• 2015年第37卷第3期文章目次
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    • >地震工程
    • 考虑土结相互作用的逆断层作用下埋地管道性能离心机试验

      2015, 37(3):639-642. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0639

      摘要 (1017) PDF 2.75 M (1126) 收藏

      摘要:埋地管道地震作用下的破坏因素源于地震引起的永久地面变形(PGD),其中管道-土体间相互作用决定土体位移作用到管体的大小。利用离心机试验技术模拟埋地管道在逆断层大位移下的反应特性,重点讨论断层与管道的交角、断层位移大小、管土相互作用、管径和埋深五个参数对管道破坏的影响水平。实验结果表明:上述参数对管道断层作用的反应均有明显影响,其中断层的位移量、管土相互作用、埋深和管径的影响更为显著。本文的研究结果对于管道经过断层区的抗震设计有十分重要的意义。

    • 基于HHT变换瞬时能量谱的长周期结构地震反应分析

      2015, 37(3):643-647. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0643

      摘要 (1053) PDF 2.27 M (1458) 收藏

      摘要:基于HHT变换得到瞬时能量谱,并以简谐地震反应为理论基础进行多自由度体系在地震动作用下的瞬态反应计算。通过对一个长周期(十五层)结构工程实例的地震瞬态反应计算分析,揭示长周期结构有别于短周期结构动力响应的独特特性:长周期结构位移响应的瞬时能量峰值的时间滞后于地震动能量峰值的时间,且主要受到瞬态振动的控制,并以低阶振型的控制为主,第一阶振型峰值位移滞后的时间最长,滞后的时间主要取决于结构的第一阶自振周期。研究结果表明,长周期结构在强烈地震动作用下,地震动强度出现的最大时刻并不总是对应于结构破环与倒塌的时间。

    • 竖向地震动对大跨度高断面Y形柱地铁车站地震响应分析研究

      2015, 37(3):648-654. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0648

      摘要 (1085) PDF 5.61 M (1556) 收藏

      摘要:以北京地铁6号线新华大街站公共区Y型柱地铁车站为工程背景,利用FLAC3D有限差分程序数值模拟分析,研究超浅埋大跨度、高断面、Y形柱地铁车站结构分别在仅输入水平向地震动和同时输入水平向与竖向地震动情况下的地震响应特性。结果表明:(1)与仅输入单向地震动相比,双向地震动耦合作用下车站各测点的峰值加速度和应力值均增大,而相对水平位移减小,且随着输入地震动强度的增加,竖向地震动影响率呈递减趋势;(2)双向地震动作用下,同一工况Y形柱叉支处各测点的竖向位移明显增大,且各测点的竖向位移值较为均匀,而单向水平地震动作用下各测点竖向位移差异较大;(3)与单向水平地震动相比,竖向地震动的输入对各测点间的水平方向地震动特性规律影响较小。

    • Winkler弹性地基板梁的自由振动分析

      2015, 37(3):655-659. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0655

      摘要 (1240) PDF 1.35 M (1209) 收藏

      摘要:中短型轨道板的几何构型介于梁、板之间,属于宽梁结构。从Mindlin板理论出发,退化得到适用于宽梁的Mindlin板梁控制方程;引入Winkler地基刚度系数,推导得到位移和转角的模态函数表达式。考虑两端简支的边界条件,得到弹性地基板梁的自由振动特征方程。通过无量纲数值算例求解出弹性地基板梁的自振频率,并与Timoshenko梁理论和Mindlin板理论进行对比。研究高跨比、泊松比和弹性地基刚度等参数对结构自振特性的影响,总结出弹性地基板梁方程的特点及适用范围,即宽度效应显著且泊松比较大的宽梁结构。

    • 结构抗震鲁棒性分析方法研究

      2015, 37(3):660-666. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0660

      摘要 (1119) PDF 2.44 M (984) 收藏

      摘要:结合侧向增量连续倒塌过程中框架结构受力特征来研究结构抗震鲁棒性,提出其定量计算方法,通过对钢筋混凝土框架结构有限元模型的对比分析进行验证。研究表明:结构鲁棒性强弱是一个相对概念,虽然无法设计和建造出绝对鲁棒的结构,但可以通过定量分析结构鲁棒性进行建筑选型和结构布置方案优化;降低重要构件的易损性系数能够增强结构抗震鲁棒性,合理增加构件数量,同时加强其相互联系的有效性并保证备用荷载路径的可靠性,能够提高整体结构的鲁棒性;在同样荷载作用下,随着所承担荷载的不同,框架柱易损性系数按照大小排序依次为中柱、边柱和角柱,而由于备用荷载路径分布和传递荷载的机制不同,框架柱重要性按照大小排序则依次为角柱、边柱和中柱,对易损性系数和重要性系数均较大的构件设置可靠保护或增加荷载传递路径都能够提高整体结构抗连续倒塌的鲁棒性;提高结构冗余度,增强构件相互联系,可以降低结构中初始失效所造成的不利影响。

    • 土石坝极限抗震能力的上限有限元法

      2015, 37(3):667-671,692. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0667

      摘要 (1048) PDF 1.47 M (967) 收藏

      摘要:基于极限分析上限定理,考虑堆石料内摩擦角较大以及抗剪强度具有非线性的特性,提出一个用于求解土石坝极限抗震能力的有限元计算方法。该方法通过功能平衡条件、位移协调条件、边界条件、屈服条件以及所求极限荷载,形成标准的二阶锥规划数学模型,并用内点法进行优化迭代求解,得到土石坝坡极限抗震能力的上限值。运用该方法对一个典型面板堆石坝进行抗震极限分析。结果表明:按规范设计的土石坝具有较强的抗震能力,且竖向地震力对大坝的极限抗震能力存在一定影响;此外上限有限元法具有较高的计算精度及工程实用价值。

    • 自适应时间步长法及三维堤坝地震液化数值模拟

      2015, 37(3):672-677. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0672

      摘要 (1217) PDF 5.30 M (1263) 收藏

      摘要:三维大模型数值计算因巨大的单元和结点数目而非常耗时,在地震响应分析中受计算时间步长的限值则更加耗时。在饱和砂土动力液化计算平台上开发时域离散误差评估方法和时间步长自适应调整的计算程序,并成功应用于三维堤坝地震液化响应分析。时域离散误差包括土骨架的位移误差和单元孔压误差,通过定义孔压误差影响系数计算出混合误差,根据混合误差和设定的误差允许值进行计算步长的自适应调整。在三维堤坝地震液化数值模拟中,采用自适应时间步长法有效避免小步长精确但耗时、大步长省时而不精确的缺点。在大模型和超大模型计算中,最优调整每一步的计算时间步长,完美实现既节省时间又不失精度的时域离散策略。

    • >地震科学技术
    • 基于Gassmann方程的流体替换方法在珊溪水库地震研究中的应用

      2015, 37(3):678-686. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0678

      摘要 (1115) PDF 3.25 M (1155) 收藏

      摘要:引入基于Gassmann方程的流体替换方法,在分析地震波P波速度、波速比与岩石孔隙度和饱和度关系的基础上,应用于珊溪水库地震波速比和P波速度变化特征研究,得到:(1)珊溪水库震中区岩石始终处于接近水饱和的饱水状态,波速比和P波速度"下降-回升"的变化实质上反映了震中区岩石"孔隙度增大(饱和度减小)-饱和度增大"的变化,每一丛地震的波速比由极小值逐渐增大为极大值是由于岩石从不饱和状态变化到饱和状态;(2)根据每一丛地震波速比的变化,计算得到珊溪水库流体扩散率αs=1.06×104 cm2 s-1,该数值与美国南卡罗莱纳水库、巴西Acu水库、广东新丰江水库的流体扩散率基本一致;(3)震源区岩石孔隙度上限值为8.7%~2.0%,该数值与华东勘测设计研究院通过室内岩石物理力学性质试验测定的珊溪水库坝址区新鲜流纹斑岩的孔隙度平均值一致。

    • 华北中部地区重力场时空动态演化特征

      2015, 37(3):687-692. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0687

      摘要 (942) PDF 7.72 M (913) 收藏

      摘要:以2009-2013年获取的9期流动重力资料为基础,系统分析华北中部地区的重力测量资料,研究重力场的时空动态演化特征。资料显示华北中部地区重力异常变化十分剧烈,整个测区呈现大面积负值变化,在局部地区形成重力变化梯度带。重力场变化与断裂活动密切相关,近期出现的反向变化表明该地区地震危险性进一步加大,这对地震预报工作具有重要的现实意义。

    • 由地壳速度结构判断郯庐断裂带江苏段未来大震位置

      2015, 37(3):693-701. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0693

      摘要 (1432) PDF 18.54 M (3341) 收藏

      摘要:用多震相地震走时成像法反演郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区三维地壳速度结构。一些地区如郯庐断裂带临沭到定远及以东地区在中地壳的20~25 km出现低速层,一些地区莫霍面埋深有变化。浅层速度结构的分段与断裂活动的分段相一致,表明新沂到泗洪是活动断裂的闭锁段。对比1668年山东郯城81/2级地震区和研究区的深部速度结构,结合与郯庐带相交的断裂、地震活动、活动断裂的闭锁段、中地壳低速层及莫霍面深度变化,综合判断郯庐断裂带江苏段未来可能发生大震的地区为33.4°~34.1° N,118.2°~118.8° E,重点是宿迁、沭阳、泗阳和泗洪。震级估计可达8级。

    • 张家口-宣化盆地断裂特征与活动性研究

      2015, 37(3):702-709. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0702

      摘要 (989) PDF 21.00 M (920) 收藏

      摘要:运用地质地貌调查、地球物理勘探和年代测定等方法,对张家口-宣化盆地的四条主要断裂(张家口断裂、万全断裂、洗马林-水泉断裂和洋河断裂)的空间展布特征和活动性进行分析和研究,获得其活动时代、活动速率等参数。研究表明:上述断裂第四纪期间持续活动,以脆性变形为特征;总体上NW向断裂以高角度的正(或逆)倾滑断层为主,NE或NEE向的断裂以高角度的正断层为主;盆地内活动断裂总体来说活动强烈,多处可见断裂正断运动及左旋走滑运动的地质剖面,早更新世以来单条断层的平均垂直活动速率大于0.07~0.30 mm/a,总垂直活动速率可能达到1.33 mm/a。

    • 青藏高原西北部区域地壳形变、构造地貌与孕震构造模型研究——以2008年与2014年新疆于田7.3级地震为例

      2015, 37(3):710-723. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0725

      摘要 (1145) PDF 26.03 M (975) 收藏

      摘要:为了清晰认识发生于青藏高原西北部2008年与2014年的两次于田MS7.3地震发震构造环境与构造地貌特征,本文利用DEM(数字高程模型)数据分析"喀喇昆仑-西昆仑-康西瓦地区"的地形地貌特征,结合区域活动断裂研究资料、相对于塔里木盆地的两期GPS速度场资料和区域运动学特征等讨论两次MS7.3地震所处的青藏高原西北部区域构造环境和地壳运动学特征,分析喀喇昆仑断裂、阿尔金断裂康西瓦段、龙木错-邦达错断裂及贡嘎错断裂所围限的西昆仑地块的地质构造背景、阿尔金断裂西南端发震断裂活动性及孕震环境等发震构造基本条件;进而利用"地形剖面"方法及断裂分布特征分析震源区的地形地貌特征,给出晚第四纪以来的地貌形态与发震构造的关系,从区域构造地貌学和GPS地壳运动学的角度探讨中上地壳变形特征及孕震过程;最后讨论区域孕震构造、克尔牙张性裂谷演化过程和地球动力学背景等。通过地形剖面及区域地貌综合分析新疆于田2008年MS7.3拉张型发震构造和2014年MS7.3走滑拉张型地震的发震构造特点的区别,认为2014年发生的地震可能与2008年MS7.3地震同震库伦应力变化、触发过程及震后变形过程密切相关,并且青藏高原西北部地区存在明显的东西向拉张性构造单元,可能与青藏高原10~15 Ma以来的地壳减薄过程有关。

    • 北京市延庆地震台地电阻率长程观测数据研究

      2015, 37(3):724-730,771. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0739

      摘要 (1004) PDF 3.74 M (1058) 收藏

      摘要:分析北京延庆台1988年以来地电阻率观测资料的可靠性,讨论归一化变化速率方法,用以处理该台地电阻率长程观测数据;结合北京及邻近地区近三十年来发生的7次中强地震,研究该台地电阻率异常与地震的对应关系。结果表明:延庆台地电阻率观测对附近的中等以上地震和远距离大震有一定的映震能力,可为今后该台附近及邻近地区的地震提供中、短期预测预报参考依据;同时该台在中国大陆及周边远距离大震前也观测到了时间上对应的地电阻率异常。

    • 甘肃岷县漳县6.6级地震前后区域地壳形变分析

      2015, 37(3):731-738. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0731

      摘要 (991) PDF 6.29 M (873) 收藏

      摘要:利用陆态网GNSS连续站及流动站观测数据处理结果,从坐标时间序列、基线时间序列、速度场、形变场等方面分析岷县漳县地震前后青藏高原东北缘地区GPS形变场变化,得出以下结论:岷县漳县地震前GNSS测站时间序列没有明显变化,震前异常不突出;地震引起不同测点不同程度的永久性同震位移,最大值达到16 mm;地震前后基线变化不明显,未发现明显的前兆异常;阿拉善及附近的祁连构造带存在顺时针运动的迹象,即运动方向由东侧的南西向逐渐变到西部的北西向,运动大小的范围基本保持在7 mm/a之内;区域主压应变优势方向为东北-西南向,最大主压应变区呈带状分布于研究区域南部。

    • 黏弹性介质中瑞利波频散曲线和衰减系数曲线的反演

      2015, 37(3):739-742. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0739

      摘要 (927) PDF 2.15 M (1074) 收藏

      摘要:瑞利波具有能量大、信噪比高等特点,可以用来反演介质内部的力学信息,近年来在浅层地球物理勘探、深层地震学研究以及超声波无损检测等多个领域都有较广泛的应用。目前大多数瑞利波的应用中都假设介质是弹性的,然而实际中岩石、土壤和金属等介质都在一定程度上体现出了黏弹性。当介质的黏弹性较强时仍然采用弹性假设研究其中瑞利波的反演将增大误差,因此有必要考虑黏弹性介质中的瑞利波反演,但是目前这方面的研究仍不够深入。本文研究黏弹性介质中瑞利波频散曲线和衰减系数曲线的反演问题,给出其在半空间中联合反演的方法,并对该方法的误差进行分析。

    • 地表岩土层对地震动特性的影响分析

      2015, 37(3):743-747. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0743

      摘要 (1028) PDF 4.22 M (1011) 收藏

      摘要:利用日本强震观测网KiK-Net中两个基岩台站、两个Ⅲ类场地台站中数百条强震记录,对比基岩场地和Ⅲ类场地的地震动特性,分析傅里叶谱卓越频率与震级和距离的关系,以及上覆岩土层对地震动的影响。分析结果表明:基岩场地上,地下和地表各分量傅里叶谱卓越频率随震级增大或距离增大而减小,大小及分布规律基本一致;Ⅲ类场地上,地下记录各分量傅里叶谱卓越频率随震级增大或距离增大而减小,而地表记录的这一规律则不明显,且地下、地表卓越频率大小及分布明显不同,对于同为Ⅲ类场地但土层条件不同的台站其变化也不同。说明坚硬的基岩场地对地震动影响较小,而基岩上覆土层对地震动有明显的影响且其影响具不确定性。

    • >土动力学
    • 单、双向振动条件下饱和粉砂变形特性对比试验研究

      2015, 37(3):748-753. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0748

      摘要 (1030) PDF 2.45 M (1126) 收藏

      摘要:由于仪器水平的限制,关于土体的动力特性的研究目前多采用单向激振方式替代双向激振方式。而这两种激振方式在试验原理方面存在明显不同。很多研究表明,应力路径对土的响应有着不可忽视的影响,这两种方式相替代的合理性尚待证明。本文利用DSC2000多功能动三轴试验系统,选取尾矿砂分别在单向及双向振动条件下进行一系列饱和土的动力特性试验,对比两种激振方式作用下土体的滞回曲线以及骨干曲线的差异,分析土体在这两种振动方式下产生差异的原因,并应用双曲线模型对骨干曲线进行拟合,最后给出在进行土体变形特性试验时以单向激振方式替代双向激振方式的适用条件。

    • 残积土含水率对其动力特性影响试验研究

      2015, 37(3):754-758. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0754

      摘要 (998) PDF 12.17 M (1096) 收藏

      摘要:选取厦门某建筑工程地基浅层残积土重塑试样,利用SDT-10微机控制电液伺服动态三轴测试系统,在呈正弦变化的动态荷载作用下,测试含水率分别为10%、15%、20%和23%时残积土试样的动应力-应变、动变形-作用时间(作用次数)、动弹性模量等动力学特性曲线与参数。分析试验数据表明:试样在动荷载作用下表现为黏弹塑性变形特性,且随着含水率提高,试样累积塑性轴向变形逐步增大,最大弹性模量逐步减少,但含水率由20%增至23%时,最大动弹性模量降低幅度不大。

    • 荆江大堤下伏饱和粉细砂动力特性试验研究

      2015, 37(3):759-764. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0759

      摘要 (1019) PDF 3.59 M (1206) 收藏

      摘要:针对荆江大堤江陵段下伏地层广泛分布的饱和粉细砂,参照原位试验成果重塑粉细砂试样,按估算的固结应力比(Kc约为1.6)对试样动剪模量、阻尼比及总应力动强度进行测试,结果表明:(1)试样应力-应变骨干曲线与Hardin-Drnevich双曲线模型假设高度吻合,Hardin公式可很好地拟合动模量/阻尼比与动应变的关系。在研究试样密实度范围内,最大动模量随围压和密实度的增加而增加,但围压对动模量的敏感性更高,且相同围压下动剪模量比与动应变关系曲线近乎重合。围压增大或密实度升高均会引起阻尼比的降低,1%应变对应的阻尼比分布在0.15~0.21之间;(2)偏压状态下以累积轴向应变5%作为液化判别标准进行抗液化强度试验,随特征振次及测试围压的增大,液化动剪应力比相应减小,试样振动孔压比最高仅能达到0.8~0.9;(3)由总应力法求取的动内摩擦角与黏聚力均随设定特征振次的增加而下降,且内聚力并非约等于0,表明动力作用下该试样具有一定的黏滞性。

    • 地下透镜体断面形状随机性对地表动力响应极值的影响

      2015, 37(3):765-771. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0765

      摘要 (946) PDF 2.01 M (965) 收藏

      摘要:采用波函数展开法及边界离散的方法给出任意断面形状的地下透镜体对平面SH波散射的半解析解,利用蒙特卡罗方法随机模拟产生30组透镜体断面样本,通过对30组具有同一统计特征的任意断面地下透镜体在平面SH波入射下地表动力响应极值的统计分析并与相应椭圆透镜体解答比较,研究透镜体断面形状随机性对平面SH波散射的影响。研究表明,透镜体断面形状随机性对地表动力响应极值具有重要影响。以长短轴比为4的椭圆形透镜体为例,当断面矢径的变异系数为0.1时,样本地表位移响应极值的最大值远大于对应椭圆透镜体解的极值,平均可达47.46%。且增加幅度随着透镜体介质与半空间介质波速差距增大而增大。透镜体埋深越小,增加幅度越大。

    • 饱和尾矿粉土动力特性试验研究

      2015, 37(3):772-777. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0772

      摘要 (896) PDF 2.22 M (849) 收藏

      摘要:通过动三轴试验研究某尾矿粉土的动强度特性与孔压特性,试验在围压100、200和300 kPa与固结比1.0和2.0条件下进行。结果表明:(1)在循环荷载作用下,等压固结时饱和尾矿粉土全部液化;偏压固结时饱和尾矿粉土未发生液化;(2)各向等压固结时,选取双幅动应变达到5%作为破坏标准;偏压固结时,选取总应变达到5%作为破坏标准;(3)围压越大,τd/σ0'-Nf曲线越高,动剪应力比τd/σ0'与破坏振次Nf在对数坐标图上表现出良好的线性关系,可以采用对数函数来拟合τd/σ0'-Nf关系曲线;(4)固结应力条件相同时,动应力σd变化对尾中砂的孔压增长ud/σ0-N/Nf关系曲线基本上没有影响;固结应力比Kc一定时,固结围压σ3越大,ud/σ0'-N/Nf关系曲线越高;(5)尾矿粉土孔压发展模式在等压固结和偏压固结时不同,固结比Kc=1.0时,可采用幂函数表达式来描述尾粉土孔压发展;固结比Kc=2.0时,可用对数函数来模拟其发展。

    • 移动荷载作用下土体动力反应数值模拟

      2015, 37(3):778-781. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0778

      摘要 (913) PDF 2.42 M (792) 收藏

      摘要:在研究轨道振动荷载的产生机理基础上,归纳出一个能够涵盖速度、线路不平顺、轮重、轨枕对轮载的分散作用等因素在内的轨道荷载解析表达式,以此作为输入施加到土体模型上,利用ANSYS模拟地基土在轨道移动荷载作用下的三维瞬态弹塑性反应。通过计算得到土体不同位置位移和加速度时程曲线,并得出如下结论:荷载刚施加时地面位移会有一个突变,但是随着荷载的移动会达到一个稳定值,并随着水平面内远离轨道,该值逐渐衰减;荷载刚刚施加时加速度会有一个突变值,随着荷载的移动逐渐趋于零。轨道机车速度对竖向方向的位移和加速度影响不大。

    • 季节变化对列车行驶路基动应力的影响及简化计算方法

      2015, 37(3):782-788. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0782

      摘要 (1031) PDF 6.05 M (1540) 收藏

      摘要:我国众多铁路干线分布于深季节冻土地区。铁路路基土层的冻融状态随着季节的交替变化而改变,相应的列车行驶时引起的路基动应力分布也有所不同。考虑路基土体的参振效应,通过改进车辆-轨道-路基垂向耦合动力学模型获取不同季节列车行驶振动荷载时程,进而通过动力有限元数值模拟方法,研究季节变化对列车行驶引起的路基动应力分布规律的影响。研究表明:路基土中的动应力幅值及其沿路基深度的分布规律与该时期路基土的冻融状态密切相关,基于此结论,提出深季节冻土地区不同季节铁路冻土下限范围内路基动应力的简化计算方法。该研究对于优化季节性冻土地区铁路路基设计方法,完善路基长期动力稳定性能评价方法等具有重要意义。

    • 地铁列车循环荷载试验论证研究

      2015, 37(3):789-793,802. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0789

      摘要 (946) PDF 2.79 M (841) 收藏

      摘要:地铁循环荷载作用下饱和软黏土的动力特性研究对于揭示软黏土在地铁荷载下的孔压、强度以及变形模式具有重要意义,可以为控制地铁长期沉降、降低运营风险提供理论依据。试验加载形式的不同会带来不同的动力特性表征,需选取最能反映地铁列车真实性质的荷载形式。本文在列车荷载作用下研究土动力特性,采用室内动三轴试验的方法,对比分析不同形式下动力荷载作用效果。试验研究表明:偏压正弦波可以作为简化波形研究列车荷载,它不仅可以确保加载过程中地基土只有压应力,而且能较好地模拟列车循环荷载。

    • 标贯击数液化判别方法的比较

      2015, 37(3):794-802. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0794

      摘要 (1268) PDF 2.18 M (953) 收藏

      摘要:依据标贯击数进行液化判别的方法,国外以NCEER推荐方法(改进Seed法)为代表,国内以《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)为代表。NCEER方法与国内规范方法所依据的地震液化现场调查资料不同,采用的液化判据、反映震级影响的方法和考虑黏粒含量影响的方法也不同。将NCEER方法以液化临界标贯击数与深度的变化曲线表示,并将其与国内规范方法确定的液化临界标贯击数随深度的变化曲线进行比较。结果表明,在相同烈度下:近震时,国内规范方法偏于安全;远震时,对于7.5级以下地震,国内规范方法偏于安全;对于7.5~8.5级地震,在一定加速度(烈度)下,NCEER方法与国内规范方法计算液化临界标贯击数接近,某些加速度(烈度)下NCEER方法偏于安全,某些加速度(烈度)下国内规范方法偏于安全。研究成果可为《水工建筑物抗震设计规范》的修订提供参考。

    • >岩土工程
    • 沿深度强度增加软土中吸力锚循环承载力模型试验

      2015, 37(3):803-808. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0803

      摘要 (971) PDF 3.51 M (1176) 收藏

      摘要:采用分层底部真空预压技术,在模型试验箱内制备强度沿深度增加的模型试验土层;进而利用自行开发的电动伺服加载装置,在荷载控制方式下,针对水平破坏模式,进行两种直径的吸力锚在最佳系泊点受倾斜方向静荷载与循环荷载共同作用下的承载力模型试验。试验结果表明,循环荷载作用过程中锚的循环变形没有明显增加,导致锚破坏的是循环累积变形。强度沿深度增加软土和均一强度软土中吸力锚循环承载力的相对变化规律一致,当循环破坏次数为100时,循环承载力是静承载力的90%左右;当循环破坏次数增加至2000时,循环承载力减小至静承载力的70%左右。锚径的变化只影响循环承载力的大小,不影响其相对变化。强度沿深度增加土层中的吸力锚,其循环荷载下竖向阻力弱化程度大于水平阻力弱化程度,这与均一强度土层中吸力锚受循环荷载作用时的性态一致。

    • 木质锚杆加固土遗址边坡的稳定性分析

      2015, 37(3):809-815. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0809

      摘要 (942) PDF 8.87 M (904) 收藏

      摘要:基于有限元强度折减法,以新疆吐鲁番交河故城的典型工程加固剖面为实例,计算分析木质锚杆加固土遗址坡体在静力、地震作用下的安全系数,同时分析木质锚杆长度、锚固角度等因素对其安全系数的影响,评价木质锚杆加固土遗址坡体的可行性,并在此基础上探讨其相关机理及设计中应注意的问题。研究成果可为木质锚杆加固土遗址坡体的相关工程实践提供参考。

    • 黄土湿载结构性模型在黄土边坡动力稳定性分析的应用

      2015, 37(3):816-822,833. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0816

      摘要 (1014) PDF 6.99 M (1393) 收藏

      摘要:土的结构性是土颗粒空间排列和粒间粘结综合作用所表现出来的力学效应。在地震荷载作用过程中,天然土边坡的结构性参数主要体现应力和变形的共同作用,反映地震荷载作用过程中应力和变形的协调关系及结构性土的结构损伤过程(即抗剪强度参数的变化规律)。首先通过分析认为用结构性参数来定量判断地震荷载作用过程中黄土边坡的稳定性更具合理性,其物理意义更明确;其次通过分析黄土地区某一天然边坡在Ⅸ度地震烈度作用下的黄土边坡动力稳定性,验证结构性参数作为边坡稳定性分析判据的可行性,且这一方法能定量地确定边坡滑动面的位置及所对应的安全结构性参数。

    • 组合支护结构作用下反倾层状岩质边坡加速度响应振动台试验研究

      2015, 37(3):823-828. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0823

      摘要 (1090) PDF 3.70 M (995) 收藏

      摘要:设计并完成一个1:30的大比例尺高陡反倾层状岩质边坡的振动台模型试验,坡体内部有6个软弱泥化夹层,研究在组合支护体系作用下EL Centro地震波和汶川-清屏地震波激振下泥化夹层含水量发生变化时边坡的加速度动力响应规律。试验结果表明:(1)坡面X、Z向加速度放大系数均具有非线性高程放大效应,但前者大于后者;(2)泥化夹层含水量的变化对坡面加速度放大效应影响显著,注水后X向减小而Z向增大;(3)支护体系作用下边坡临空面放大效应的现象受限制,预应力锚索抗滑桩以下边坡基本不存在加速度放大效应;边坡分级支护可有效降低X向加速度放大系数的高程增大效应,但对Z向会产生不利作用;(4)边坡的破坏模式为上部受软弱夹层滑动牵引而发生倾倒-拉裂变形,导致顶部框架梁有可能最先发生破坏,且破坏类型可能以绕坡顶为支点向坡体内侧转动,引起上部的锚索产生拔出破坏。

    • 土性参数纵向不均匀对盾构隧道地震响应影响的初步分析

      2015, 37(3):829-833. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0829

      摘要 (1021) PDF 2.44 M (1196) 收藏

      摘要:目前一般将土体假设为匀质单层模型或匀质分层模型进行研究,不考虑土性参数沿纵向的不均匀分布对隧道等地下结构地震响应的影响。通过某具体工程,建立均匀土体-隧道模型和纵向不均匀土体-隧道模型,计算并对比分析两种工况时结构的相对变形及受力。结果表明:在给定的计算工况下,土性参数纵向不均匀时对隧道结构变形与受力有一定的影响,但影响程度不大,主要原因可能是隧道尺寸较小、地震动幅值较小以及场地条件较好。今后还需进行广泛的参数分析以探讨一般性的规律。

    • CFG桩基坑内施工对基坑周围环境稳定性的影响

      2015, 37(3):834-839. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0834

      摘要 (1002) PDF 3.18 M (1131) 收藏

      摘要:在地下工程中,由于天然地基承载力不足,带有地下室的主体结构采用CFG桩复合地基。因为CFG桩长螺旋钻施工设备限制,地下室底板下的CFG桩必须在深基坑开挖一部分后进行施工。在某深基坑工程中,随着CFG桩的施工,基坑周围地表出现明显开裂现象。为探究其原因,结合该基坑工程实例,利用FLAC3D软件,通过数值模拟分析考虑渗流作用下CFG桩基坑内施工对基坑周围地表变形的影响规律,并把计算结果同实际监测数据进行对比分析。研究结果表明:CFG桩在部分开挖基坑内施工的快速取土作用对基坑内被动土压力区产生扰动,削弱原有的被动土压力,导致基坑周围土体变形。基坑周围地表变形的影响范围超出2倍基坑深度的监测范围,因此,部分开挖基坑内施工CFG桩的基坑工程周围环境的监测范围应在满足国家规范要求的基础上适当增大。根据计算结果建议类似基坑工程监测范围距基坑边缘的距离采用基坑开挖深度与基坑底面以下CFG桩长之和。类似基坑工程设计应加大支护结构和止水帷幕深度,施工时从基坑内部向外部隔桩跳打,并适当增加工期,将有利于降低由于CFG桩基坑内施工对基坑周围土体的影响。

    • 地震与海啸作用下重力式岸墙旋转位移拟静力分析

      2015, 37(3):840-844. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0840

      摘要 (987) PDF 1.63 M (1198) 收藏

      摘要:被动状态下位移预测是挡墙地震工程设计中的关键,而岸墙后回填土的孔隙水压力对墙体运动具有一定影响。采用拟静力法计算墙后部分浸水土体的被动动土压力,根据静力水压力理论近似计算土颗粒里的动水压力;同时考虑地震荷载和海啸力的作用,根据力矩极限平衡确定旋转门槛加速度系数,采用旋转块体方法计算岸墙被动旋转运动下的地震位移。探讨回填砂土内摩擦角、墙体与土间摩擦角、地震加速度系数、回填土地下水位、海啸波浪高度等参数对旋转位移的影响。

    • >土力学
    • 分析土和结构相互作用的一种实用耦合方法

      2015, 37(3):845-850. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0845

      摘要 (1028) PDF 4.43 M (1198) 收藏

      摘要:提出一种新的数值解与解析解耦合的理论和计算方法,研究土-结构相互作用(SSI)体系的地震动力响应。采用大型有限元软件OpenSees模拟复杂结构的非线性行为,用等效线弹性频域内解析解模拟地基土的行为,使用时域离散递归方法将频域内的解析解转化到时域内,再通过子结构边界上力和位移的协调条件来求解。二者之间的耦合和实时数据交流通过CS集成方法来实现。以一个单自由度算例和一个实际工程为例,验证此方法的精度、稳定性和工程实用性,对比在考虑和不考虑SSI体系情况下结构动力响应的区别。本文所提的耦合SSI计算方法和部分研究成果可为工程设计人员提供参考。

    • 重载货车作用下基床表层应力状态及破坏影响因素分析

      2015, 37(3):851-856,861. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0851

      摘要 (970) PDF 3.25 M (1197) 收藏

      摘要:重载货车作用下线路破坏问题与基床表层应力状态密切相关。通过建立货车-线路动力分析模型,分析货车通过时基床表层应力状态变化规律,研究道床厚度、轴重、速度、基床表层模量等因素对基床表层破坏的影响规律。结果表明:基床表层在车辆作用下遵循从纯剪到三轴剪切再回到纯剪状态的变化规律,主应力轴连续旋转180°;道床厚度低于0.5 m、速度超过70 km/h、基床表层模量低于160 MPa、轴重超过27 t都有可能造成基床表层塑性变形;当应力路径超过破坏线情况下,路基弹性假设将不再适用。

    • 杭州湾粉质土液化后强度及变形特性试验研究

      2015, 37(3):857-861. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0857

      摘要 (1042) PDF 2.28 M (1175) 收藏

      摘要:海洋粉质土因沉积环境的差异,在动应力作用下的液化特性与陆上粉土略有不同。以杭州湾原状粉质土为研究对象,进行特别设计的动三轴液化试验,研究粉质土液化后的强度和变形特性。研究表明:杭州湾粉质土液化后的应力-应变关系相似,应变与砂性土的变化规律相似,可分为低强度段和强度恢复段两阶段,振动频率、围压和前期最大轴向应变对液化后应力-应变都有影响。提出粉质土液化后二阶段本构模型能较好地反映粉质土液化后的应力-应变关系。

    • >地震监测与技术
    • 差分GPS在中国地磁监测网地理方位角测量中的应用

      2015, 37(3):862-866,883. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0862

      摘要 (1465) PDF 1.65 M (1483) 收藏

      摘要:中国地磁监测网由地磁台站和流动地磁测点构成,实现对观测网内地磁场的相对记录和绝对观测。它的绝对观测采用世界上最先进的F、D、I测量仪器组合,其中地磁偏角D是地理北和地磁北的夹角。对地磁偏角D的绝对测量要求在地磁台站投入正常观测前必须完成观测墩和观测标志的地理方位角测量,流动地磁测点在每次地磁偏角D观测前后至少进行地理方位角测量各一次。据地磁监测网《观测规范》要求,地磁偏角D的观测精度必须 ≤ 6",所以中国地磁监测网采用天文和差分GPS地理方位角两种测量方法,且两种方法观测精度相当,均 ≤ 6"。与天文测量相比,差分GPS观测不受天气等自然因素的限制,操作简单,观测快捷,数据处理计算机程序化。随着GPS技术的普及,中国地磁监测网差分GPS地理方位角测量方法已基本取代了天文方法。本文主要介绍差分GPS在中国地磁监测网地理方位角测量中的应用。

    • 广义S变换在背景噪声数据处理中的应用

      2015, 37(3):867-872. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0867

      摘要 (962) PDF 4.60 M (1480) 收藏

      摘要:广义S变换解决了标准S变换中基本小波形态固定的缺陷,在分析非平稳信号时能更好地刻画其时频特性。编写广义S变换的计算程序,并用它对地震背景噪声数据进行去噪处理。结果显示:广义S变换处理过的数据信噪比大大提高,可以为数据反演提供更精确的数据。

    • >仪器研制
    • VP型宽频带潮汐观测仪的研制

      2015, 37(3):873-877. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0873

      摘要 (1059) PDF 3.49 M (853) 收藏

      摘要:摆式潮汐观测仪是记录由天体相互作用力引起的地倾斜固体潮变化的地震前兆观测设备。基于VP型宽频带潮汐观测仪的研制过程论述其原理及应用,得出VP型宽频带潮汐观测仪具有频带宽、易操作、采样率高的特点。

    • 测震台站智能隔离防雷系统的设计与实现

      2015, 37(3):878-883. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0878

      摘要 (981) PDF 2.89 M (753) 收藏

      摘要:介绍一种测震台站智能隔离防雷系统的设计实现。其电源部分设计为步进电机控制双电瓶交换充电、放电,保证设备与交流市电完全隔离;信号传输部分设计为通过无线局域网(WLAN)将测震信号传输到网关,再通过有线网络进行数据传输。此设计的优点是使测震核心设备与市电和外线完全物理隔离以达到最好的防雷效果。同时制作先进的NEMS传感器用于检测空间电磁场的变化,根据相应算法判断当地是否发生雷电,在附近有雷电发生时可控制断开信号线、市电等达到保护相关仪器的目的。

    • >地震应急
    • 甘肃省地震应急专题图的设计与实现

      2015, 37(3):884-889,900. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0884

      摘要 (1071) PDF 6.26 M (1020) 收藏

      摘要:地震应急期间,标准清晰的专题图因其快速、直观、信息量大等优点,能及时有效地提供灾区基本情况和灾情信息,在地震灾害应急指挥及救援管理中发挥着重要作用。地震应急图件的制作流程涉及基础数据的处理、总体设计、符号设计、制图综合、打印出图等多个环节,甘肃省地震应急专题图存在应急图件制作不规范、产品产出时效性不高的问题。通过不同比例尺数据库的建立、地震应急专题图和产品目录的设计、专题图模板的制作、本地化快速出图软件的部署,使震后应急期间各类专题图件产出快速、标准化、产品化,使甘肃省地震应急快速制图的能力和水平得到提升。

    • >技术交流与学习
    • 基于设定地震确定非基岩场地弹塑性验算输入地震动探讨

      2015, 37(3):890-895. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0890

      摘要 (949) PDF 2.50 M (1061) 收藏

      摘要:对非基岩场地的甲类建筑弹塑性验算输入地震动中存在的问题进行讨论,探讨基于设定地震确定弹塑性验算输入地震动的方法。以某设施厂址为例,采用修改后的概率地震危险性公式计算潜源对工程厂址的影响。按照震级(M)-距离(R)-衰减关系标准差系数(ε)组合,对概率地震危险性分析结果进行分解,将三元变量(M,R,ε)的均值或众值计算的反应谱定义为设定地震动,并根据设定地震及其反应谱,选取实际地震动记录近似模拟地震动的离散;采用随机生成的土层模型进行地震响应分析,最终给出土层地表设定地震动的期望值作为输入地震动。

    • 基于LabVIEW技术的宏观观测动物信息管理系统研究

      2015, 37(3):896-900. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0896

      摘要 (915) PDF 5.66 M (1280) 收藏

      摘要:动物异常是地震宏观测报的一个重要手段,本研究旨在帮助科研人员建立起长期的动物生活习性信息管理系统,方便其对动物生活习性信息的收集和研究。通过为每一只宏观观测动物配置ID卡,利用LabVIEW提供的串口配置函数和LabSQL工具包,上位机在Access数据库中调取每个ID所对应的动物日常生活习性信息,实现对动物信息表的查看、特定动物信息查询以及动物信息录入等功能。为科研人员掌握宏观观测动物生活习性,辨别动物震兆异常行为提供依据。

    • AlphaGUARD P2000便携测氡仪在地震观测中的应用与实验研究

      2015, 37(3):901-905. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0901

      摘要 (1156) PDF 5.03 M (1514) 收藏

      摘要:目前用于地下水中氡浓度观测的仪器,特别是模拟氡观测仪器的更新换代相当缓慢,且普遍采用的FD-105K型静电计和FD-125型氡钍分析器均采用人工鼓泡、读数,存在一定的人为误差。经实验研究认为AlphaGUARD P2000便携测氡仪完全采用自动鼓泡和读数,可避免人工操作带来的误差,提高水氡观测质量,利于捕捉地震异常信息。同时,AlphaGUARAD P2000便携测氡仪携带方便、自带电源、操作简单,可用于野外观测、异常核实和土壤氡的测量,拓展地震地下流体中氡的观测范围。

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