑性分析得到该建筑的残余变形多发生在结构中部和上部。通过滞回性能分析可知,随着荷载和循环次数的增加,底部楼层结构发生了一定的刚度退化;中部楼层结构变形逐渐增大,但抵抗变形能力存在一定程度的减弱;上部楼层结构刚度发生明显退化,影响了整体结构稳定性。
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基于卷积神经网络的建筑物震害特征提取与识别研究
徐俊祖，张方浩，戈云霞，曹彦波，杜浩国，邓树荣，和仕芳，张原硕，赵正贤
2025,47(4):851-863, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240229001
摘要：
提出一种基于卷积神经网络(CNN)的建筑物震害特征提取与识别方法,以解决传统震害评估方式的空间局限性和低效性问题。通过对震后建筑物进行边框回归、掩膜生成和特征分类,实现震害特征的有效提取和识别。首先,通过收集云南省2014年鲁甸6.5级、景谷6.6级和2021年漾濞6.4级地震的建筑物震后无人机影像数据,并利用数据增强方法扩充样本,构建一套典型的云南历史地震建筑物震害数据集;其次,利用这一震害数据集对CNN进行训练和优化,从而得到能够提取建筑物震害特征并进行识别的模型;最后,通过实际震例对模型进行验证。结果表明，所提出的方法能够有效提取建筑物震害特征并进行识别,识别平均精度达87.28%,平均IoU（交并比）为83%,且各影像IoU值均大于0.5。
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耦合统计与机器学习模型的黄土地震滑坡危险性评价
2025,47(4):864-875, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240814001
摘要：
黄土高原新构造活动强烈,地震频发,加之黄土特殊的物理力学性质与粒状架空孔隙结构,易由强震诱发黄土滑坡,造成人员伤亡及经济损失。以黄土高原范围内的天水市为例,耦合统计与机器学习模型对黄土地震滑坡危险性进行评价。选取信息量(IV)和频率比(FR)模型,分别与逻辑回归(LR)、支持向量机(SVM)、多层感知机(MLP)模型耦合,得到6种耦合模型(FR-LR、FR-SVM、FR-MLP、IV-LR、IV-SVM、IV-MLP),并采用受试者工作特征曲线下方面积(AUC)、准确率、精确率、特异性、敏感度、 F 1值评价模型精度。结果显示:(1)作为机器学习模型的一个分支,深度学习模型(MLP)相较于传统机器学习模型(LR、SVM),在研究中展现出更优的评价性能;FR-MLP模型的 AUC 值高于FR-LR、FR-SVM模型,IV-MLP模型的 AUC 值高于IV-LR、IV-SVM模型。(2)IV模型耦合的评价结果优于FR模型耦合结果,6种模型的 AUC 值呈现FR-LR＜IV-LR、FR-SVM＜IV-SVM、FR-MLP＜IV-MLP的规律。(3)IV-MLP模型的 AUC 值(0.93)、准确率、精确率、特异性、敏感度和 F 1值等评价指标均优于其他模型。研究结果丰富了黄土地震滑坡危险性评价方法,可为黄土地震滑坡危险性评价体系优化及黄土地震灾害预防提供参考。
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地震作用下反倾边坡动力响应规律及稳定性影响因素研究
2025,47(4):876-885, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230904002
摘要：
地震作用导致的反倾边坡失稳破坏会诱发严重的地质灾害,因此对地震作用下反倾边坡稳定性、破坏模式及影响因素的研究是十分必要的。文章基于Scavia模型,采用离散元UDEC软件探讨双向地震作用下反倾边坡动力响应规律;基于正交试验设计法,考虑坡高、坡角、岩层倾角、岩层厚度、岩块底面倾角、节理摩擦角、地震烈度7个影响因素,设计18组正交试验,利用失稳位移比进行敏感分析。结果表明,在地震作用下,反倾边坡倾倒破坏经历了位移启程、位移累积及失稳3个阶段;坡体水平向、竖向加速度均存在高程及坡表放大效应,峰值加速度(PGA)系数随坡体高程增加呈现线性增加,其中缓倾裂隙面上部放大效应更加明显,且坡体上岩块主要受水平方向地震波影响,受竖向地震波影响很小;最后,正交试验表明地震烈度、坡高、岩层厚度、岩块底面倾角对反倾边坡稳定性具有显著影响,而坡角、岩层倾角及结构面摩擦角等对反倾边坡稳定性影响较小。
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我国黄土高原地区地震烈度衰减关系研究
2025,47(4):886-900, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230819003
摘要：
利用黄土高原44 次地震的烈度等值线图等资料,选用椭圆限定模型,运用两次加权、两步回归法分别建立黄土高原西区和东区的地震烈度衰减关系。通过增加拟合限定条件,实现长轴和短轴在震中和远场的烈度值大致相等的要求。与其他区域的地震烈度衰减关系对比显示,黄土高原地区烈度衰减关系具有显著的区域性特点。在大多数情况下,相同距离处,黄土高原西区的烈度值高于青藏区,最大差值可达0.8;当震中距较小时,黄土高原东区的长轴和短轴烈度值均低于东部强震区,因黄土高原东区烈度的衰减速率较慢,随着距离增大,其烈度值逐渐超过东部强震区。
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贝叶斯概率统计预测模型在三峡工程水库地震重点监视区地震预测中的应用与检验
2025,47(4):901-910, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231223001
摘要：
水库地震是由人类工程活动引发的地震活动,具有群发性、高频次和大烈度的特点,对其进行预测研究有助于评估水库地震灾害风险。将三峡工程水库地震重点监视区划分为若干个1 km×1 km的预测单元,运用贝叶斯概率统计预测模型,依据库水深度、岩体类型、区域构造应力状态、断层活动性、岩溶发育程度、库水透水深度、与库水沟通关系、地震活动背景8个诱震因素,预测诱发震级的概率。结果表明:在重点监视区,以碳酸盐岩为主的库岸附近区域,诱发地震概率较高;仙女山断裂北端、高桥断裂近库岸段及牛口断裂近库岸段,存在诱发中强震(6.0＞ M3≥4.5)的可能;而三峡坝址区和远离库岸区域,不发震或诱发微震的概率较高。使用三峡水库175 m蓄水以来的实际地震情况对预测模型进行检验,结果表明实际地震的发生地点及震级与预测结果存在明显的一致性,采用精细划分方式的贝叶斯概率统计预测方法在水库诱发地震危险性评定方面具有很好的效果。研究的概率预测结果对于确定地震风险区域、制定地震预警和防范策略,以及保障水库工程的安全运行具有重要参考意义。
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甘肃舟曲县地震波影响下的岩石滑坡数值分析研究
2025,47(4):911-924, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240108002
摘要：
在断层节理较为发育的岩石山体发生滑坡时,岩石块体是主要组成。岩石块体因具有较大的离散特征,相互间基本不具备黏性,所以容易发生滑移,尤其在地面振动的影响下更容易发生远距离的运移。文章介绍了一种在二维模型非连续变形分析方法(DDA)的基础上发展的三维模型,相比二维模型能够更好地描述滑坡介质的横向和纵向位移,可以界定整个滑坡的沉积区范围。模拟结果表明,加载地震波后块体滑坡运移距离显著提高,滑坡滑移区的最大横向距离也显著增加,而且滚动中的岩石更容易增加弹跳高度和距离。研究最后预测舟曲县局部敏感地区的岩石滑坡距离和沉积范围,并评价其危险程度。预测模拟结果表明,舟曲县附近山体的几个滑动面对县城的危险性较低,而靠近两河口中白龙江沿岸的几个滑坡面危险性较高。文章可为舟曲县周围的灾害点预判提供参考。
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基于地震初期的应急物资需求预测研究
2025,47(4):925-936, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240423002
摘要：
精准、高效地预测地震灾害中的应急物资需求,对提升救援工作的精准性和效率至关重要。文章采用间接预测方法,通过核主成分分析对预测指标进行降维,选取主成分作为长短期记忆神经网络模型的输入变量。同时,利用改进的粒子群优化算法对长短期记忆神经网络模型的单元数和批处理大小进行优化,从而构建伤亡人数预测模型。此外,将预测的伤亡人数与安全库存理论相结合,建立应急物资需求预测模型。基于震级在6级以上的地震数据,构建的伤亡人数预测模型在均方误差、均方根误差和平均绝对误差等评估指标上表现优异。与改进的灰色预测模型\[GM(1,1)\]、粒子群优化算法与反向传播神经网络(PSO-BP)模型及卷积神经网络(CNN)模型相比,其误差分别降低了71%~97%、46%~83%和34%~62%。以2019年四川省宜宾市长宁县6级地震和2020年新疆喀什地区伽师县6.4级地震为案例,精准预测两地的伤亡人数及各类应急物资的需求量。该方法为提高地震灾害管理及救援工作的效率和响应能力提供了新的技术支持,具有重要的应用价值。
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基于时间LightGBM模型的地震震级时序预测方法及验证
魏从信，强娅雄，牛璐，纳守威，惠少兴，王真一，吴桐屹，庞海阔，权紫东，苏雅欣
2025,47(4):937-949, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240925001
摘要：
震级预测是地震预测中重要且困难的研究内容之一。可通过预测震级大小,可提高震后救援效率和降低地震灾害损失。文章通过对历史地震目录数据(时间范围:1900—2024年,空间范围:5°~50° N、55°~150° E,震级范围: M 5及以上)进行预处理和特征参数筛选,构建基于轻量级梯度提升机(LightGBM)的震级预测模型；然后对长短记忆神经网络(LSTM)、随机森林(RF)、图卷积网络(GCN)+门控循环单元(GRU)组合时序图卷积网络模型(T-GCN)、支持向量回归(SVR)和LightGBM等五种模型的试验结果对比分析。结果表明,LightGBM方法能够很好地拟合地震震级的变化趋势,其均方根误差(RMSE)值和平均绝对误差值(MAE)分别为0.101和0.100,均小于其他四种模型,决定系数值(R2)为0.707,均高于其他模型结果误差明显优于其他四种。该方法模型为应用地震震级特征进行地震预测提供了较好的思路。
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利用无人机航测影像研究临泽断裂新活动习性及古地震事件完整性
2025,47(4):950-961, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240614001
摘要：
活动断裂古地震事件的完整性是认识断裂活动习性,评价其未来强震危险性的重要基础。基于高分辨率影像解译活动断裂微地貌特征,可以与古地震探槽方法互补,共同构建完整的地震复发模型。以河西走廊中段榆木山北缘的临泽断裂为研究对象,基于无人机摄影测量方法生成高精度地形地貌数据,通过详细的活动断裂断错地貌解译,并沿断裂带测量90组冲洪积扇上保存的线性断层陡坎的单次或多期次累积垂直位错值,得到累积位移概率分布(COPD)曲线,获取其垂直位错分组特征。沿断裂共确定6次累积位移峰值,分别为0.5、0.9、1.5、2.1、2.7、3.3 m,揭示临泽断裂在更新世晚期以来可能经历至少6次震级为 MS6.6~7.0的古地震事件,由此对比分析前人古地震探槽方法揭示的古地震事件的完整性。参考探槽确定的古地震事件年代结果,其最新一次地震事件发生在距今2.1~2.5 ka。基于以上分析,临泽断裂具有特征地震复发模式,其构造活动不断向断裂两侧和盆地内部挤压拓展。综合复发模式和离逝时间分析,临泽断裂最新一次地震事件的时间接近其复发周期,具有较高的强震危险性。
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基于InSAR约束的2020年土耳其 MW6.8地震滑动分布特征及对周围区域的应力影响
摘要：
2020年1月25日,在土耳其东北部发生 MW6.8地震。为确定本次地震的断层几何和滑动分布并评估区域危险性,利用Sentinle-1A卫星升、降轨数据获取地震同震形变场,并以此为约束,反演发震断层的几何特征及精细滑动分布模型。最后,综合库仑应力特征和区域构造背景,评估2020年土耳其地震对2023年土耳其双震和邻近断层的触发影响。结果表明,升、降轨形变场呈现以NE分开的两个对称分布的近椭圆状,同震形变发生在Puturge断层上,形变符号相反,表明发震断层运动性质为左旋走滑为主。升、降轨视线向(LOS)最大形变量分别达到~0.35 m和~0.25 m。同震滑动分布模型显示,发震断层走向~66°,倾角~78°,滑动角~8°,破裂面最大滑动量~1.4 m,最大埋深~10 km。以Purturge断层为接收断层的静态库仑应力显示,2020年土耳其地震对2023年的土耳其双震均产生明显的库仑应力加载效应。以Pazarick断层和Cardak断层为接收断层的同震库仑应力结果显示,2020年土耳其地震对上述两条断层附近产生明显的应力加载效应。结合该区域East Anatolia断裂带的震间高应变率特征,表明2023年土耳其双强震的发生是该区域库仑应力加载与Pazarick断层、Cardak断层的非均匀性断层运动学状态共同作用的结果。
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深部饱和黄土动力特征及其微观结构研究
2025,47(4):971-978, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20250123001
摘要：
1920年宁夏海原 M8.5地震诱发了固原市石碑塬饱和黄土地层的大规模液化滑移,造成重大人员伤亡和财产损失。基于现场调查、工程地质勘探及室内动三轴试验、微结构测试,系统研究石碑塬滑移区15~40 m深度范围内饱和黄土动力特性和微结构特征参数。结果表明:(1)深部饱和黄土应力-应变关系符合Hardin-Drnevich双曲线本构模型,动剪模量比(G/Gmax)随动剪应变增大呈衰减趋势,阻尼比随动剪应变增加呈对数关系增长;(2)从微观结构来看,深度较浅的饱和黄土排列疏松且孔隙较大,随深度增加颗粒排列区域密实,孔隙结构由架空孔隙向镶嵌孔隙过渡;(3)土体最大剪切模量(Gdmax)随初始孔隙比增大而减小,随黏粒含量增加而增大;(4)饱和黄土最大阻尼比(Dmax)随干密度和黏粒含量增加逐渐减小。研究成果可以为饱和黄土液化滑移机理研究与灾害防治提供基础数据支撑。
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基于微震监测的麦积山石窟崖体地形效应研究
2025,47(4):979-990, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240807001
摘要：
石窟多开凿于山间、崖壁等地质条件复杂的区域,易被地震破坏。厘清石窟崖体的动力响应特征,进行针对性的抗震、减震加固,可以有效减轻地震对石窟的破坏。为揭示麦积山石窟崖体的地形效应,基于微震监测数据,通过传统的傅里叶谱比法、H/V谱比法和瞬时极化偏振法（HVIP）,研究石窟崖体场地动力响应特征与石窟崖体地形效应的方向性。结果表明:麦积山石窟场地放大系数、传统傅里叶谱比法比值和H/V值均随着高程的增加而增大；加速度峰值放大系数为NS向最大,EW向次之,UD向最小;石窟崖体的卓越频率在1~5 Hz之间;石窟崖体存在着明显的方向性共振现象,地震波在震源方向上表现为放大效应,在山体走向上表现为衰减效应。在石窟崖体场地中,传统傅里叶谱比法能较好地反映卓越频率,H/V值能客观准确地表现出石窟崖体的地层结构。该研究可为依托场地地震响应开展石窟抗震和减震工作提供参考。
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地电场异常统计特征研究及甘肃积石山6.2级地震回溯性检验
2025,47(4):991-1000, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240514002
摘要：
2023年12月18日甘肃积石山保安族东乡族撒拉族自治县发生6.2级地震,文章选取距震中300 km范围内的四个地电场观测站,在利用小波变换方法提取各台站主要频率成分的基础上,基于滑动相关性方法,对各地电场台站主要频率成分与其400 km范围内地震事件的统计相关性异常特征进行计算,并结合积石山6.2级地震前、后60 d大地电场优势方位角变化对计算结果开展回溯性检验。研究表明:武威台、门源台和大武台地电场滑动结果相关性较好,当地震序列能量较大时,其与长周期地电场成分(24 h,12 h)相关性更高;地震序列能量较小时,则与短周期地电场成分(8 h,6 h)相关性更高。积石山地震前地电场低频成分(24 h,12 h)优势方位角异常出现时间与滑动相关性统计结果有很好的对应性,产生的原因可能与固体潮汐周期性运动和孕震断层相互耦合作用有关。不同台站统计结果与优势方位角对比的差异性,可能是由于震中距或者地电场信号传播路径不同所导致。
地震工程
地震研究
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液化场地管廊土-结构动力相互作用特征研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20241226002
摘要：
基于Abaqus中实现的先进弹塑性砂土本构以及流固耦合单元，采用简化的地层模型与理想化的输入地震条件，对可液化自由场、单管廊非自由场和不同结构间距的双管廊非自由场模型开展了一系列平行的数值模拟实验，研究了土-结构相互作用与结构-土-结构相互作用对液化发展区域的影响，以及结构间距对管廊内力及位移响应的控制规律。分析结果表明：邻近管廊之间的结构-土-结构相互作用会对结构自身及其周围土体在地震液化期间的动态响应造成显著的影响。当相邻管廊之间的间距较小时，管廊在液化期间的动内力比不存在邻近管廊的情况有明显增大，同时伴随更大的上浮和倾斜位移。结构-土-结构相互作用导致的内力和位移放大效应随着管廊间距增大而逐渐减弱。因此，在考虑地震液化作用的综合管廊抗震设计中，若存在邻近管廊或其他地下结构，应充分考虑结构-土-结构相互作用，以避免因低估结构响应而引发潜在的安全隐患。
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喀什河断裂两盘不同观测井水位同震响应特征对比分析
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240202003
摘要：
为了探寻断裂带两盘地下水位动态与地震作用之间的联系机制，系统收集了喀什河断裂西段上、下两盘的伊宁2井和伊宁1井水位对远近场中强地震的同震响应特征，分别从水位同震响应率、同震响应幅度与震级和震中距的关系、同震响应能力等方面进行了分析。结果表明，（1）伊宁1井和伊宁2井井水位响应形态主要表现为振荡变化为主，伊宁2井的同震水位响应幅度往往大于伊宁1井，伊宁2井记录到的地震主要来自断裂上盘方位(占比72.4%)；（2）伊宁2井触发同震响应的地震波能量密度小于伊宁1井的，更易触发同震变化，且伊宁2井水位的变化幅度与震级、震中距的线性关系优于伊宁1井；（3）逆冲型断裂带上下两盘构造差异明显，上盘断层倾角和裂隙发育水平均高于地处下盘的伊宁1井，且伊宁2井更靠近断层，有利于地下水的快速流动和补给，井水位同震响应能力主要受岩性和所在断裂构造部位的影响。研究有助于深化地下水位对地震响应机理的认识，对于指导流体观测井网布局具有重要意义。
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执行饱和约束下的建筑物主动减震方法
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230314001
摘要：
为降低地震作用下建筑物的应激震动行为，考虑减震执行器输出力约束问题，提出了保证性能指标的主动减震控制方法。首先，在建筑物楼层布置传感器以获取应激震动状态，将地震激励描述能量有限的外源不可控扰动，建立了建筑物可控模型。进而，将减震器输出力约束问题描述为控制命令饱和约束，提出主动减震控制方法。最后，经过稳定性分析，给出了可同时保证饱和约束和H∞性能指标的控制器计算方法。仿真数据表明，在某11层建筑物顶层和次顶层分别布置2个最大输出6 kN的减震执行器，可以将受到El Centro地震作用下的该建筑物应激震动位移和速度响应均减少约45%左右。
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构造震颤与触发震颤研究综述
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240222005
摘要：
构造震颤是慢地震的一种,主要发生在环太平洋俯冲带下地壳与上地幔转换带的板块交界面,其时空分布状态能很好的描绘板块俯冲的动态过程。大地测量和地震学的联合研究表明,构造震颤与短期慢滑移在一些区域存在时空对应关系。除了自发的构造震颤,还有由不同形式的应力扰动触发的震颤,其中远震的面波最具触发潜力。触发震颤不仅能用来推测研究区域是否存在构造震颤,而且能更好的约束震颤行为及其发生机制。本文对构造震颤和触发震颤的研究进展进行了梳理,从基本概念、物理机制、观测进展、检测定位方法四个方面进行介绍,为我国开展相关研究,优化观测布局提供参考。
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基于L2-DFNN的桥梁多层次风险识别研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240914001
摘要：
为解决传统风险识别方法在未知复杂的桥梁风险情景下识别能力不足的问题，以某三跨连续梁桥为研究对象，构建了该桥多层次风险情景库。基于改进的深度前馈神经网络（DFNN），对桥梁不同的风险类型、风险位置及风险程度进行特征学习，并用训练完毕的网络对典型风险情景进行预测分析，实现桥梁多层次风险识别研究。结果表明，加入L2正则化可以显著提升DFNN的泛化能力，使分类、定位及定量识别的训练准确度分别达到91.6%、74.9%和93.7%；并在有限元模拟典型风险识别任务中表现出较高的预测准确率，分别为80%、100%和97.41%。总体来说，提出的L2-DFNN可以较好地实现桥梁多层次风险识别工作，可为桥梁健康监测（BHM）提供重要支撑。
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西藏定日6.8级地震地面运动特征空间分布分析
王晓磊, 李佳具, 赵紫旭, 刘佳慧, 王浠铭, 包旭, 阎卫东
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20250221001
摘要：
北京时间2025年1月7日9时05分，西藏自治区日喀则市定日县发生了一次震级为6.8级的强烈地震，造成了人员伤亡和财产损失。中国地震局工程力学研究所强震动观测中心共提供了35组地震动记录，首先对其进行地震动处理，绘制水平和竖向加速度反应谱，然后进行了峰值加速度(PGA)和周期为0.2 s的谱加速度(Sa(0.2 s))的空间分布分析、累积绝对速度(CAV)、Arias强度(IA)等广义强度参数空间分布分析、显著持时DS空间分布分析，最后进行了地震动三个方向的脉冲识别与分析。结果表明:本次地震事件对自振周期为0.2 s-0.7 s的建筑物具有较大的破坏性，且拉孜县台站XZ.D0007所记录的南北方向加速度反应谱峰值超出了8度极罕遇地震所设计谱值；CAV和IA的空间分布在水平向和竖向基本相同；定结县台站XZ.D0004和拉孜县台站XZ.D0007处的CAV和IA超过相关规定阈值；本次地震动显示出了较为明显的上下盘效应，具体表现为上盘区域Sa(0.2 s)与PGA较大，而持时较小，下盘区域则相反；最后基于脉冲辨识准则，确定本次研究的地震动均不是脉冲地震动。本研究将为揭示地震动的强度分布特征提供科学依据，为西藏地区日后工程结构的抗震设防提供参考。
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基于岩石圈磁场年变对河北及邻区中小震震磁特征的分析
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240712001
摘要：
利用2016-2021年流动地磁矢量数据，结合2017-2022年发生的MS≥3.0地震，基于岩石圈磁场年变，对河北及邻区的中小震震磁特征进行了量化、统计分析。结果表明：①震中多发生在磁偏角（D）、磁倾角（I）、总强度（F）的零变线附近，其中震中距D、I、F零变线≤50km的震例，分别占总数的75.0%、50.0%、46.4%，磁偏角最为显著。②统计震中磁偏角、磁倾角、总强度三要素变化量，最大幅值分别为1.37′、0.69′、8.52 nT。其中有60.7%的震中磁偏角变化量在±0.40′之间，60.7%的震中磁倾角变化量在±0.25′之间，75.0%的震中总强度变化量在±3.50 nT之间；各要素的极值区均无震中分布。统计震中矢量模、水平矢量模量值结果显示震中变化量值分布较分散，但震中变化量小者占比相对较多。③绘制了震级与震中岩石圈磁场变化量散点图并计算相关性系数，结果显示震级与震中岩石圈磁场变化量无显著相关性。
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博格达北缘断裂东段晚第四纪活动特征
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240806001
摘要：
晚新生代天山的地壳缩短和强烈隆升主要受控于其南北两侧的大型逆冲构造带,这些断裂带是天山地区最主要的应变吸收带,控制着区域构造变形和强震孕育,因此,研究天山南北两侧边界断裂的几何学和运动学特征对于认识区域构造变形样式和应变分配具有重要意义。博格达山是东天山重要的组成之一,在山体的北麓发育有博格达北缘断裂,该断裂晚第四纪以来活动强烈,断裂穿越的山前晚第四纪洪积扇、河流阶地均发生了不同程度的断错变形,形成明显的陡坎地貌。为了进一步研究博格达北缘断裂晚第四纪活动特征,我们在木垒哈萨克自治州县城以南的木垒河以及博斯坦乡的萱麻沟附近进行了一系列野外地质调查,基于无人机测量获得的DEM数据对发生构造变形的地貌拉取了剖面进行测量,并采集了系列光释光年龄样品,对断裂晚第四纪以来的活动特征进行了定量限定。我们的结果表明,博格达北缘断裂以向北的逆冲运动为主,晚第四纪以来的平均垂直滑动速率约为0.30±0.04mm/a,与北天山山前断裂带西段的变形速率相比,活动强度有所减弱,这与天山整体由西向东变形速率逐渐减弱相一致。
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基于斜坡单元和信息量-逻辑回归的滑坡易发性评价——以三峡库区香溪河与咤溪河流域为例
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230811003
摘要：
三峡库区香溪河、咤溪河流域滑坡灾害频发，对库区人民生命财产及水陆交通安全造成了极大威胁。为了探究该区域滑坡发育情况及成因，选取高程、高差、坡度、坡向、工程地质岩组、斜坡结构、涉水度、距水系距离、距道路距离、降雨量、土地利用等11个影响因子，以斜坡单元为评价单元，基于ArcGIS以信息量-逻辑回归耦合模型开展滑坡易发性评价。结果表明：降雨量和岩组是与滑坡发育呈正相关且相关性最大的因子；因地质构造和岩组的不同，两条河的易发性存在显著差异，香溪河右岸易发性较高，左岸南段较高、北段较低，而咤溪河两岸则均为高易发及以上；另一方面易发性等级与距河流距离呈现负相关；此外人类活动频繁的区域易发性等级大多较高；经ROC曲线检验评价结果精度为0.840，表明该模型能较为准确地预测滑坡的发生，而以斜坡单元作为评价单元与实际情况更加贴合。
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玄武岩和聚丙烯混合纤维改良西宁黄土力学和热学特性分析
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240420001
摘要：
在工程建设中，地基强度至关重要。因此，针对土体强度的改良研究始终处于学界的前沿地位。为了探究混合纤维对黄土加筋效果、作用机理及其影响因素，对青海东部的黄土进行改良研究。以取自西宁市的黄土为研究对象，通过常规三轴试验、冻融循环试验和热常数分析试验，确定出适合西宁地区单体纤维的最佳掺量和混合纤维的最佳掺量比；探讨在不同含水率和不同冻融循环次数影响下素黄土和混合纤维加筋黄土的力学和热学特性，并通过SEM从微观结构的角度评价加筋黄土的加固机理。研究结果表明：(1)在B:P=3:2时，混合纤维加筋相较于玄武岩和聚丙烯单体纤维加筋，土体强度分别提升了23.2%和13.2%；(2)当含水率分别为10%、12%、14%、16%和18%时，混合纤维加筋黄土的粘聚力和弹性模量表现出随含水率增加先升高后降低的变化趋势，当含水率为14%时，对土体强度提升最大，加筋效果最好；而内摩擦角和导热系数随含水率增加而呈现下降趋势，相较于素黄土，变幅较小。(3)在冻融循环影响下，试样的粘聚力、内摩擦角、弹性模量及导热系数均随冻融循环次数的增加呈现出下降趋势。当冻融循环次数达到20时，混合纤维加筋黄土与素黄土的强度损失率差值达到最大值9.8%。研究成果可为混合纤维加筋土的工程设计提供一定的理论依据和科学参考。
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2024年地震灾害全球概览
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20250121002
摘要：
利用多种途径搜集到的地震灾害信息，整理2024年全球地震活动和受灾情况，绘制了2024年灾害地震分布图，分析了形成重灾年的地震震级特征。对导致人员伤亡的地震灾害信息和损失情况进行全面汇总，对重大地震灾害进行了深入分析，并总结了2024年全球地震灾害的主要特点。相较于往年的地震事件，2024年的全球地震活跃度较低，没有出现8级或更高级别强震，同时7级及以上的地震发生频率也有所下降。2024年全球地震灾害表现为伤亡轻，灾害地震多发生在环太平洋地震带，重大灾害集中、伤亡原因明确的特征。针对本年地震灾害伤亡原因和21世纪以来灾害地震活动情况，提出了一系列地震灾害预防措施和建议，并强调了未来地震防御工作中需要重点关注的方面。
