• 2016年第38卷第3期文章目次
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    • >地震工程
    • 基于P-Z模型的直立墙振动台试验数值模拟

      2016, 38(3):333-337,352. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0333

      摘要 (907) PDF 6.28 M (934) 收藏

      摘要:基于块石静、动室内三轴试验确定的广义塑性模型参数,对直立墙结构振动台试验进行有限元数值模拟,并与试验结果进行对比分析,进一步探讨直立墙结构在地震荷载作用下的破坏过程和破坏特征。计算表明:该模型可较合理地模拟直立墙结构的地震反应特性和破坏特征,计算结果与试验现象基本相符。位于抛石基床上的直立墙结构破坏模式为直立墙向外海侧的滑移、倾斜和竖向沉降,其破坏过程为:当输入加速度较小时,直立墙处于稳定状态;随着输入加速度逐渐增大,直立墙在自身惯性力和墙后回填块石的动土压力作用下缓慢向外海侧水平滑移、倾斜和竖向沉降,墙后回填块石出现沉陷,但变形较小;当加速度达到一定值时,直立墙向外海侧移动和回填块石沉陷速率急剧增加,变形较大。

    • 宁波深厚软土动力特性研究及其地震响应分析

      2016, 38(3):338-343. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0338

      摘要 (862) PDF 3.75 M (1152) 收藏

      摘要:利用Davidenkov模型对宁波深厚软土地区土动力试验数据进行拟合分析,确定相关拟合参数,结果表明该模型能较好地描述软土的动剪切模量和动阻尼比随动剪应变的变化规律。然后,基于等价线性化方法以及ANSYS软件的APDL语言进行简单的二次开发,编写Davidenkov模型计算程序,并利用经典的SHAKE软件进行验证,结果表明该程序计算结果很好,能解决目前商业软件中缺乏合适的土体非线性动力本构模型的不足。最后,利用开发的模型计算分析宁波深厚软土的地震响应规律,并与规范推荐的简化计算公式进行比较分析,结果表明规范推荐的公式得到的土体响应偏大,对于地下结构的抗震设计偏于保守。研究成果对确定深厚软土地区土体动力特性及其地震响应研究提供了合理的计算方法。

    • 基础隔震结构健康监测系统的设计与实现(Ⅱ):系统实现

      2016, 38(3):344-352. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0344

      摘要 (886) PDF 9.92 M (947) 收藏

      摘要:作为保障工程安全和研究结构灾变机理的重要手段,结构健康监测为研究基础隔震技术在实际工程应用中的问题提供了技术保证。基于"基础隔震结构健康监测系统的设计与实现(Ⅰ):系统设计"中的设计方法,研究某超长基础隔震结构健康监测系统的总体设计、传感器选型与测点布设、数据采集与传输方案及数据库结构设计,并对该系统已获取的监测数据进行初步分析。分析结果表明,该基础隔震结构健康监测系统协调运行状态良好,能实现其预期功能。基于性能状态评价指标对该结构状态进行评价,表明该基础隔震结构性能状态良好。

    • 地震动特性对隔震结构弹塑性位移反应谱的影响研究

      2016, 38(3):353-359. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0353

      摘要 (852) PDF 5.57 M (1435) 收藏

      摘要:根据特定震源机制、震级、断层距和场地条件选取69条地震动记录并进行分组,利用Nspectra软件计算隔震结构的弹塑性位移反应谱,分析断层距、场地条件、震级、阻尼比对弹塑性位移谱的影响,探讨隔震层的力学参数对地震能量耗散的影响。研究结果表明:相较于远场,处于近场的隔震结构最为不利,隔震层位移谱值受场地条件、地震加速度和速度大小影响较大;随着断层距的增大,位移谱值衰减较快,且在软土场地中隔震层的位移谱值衰减幅度大于硬土场地;地震震级大小对位移谱形状的影响不明显,但能够使隔震层的位移谱值产生整体缩放效应;阻尼比在小于0.4的范围内,隔震层在不同地震动特性作用下位移谱值差别较大,但在大于0.4以后,位移谱值及谱形基本趋于一致;屈服力较小(恢复力/重力小于等于1)的隔震层随自振周期增大其耗能性能更加突出。

    • 强震作用下超高桥墩动力稳定性理论研究

      2016, 38(3):360-365. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0360

      摘要 (908) PDF 2.26 M (689) 收藏

      摘要:根据平截面假定,考虑超高桥墩大位移变形产生的几何非线性影响,建立超高桥墩的振动控制微分方程,利用变步长的龙格-库塔法进行求解,结合B-R运动判定准则,对超高桥墩在地震作用下的动力失稳机理进行研究。理论分析表明,超高桥墩的动力失稳与桥墩的几何尺寸、质量分布、边界条件有密切关系;桥墩动力失稳时刻随地震波加速度峰值的增大而减小;失稳时刻与失稳加速度荷载有对应关系。算例结果表明:本文方法正确,利用本文理论能够准确计算超高桥墩的失稳时刻及失稳加速度,对超高桥墩动力失稳的理论分析及工程实践有重要指导意义。

    • 地下水对地震动参数的影响

      2016, 38(3):366-372. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0366

      摘要 (943) PDF 2.37 M (894) 收藏

      摘要:为分析地下水的存在对地震动参数的影响,以3个实际场地作为计算土层,2条真实的地震波记录作为输入地震动,分别计算不含地下水工况和饱含地下水工况的土层地震反应。其中,不含地下水工况使用单相介质模型,饱含地下水工况使用双相介质模型,算法均使用有限差分方法,人工边界使用透射边界。根据得到的加速度时程,提取它们的峰值加速度和反应谱数据,经过对比分析,得出以下结论:(1)含地下水场地的地表峰值加速度要明显小于不含地下水场地的地表峰值加速度;(2)含地下水场地的地表加速度反应谱要大于不含地下水场地的反应谱值;(3)由于地下水的存在,场地放大系数反应谱特征周期向长周期改变,反应谱平台值变大。

    • 黄土丘陵河谷场地地震动特征研究

      2016, 38(3):373-381,390. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0373

      摘要 (802) PDF 9.24 M (933) 收藏

      摘要:研究黄土丘陵河谷场地在地震作用下强地面运动特征的变化情况,可以揭示强震对该类场地上震害的触发机理。结合黄土高原的地貌特征,建立具有代表性的动力数值分析模型,通过输入不同幅值、频谱特性和持续时间的地震波,对起伏地形和覆盖黄土层共同影响下的黄土河谷场地进行地震反应分析。结果表明:黄土层和地形耦合作用控制了地表的PGA变化,使其趋于复杂,在同一输入波不同振幅作用下,与基岩河谷各测点相比,黄土覆盖河谷场地的地震动频谱幅值均有所增加,并且频谱主峰均向高频移动。在不同地震波输入下,场地不同部位的固有频率受地形高程和土层影响;而地震动大小和频谱幅值不仅与场地的基本频谱和地形起伏有关,也与输入地震波的频谱成分相关。输入波PGA与地震频谱特征都不变时,同一场地输出的地震频谱形状具有相似的特征,随着地震持时增长,能量向场地基本频率附近集中,从而可能导致场地上相应频率建筑物震动幅值增加,造成累积破坏。

    • 昆明盆地土体动力参数对土层地震反应影响研究

      2016, 38(3):382-390. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0382

      摘要 (842) PDF 7.55 M (954) 收藏

      摘要:土动力参数是土层地震反应分析的重要参数之一,且具有较强的区域性特点。本文统计分析昆明盆地区域内101个场地的94组粉土和167组黏土的动三轴试验数据,并通过土层地震反应分析计算,与袁晓铭的推荐值和《工程场地地震安全性评价工作规范》(DB001-94)中给出的规范值做对比。结果表明:三种不同的土动力参数存在较大差异,对土层地震反应分析结果亦有较大的影响,随着超越概率的降低,对峰值加速度、反应谱和特征周期的影响更加明显;统计的土动力参数与实际值对应的土层地震反应分析结果较接近,因此统计的粉土和黏土土动力参数在昆明盆地具有一定的代表性和适用性,在Ⅱ、Ⅲ级工程场地地震安全性评价工作中具有一定的借鉴和参考作用。

    • 厚层淤泥质粉质黏土的动力特性参数对地表地震动参数的影响

      2016, 38(3):391-397. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0391

      摘要 (960) PDF 3.83 M (1159) 收藏

      摘要:以天津滨海某软弱场地为例,在不同强度不同相位的地震动时程输入下,用等效线性化技术考虑土的动力非线性特性,计算水平成层场地的地震反应,研究天津地区厚层淤泥质粉质黏土的动剪模量比和阻尼比与剪应变幅值的关系曲线的变异性对深软场地地表峰值加速度及其反应谱的影响。结果表明:(1)在阻尼比较均值加减一倍标准差对地表地震动参数变化影响不大;(2)在动剪模量比均值增加或减1倍标准差,对2%超越概率水平下地表峰值加速度影响显著,对应地表峰值加速度可能增加或减小20%~30%,其地表反应谱谱型也有变高变瘦或变矮变胖的趋势;(3)在动剪切模量均值减1倍标准差时,对10%超越概率水平下的地表峰值加速度的影响比较显著,减小幅度在15%左右,反应谱也存在变矮变胖的趋势;在动剪切模量均值加1倍标准差时,对10%超越概率水平下的地表地震动参数影响不明显;(4)在动剪切模量或阻尼比均值加减1倍标准差时,对63%的地表地震动参数影响均不明显。

    • >地震科学技术
    • 辽宁地区5级地震测震学指标体系研究

      2016, 38(3):398-406. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0398

      摘要 (902) PDF 5.61 M (925) 收藏

      摘要:基于1970年以来辽宁地区7次5级以上地震,分别从震前中小地震活动图像和时序扫描的角度,对历次地震前的地震学指标进行了系统梳理和提炼,结果显示:空区、条带、b值、A(b)值、D值、缺震及XY值对辽宁地区5级地震的映震效果较好。因此结合以往关于辽宁地区中等地震集中增强和震群特征的研究结果,综合起来初步将其构建为辽宁地区5级地震的地震学指标体系。其中强度预测指标主要有中等地震集中增强、震群序列、条带和空区,未来主震最大震级估算方法为上述四种情况中的最大地震震级加1.5~2.0;地点预测指标与强度指标相同,判定方法是未来5级地震通常位于条带上和空区边缘及其附近地区,若有中等地震集中增强活动,则未来5级地震靠近最近一次中等地震的位置,若出现震群序列,则未来主震发生地点为震群周围200 km(前震序列时,主震就发生在序列原地附近);时间预测指标除了强度和地点指标中的4项外,还包括b值、A(b)值、D值、缺震和XY值,总体看来后三者异常通常出现在震前的一年左右,空区和条带的解体时间以及b值异常通常出现在震前的半年左右,前震序列开始时间距离主震发生通常在1~20天左右。

    • 利用GNSS资料研究新源-和静MS6.6地震前后地壳形变与地震关系

      2016, 38(3):407-412. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0407

      摘要 (793) PDF 12.81 M (944) 收藏

      摘要:利用2009-2011年三期GNSS观测资料,获得新源-和静6.6级地震前后震中附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率,分析得出:(1)研究区整体呈挤压缩短趋势,南部区域运动速率总体高于北部,而中部区域运动速率高于东西两侧,这与区域构造特点有关。新源-和静MS6.6地震之后,研究区西北部区域的应力场能量得到较大的吸收和释放。(2)从研究区应变分析中可以看出,沿断层出现的主应变率正负交替区域与地震的发生有一定关系。从面膨胀等值线图可以看出,两个面收缩区之间区域是地震发生的重要区域。剪应变区域变化可以反映出地震的破裂方向。

    • 滇西南地区澜沧断裂全新世滑动速率与走滑起始时间探讨

      2016, 38(3):413-422. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0413

      摘要 (819) PDF 10.97 M (965) 收藏

      摘要:通过卫星影像解译、野外实地调查和地质填图,获得滇西南地区澜沧断裂的基本特征和活动性参数,澜沧断裂属于龙陵-澜沧新生地震断裂带的东南段,北起耿马县联合村,向南东经澜沧县哈卜吗、战马坡、大塘子至澜沧县城东南,总体走向NNW,长度约85 km。该断裂为一条全新世活动的右旋走滑断裂,兼具倾滑分量,沿断裂形成了丰富的断错地貌现象,主要表现为断层陡崖、冲沟右旋、断层陡坎、断层沟槽、断层垭口和断陷凹坑等。通过详细的野外考察,选择典型断错地貌进行差分GPS测量,结合所获相应地貌面的年代数据,得到该断裂全新世以来平均右旋走滑速率为(4.2±2.3) mm/a,其结果与现今GPS观测所得速率相当,反映了该断裂长期以来滑动速率的稳定性。同时根据岩体的最大位错量4.6~4.8 km,估算断裂开始右旋走滑的时代为距今约1.1 Ma,即早更新世晚期。

    • 2013年岷县漳县MS6.6地震前后南北地震带北段面波速度变化特征

      2016, 38(3):423-430. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0423

      摘要 (759) PDF 15.57 M (794) 收藏

      摘要:基于南北地震带北段94个固定地震台站2013年1-9月的连续波形资料,利用背景噪声方法和层析成像技术反演该地区在2013年7月22日甘肃岷县漳县MS6.6地震前后不同时间段、两个月相同时间窗长的瑞利面波速度结构与波速演化。相速度成像结果表明:岷县漳县地震前5-6月相对于3-4月,临潭-宕昌断裂带及周边地区出现了波速降低的现象,而震后8-9月相对于5-6月波速逐渐恢复升高,这说明在岷县漳县地震前两个月出现了波速低值异常,并且在低速异常区域的边界处发生了此次地震。

    • >土动力学
    • 膨胀土地区机场跑道的地基处理研究

      2016, 38(3):431-438,444. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0431

      摘要 (872) PDF 2.89 M (786) 收藏

      摘要:为解决在膨胀土山区修建机场时跑道地基处理的问题,以安康地区膨胀土为研究对象,在对现行石灰改良膨胀土施工控制参数常用方法分析的基础上,进行膨胀土及石灰改良膨胀土的膨胀性能和强度的相关试验。研究结果表明:随着石灰掺量的增加,最优含水率增大,最大干密度减小,胀缩潜势呈降低趋势,石灰掺量与最大干密度呈非线性关系,在石灰掺量达到9%时有荷膨胀率变化的规律性很强;相同石灰掺量改良土的CBR与击实功、含水量等因素有关,并不随着压实系数增加而增大。掺加石灰的比例对石灰改良膨胀土的强度增长影响较大,石灰掺量9%时的CBR值明显大于其他掺量;相同压实系数下石灰掺量3%和6%改良膨胀土的压缩性比较接近,石灰掺量增加到9%时其压缩性明显降低。结合试验结果,提出用石灰改良膨胀土对跑道进行地基处理,并以膨胀性指标作为主要控制指标、强度指标作为验证指标来确定施工参数。

    • 基于动三轴试验的压实黄土动强度特性研究

      2016, 38(3):439-444. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0439

      摘要 (925) PDF 1.98 M (1405) 收藏

      摘要:选取吕梁地区黄土,通过静压压实制备三轴试样,在GDS振动三轴仪上研究含水率、干密度和加载频率对压实黄土动强度的影响规律。结果表明:压实黄土的动强度及动强度参数均随振次的增加而减小,随含水率的增大而减小,随干密度和加载频率的增大而增大,动强度与振次之间的关系可用对数方程进行拟合。研究对黄土地区填方区基础建设具有重要意义。

    • 庆阳黄土冻融环境下的特性研究

      2016, 38(3):445-451. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0445

      摘要 (749) PDF 4.93 M (984) 收藏

      摘要:为了解冻融作用对黄土湿陷性的作用效果,以Q3黄土为研究对象,采用增(减)湿法配制不同含水量黄土试样,测试黄土在无补水条件下受温度影响的冻融变形、压缩变形和湿陷变形;对原状黄土进行颗粒分析及基本物理力学参数试验。分析表明:(1)黄土是否产生冻胀取决于其含水量是否超过"临界冻胀含水量"。(2)冻融黄土与原状黄土相比压缩变形量较大,把部分浸水湿陷变形转化为压缩变形,冻融作用使黄土的湿陷性弱化。(3)冷冻黄土在相同温度下,含水量越大,湿陷系数越小;在同一含水量下,冻结温度愈低湿陷系数愈小。

    • 黏性土坡地震失稳机制及其在黄土斜坡地震稳定性分析中的应用

      2016, 38(3):452-459. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0452

      摘要 (857) PDF 5.28 M (1034) 收藏

      摘要:基于地震作用下黏性土坡失稳滑动特点,以土体应力状态及其变化分析边坡失稳过程。通过分析地震作用下边坡不同部位土体应力状态和剪应力变化,结合实际地震边坡失稳破坏特征,提出黏性土坡地震三段式滑动失稳机制。在分析该滑动失稳机制与有限元强度折减法之间应力关联的基础上,将两者结合应用于实际黄土地震滑坡动力稳定性分析。依据此考虑得到的动力安全系数相比较其他方法,与极限平衡法得到的结果更为接近。

    • >地震监测研究
    • 甘肃省测震台网地震台站地震计方位角检验与校正

      2016, 38(3):460-465. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0460

      摘要 (978) PDF 2.47 M (1011) 收藏

      摘要:利用2007年8月-2013年9月甘肃省测震台网记录的549个MS≥6远震事件的P波资料,对所属44个地震台站分量方位等问题进行检核计算。考虑到地震计维修、更换等因素,提供了甘肃省测震台网地震台站按时间序列计算的方位角偏差及方位校正变化情况,以保障测震台网数据的连续性与可靠性。研究结果表明,反演的方位偏差与文献[1]的结果基本一致,表明中国"十五"数字地震网络确实存在部分台站方位偏差较大等方面问题。因此,在进行现代地震学研究中应充分考虑台站地震计方位误差较大和研究时间段内方位角变动等因素的影响。

    • 福建台网接入台湾台站对定位台湾中深源地震精度影响分析

      2016, 38(3):466-470,490. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.466

      摘要 (800) PDF 1.55 M (1079) 收藏

      摘要:福建台网负责监测中国台湾地区地震。对于中深源地震使用何种定位方法能获得较好的地震参数,这直接影响到地震定位精度。利用JOPENS系统中交互分析软件MSDP提供的定位方法,对同一地震进行两次定位,即不使用和使用接入的台湾台站,将福建台网得出的两次结果与中国台湾公布的地震参数进行对比,分析定位精度,进而找出适用于台湾地区中深源地震的定位方法,以便进一步判断在地震速报中使用这些台站进行辅助定位的可行性,并给出相关的操作方法及建议。

    • >仪器研制及介绍
    • ELF电磁仪远程控制和数据传输及编译的实现

      2016, 38(3):471-477. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0471

      摘要 (894) PDF 4.85 M (1242) 收藏

      摘要:"十五"建设的ELF台站均敷设ACF-4M型电磁仪,记录到多次地震前后的电磁异常变化,但该仪器没有实现自动化。本文介绍ELF仪器的远程控制和数据传输以及原始数据转换的研制方案。由于ELF记录仪无法接入因特网,要远程触发ELF仪器必须有中间设备,首先远端计算机通过互联网控制局域网计算终端,通过局域网计算终端运行SM27.exe工作程序来触发并通过相应程序实现数据的传输;将ELF记录仪采集到的时间序列信号(*.SBF数据格式)、仪器本身的参数信息和采集状态信息依据其编码规则转换成通用的数据格式导出,将计算的功率谱、阻抗、阻抗相位文件以优势频率或任意频率形成时间序列文件进行分析,提高ELF观测资料的应用效率,加快观测电磁数据的使用效率。

    • 浅层地震过障碍变观设计软件的研制及应用

      2016, 38(3):478-484. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0478

      摘要 (672) PDF 13.93 M (1045) 收藏

      摘要:为提高过障碍变观设计的效率,利用C++编程语言开发出一个浅层地震过障碍变观设计软件,以提高过障碍变观的方便性和效率。当勘探中遇到地表障碍时可以利用此软件灵活变观,使地震测线跨越障碍物(江河、高速公路等),以保证反射同相轴能连续追踪对比。经实际应用,该软件效果较好,能够辅助数据采集人员在采集现场快捷地进行地震勘探过障碍变观设计,从而保证地震资料的质量。

    • 基于STC89C52单片机的地震台站远程监控系统

      2016, 38(3):485-490. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.03.0485

      摘要 (1192) PDF 1.84 M (1148) 收藏

      摘要:针对无人地震监测点日益增加和台网运行维护存在不足的现状,提出一种基于STC89C52单片机的远程监控系统。对该系统的单片机微控制器、通信模块、温湿度检测模块等硬件组成进行描述,并介绍其控制程序。实践证明,该系统可以对无人值守台站的设备进行断电和重启等远程操作并对工作环境进行实时监测,为地震监测设备的实时维护和稳定运行提供依据与保障。

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