• 2021年第43卷第1期文章目次
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      2021, 43(1):0-0.

      摘要 (252) PDF 307.15 K (466) 收藏

      摘要:

    • >地震研究
    • 河西走廊西端酒西盆地古地震研究进展

      2021, 43(1):1-10. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.001

      摘要 (470) PDF 20.01 M (1233) 收藏

      摘要:酒西盆地位于祁连山北缘、河西走廊西端,是一个被活动断裂围限的新生代压陷性盆地,盆地周缘及内部发育多条活动断裂。通过对前人古地震资料的总结分析和野外补充调查,发现酒西盆地断裂古地震大多符合特征地震模式,复发周期约为3~5 ka,根据经验公式推断,每次地震的震级约为6.8~7.2级。从区域古地震角度看,酒西盆地地震的发生具有丛集的特征。全新世以来存在3个丛集期,分别为10~8 ka、5.5~3.5 ka、2 ka以来,每个丛集期的长度约为2 ka。从复发特征和离逝时间上看,盆地内部的阴洼山断裂和白杨河断裂接近复发周期,具有较高的地震危险性。

    • 山谷地形对入射SV波地震反应分析

      2021, 43(1):11-18. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.011

      摘要 (272) PDF 12.45 M (2396) 收藏

      摘要:基于黏弹性人工边界的显式动力有限元方法,研究了突出平台状山谷地形场地的地形效应,分析了山谷地形对地表地震动的影响。结果表明:(1)沿着地震动输入方向地表反应较其他方向上的反应强烈;(2)与单一凸起山体地形对地表地震动的放大效应相比,相邻地形的存在对地表地震动位移傅里叶谱谱比曲线的形状影响不大,但是对PGD有着较大的影响,随着相邻凸起山体之间距离的增大,该影响效应逐渐减弱。

    • 岷县-漳县MS6.6地震前后甘肃前兆异常及响应特征

      2021, 43(1):19-27. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.019

      摘要 (337) PDF 4.80 M (826) 收藏

      摘要:分析总结了2013年7月22日甘肃岷县-漳县MS6.6地震前后甘肃前兆台网观测资料变化情况,发现该地震前有7个台站、4种观测手段、14个测项出现了明显的异常,既有长期、中长期异常,也有短期和短临异常,说明对资料的分析既要看短期变化,还要看中期和长期变化。出现异常测点的震中距多数在200 km范围之内。另外部分水位、流量和水温测点的资料记录到不同程度的同震效应;形变观测多数测点记录到比较明显的同震响应,记录同震响应的测点与震中位置、方向、距离无明显关系。

    • 基于CNN的地震前兆台网观测数据异常图像识别方法

      2021, 43(1):28-32,49. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.028

      摘要 (343) PDF 2.46 M (768) 收藏

      摘要:地震前兆台网观测数据异常图像识别方法一直是地震监测预报人员研究的重要课题。为提高异常图像识别的工作效率,充分利用已有的异常图像识别经验知识,开展基于卷积神经网络(CNN)的快速异常识别方法探索性研究。结果表明:基于CNN的异常图像识别方法准确率较高,实现了异常图像的快速识别。整个台网的异常图像丰富多样,影响较多。由于特定观测手段下,特定影响因素的训练样本少,该方法应用于整个台网的异常图像的自动识别,还需要进一步开展研究工作。

    • 西太平洋台风对上海地区钻孔应变的低频扰动特征分析

      2021, 43(1):33-42. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.033

      摘要 (309) PDF 16.30 M (855) 收藏

      摘要:基于上海佘山台四分量钻孔应变仪在6次西太平洋台风期间的观测记录,利用小波分解、优势振动方向等处理方法提取出台风所激发的显著低频扰动信号,并详细分析扰动信号在时频域及空间域的表现特性。结果显示:在低频区间,台风激发的扰动信号优势周期为2~4 min,信号能量随台风进程而变化,并主要与台风量级、台风中心的位置(海上或陆域)及其与台站间的距离有关。在台风中心不断逼近海岸时,佘山台4个分量记录的扰动信号均开始增强,但不同方向记录的信号强度存在较显著的差别,其中振动强度最大的方向(即优势振动方向)为160°,该方向与台站所处海岸线的走向密切相关。最后结合扰动信号的时频及空间响应特征,对比地表风速、海洋浮标记录后认为分量应变仪记录的低频扰动信号与近海浪高的相关性较好;综合信号的频谱特征,认为应变仪记录的台风扰动信号是由近岸浅海区域的海洋长重力波激发产生的。

    • 利用断层活动协调比方法分析云南现今地壳应变积累

      2021, 43(1):43-49. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.043

      摘要 (245) PDF 8.83 M (857) 收藏

      摘要:断层活动协调比方法在分析云南地区的地壳应变积累上具有适用性。利用区域11处跨断层流动监测场地的三十余年观测资料,首先计算跨断层场地的三维活动量,进而得出场地的断层活动协调比参数,结果显示:(1)丽江、永胜、剑川、石屏、建水场地在对应6~7级地震上,历史映震效果良好;云南地区近期存在异常的跨断层监测场地有剑川、石屏和建水场地,存在应变积累、断层活动出现异常的断裂有剑川断裂和石屏-建水断裂;(2)结合跨断层原始观测数据和三维活动量时序曲线,综合认为云南地区地壳形变异常区域分布在滇西北地区的剑川、下关和永胜以及滇中地区的峨山、石屏和建水附近;(3)结合地震活动性资料,综合认为四川九寨沟7.0级地震后,南北地震带南段应力可能会加速积累,应重点关注云南地区的中强震危险性。

    • 基于四层钻孔模型的体应变潮汐因子差异性原因分析

      2021, 43(1):50-55,78. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.050

      摘要 (294) PDF 1.19 M (634) 收藏

      摘要:在钻孔应变观测的实际标定分析中,一般是通过对钻孔应变观测资料采用固体潮调和分析的方法直接获得钻孔面应变耦合系数,该方法未能充分反映观测的钻孔应变与地层应变之间的内在联系。本文基于“地层-等效弹性层-水泥环-钢筒”四层耦合介质钻孔模型,利用TJ-2C型体应变仪器的测量钢筒内外径和弹性参数、钻孔半径以及水泥环弹性参数,给出不同地层中钻孔耦合系数与钻孔等效弹性层弹性模量之间的变化关系。对我国现有运行的40多套TJ-2C型钻孔体应变观测资料的分析表明,潮汐因子分布范围在0.01至1.86之间,基岩为花岗岩类的潮汐因子均值为0.83,基岩为灰岩或砂岩类的潮汐因子均值为0.57,即硬地层中的潮汐因子高于软地层。基于对该四层模型探讨发现,等效弹性层的等效弹性模量大小反映了钻孔的耦合状态,对于同类型基岩地层,探头与地层耦合不佳将导致其等效弹性层弹性模量下降,进而导致钻孔潮汐因子下降。本文以砂岩弹性模量0.5 GPa作为判定钻孔耦合状态的下限,即认为等效弹性模量低于0.5 GPa时钻孔处于脱耦状态,统计结果表明我国现有钻孔体应变观测中有约30%的钻孔处于脱耦状态,这一研究结果对预报人员应用这些钻孔资料开展地震分析预报工作有重要指导意义。

    • 夏垫断裂东北段地震勘探资料研究

      2021, 43(1):56-62. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.056

      摘要 (342) PDF 8.67 M (3448) 收藏

      摘要:为查明夏垫断裂东北段的空间位置、性质及其活动性,由大厂八百户起向东北方向,经过三河齐心庄至北京马坊镇,以可控震源激发方式,完成高分辨率浅层地震勘探测线7条,长约22 km。各地震反射时间剖面波组特征变化明显,断裂特征清晰,获取了准确的断点定位及断裂发育特征,展现了自八百户经齐心庄至马坊镇延伸约20 km范围内夏垫断裂的空间展布及浅部构造特征。结果表明:研究区内夏垫断裂为倾向SE、视倾角约为69°的正断层,结合以往研究成果分析,夏垫断裂属于全新世活动断裂;同时揭示夏垫断裂东北段明显的分段性,齐心庄以北出现一倾向NW的分支断裂。

    • 新疆泥火山发育区场地震陷灾害机理探讨

      2021, 43(1):63-69. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.063

      摘要 (257) PDF 8.18 M (744) 收藏

      摘要:粒度组分是影响黄土震陷的重要因素之一。通过采集新疆艾其沟泥火山泥质碎屑喷出样品和泥火山发育区域出露的沉积剖面泥质碎屑样品,利用激光粒度分析测试的实验方法对样品进行粒度测试,分别对样品中值(Md)、均值(Mz)、标准偏差(σφ)、偏度(SK1)、峰度(KG)等粒度参数进行分析。研究结果显示:艾其沟泥火山泥质沉积物粒度组分中以粉粒为主,占56%左右,黏粒含量约为44%,粒度分布以偏众数,正偏态;周缘沉积剖面样品粒度组分以粉粒为主,占60%~70%左右,黏粒含量差异较大,部分地层沉积物中黏粒含量在15%~20%之间,极细粒含量占10%,粒度特征与天山黄土类型相似。黄土内黏粒含量影响其抗震陷性,含黏粒黄土抗震陷性能随黏粒含量的增加而增加。经泥火山沉积改造后的沉积粒度表现为黏粒组分显著增多,因此泥火山活动对沉积物的改造将粉质黄土逐渐向黏质黄土过渡,而黏质黄土的稳定性较高,从而提高了沉积物的抗震陷性能,但是黄土抗震陷性受多因素影响,定量分析泥火山活动对场地地震陷灾害的影响还需要进一步研究。

    • 地貌参数揭示的三危山构造活动性差异及其原因探讨

      2021, 43(1):70-78. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.070

      摘要 (304) PDF 13.02 M (782) 收藏

      摘要:三危山断裂位于青藏高原北缘,沿三危山西北麓展布,全长约175 km。根据其几何特征,可以将断裂分为三段:西段(西水沟-树沟子段)、中段(树沟子-十工口子段)和东段(十工口子-双塔段),其构造活动强度与地貌发育程度各段存在明显差异。根据断层陡坎测量和区域年代对比,三危山断裂西段垂直滑动速率约0.1 mm/a,中东段则较低。为进一步量化三危山断裂对研究区地形地貌的影响,利用地貌因子(高程、坡度、河道陡峭指数值和河道坡降指数值)对三危山各段地貌特征进行定量化分析。结果显示三危山西段值远大于中东段,揭示三危山抬升速率西段大于中东段,反映出地貌形态对活动构造具有良好的响应。对比岩性、降雨及构造活动,分析认为三危山断裂分段活动是造成三危山差异抬升的主要原因,而鸣沙山断裂的新活动及巴兔山断裂对中东段变形量的吸收也加速了三危山西段的隆升。

    • 渭河盆地及邻区现今地壳形变及构造特征研究

      2021, 43(1):79-89. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.079

      摘要 (365) PDF 46.23 M (942) 收藏

      摘要:基于2009-2014年渭河盆地及邻区GPS资料,利用Shen提出的连续形变场与应变场计算方法,获得渭河盆地及邻区的水平形变场及应变率场,结合构造地质、地震目录等资料对渭河盆地及邻区的现今地壳形变及构造特征进行研究,并得到如下结论:(1)鄂尔多斯地块南缘西段和东段GPS形变场变化差异明显,六盘山-陇县-宝鸡断裂带形变场以挤压变形为主,渭河盆地中部西安-咸阳地区的形变场呈现EW向挤压、SN向拉张特征;(2)主应变率、剪应变率、面应变率变化明显的区域位于鄂尔多斯地块西南缘的六盘山-陇县-宝鸡断裂带、渭河盆地中部的长安-临潼断裂与渭南塬前断裂以及韩城断裂与双泉-临猗断裂附近;(3)未来需要警惕六盘山-陇县-宝鸡断裂带、长安-临潼断裂与渭南塬前断裂以及韩城断裂与双泉-临猗断裂附近的地震危险性。

    • 震前卫星红外亮温异常时空演化特征分析

      2021, 43(1):90-98. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.090

      摘要 (248) PDF 24.59 M (1122) 收藏

      摘要:主要利用统计方法建立红外亮温背景场及异常检测模型,来提取2012年华北地区的红外亮温异常信息,并对2012年唐山4.8级地震和宝坻4.0级地震前的异常演化过程进行分析研究。结果表明:背景场方面,红外亮温的多年月背景场具有夏高冬低的年变特征,符合季节变化规律,红外亮温与高程呈负相关关系;基于历年同期亮温偏移指数K值方面,2012年5月28日唐山4.8级地震震前在唐山断裂带以南存在明显强烈的K值异常,在震前8小时达到最大约3.3。6月18日宝坻4.0级地震在震前也存在红外亮温异常现象,但是较弱。

    • 青海地区地震磁扰动异常特征研究

      2021, 43(1):99-104,112. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.099

      摘要 (297) PDF 12.55 M (1226) 收藏

      摘要:以青海地区8个测点磁通门秒采样观测数据为研究对象,利用地磁垂直强度极化法结合该区域中强地震背景进行分析。基于极化背景场变化特征提取震磁异常在研究区实际应用中取得以下认识:多台站同步极化高值异常对于2个月以内青海地区5级左右及以上地震有一定映震能力,且异常具有一定信度;测点密度均匀分布情况下,震中位置基本位于极化高值区域。

    • 平面S波在饱和多孔热弹性介质边界的反射问题研究

      2021, 43(1):105-112. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.105

      摘要 (204) PDF 3.76 M (528) 收藏

      摘要:针对饱和多孔介质中热弹性波的传播特性问题,基于多孔介质理论和广义的热弹性模型,研究平面S波在饱和多孔热弹性介质边界上的反射问题。以考虑流-固耦合的饱和多孔介质波动方程和热-弹耦合的广义热弹性基本方程出发,建立饱和多孔介质的热-流-固耦合弹性波动模型。通过引入势函数并考虑自由透水和绝热的边界条件,经过理论推导最终给出在饱和多孔热弹性介质边界上的四种反射波的振幅反射率的理论表达式。在此基础上进行数值计算,分别讨论平面S波的入射频率、入射角和热膨胀系数等参数对四种反射波的振幅反射率的影响情况。结果表明:各反射波的振幅反射率分别随频率和热膨胀系数的增大而增大,同时也受到平面S波入射角变化的影响。该结论对于土动力学的理论研究及其相关的工程勘探具有一定的指导意义。

    • 基于气枪震源信号和背景噪声的2016年呼图壁6.2级地震前后波速变化特征初步研究

      2021, 43(1):113-122. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.113

      摘要 (262) PDF 10.13 M (785) 收藏

      摘要:本文选取呼图壁气枪发射台周边流动台记录的2016年6月至2017年12月气枪震源信号和背景噪声信号,分别采用互相关时延检测法和移动窗互谱法研究2016年12月呼图壁6.2级地震前后波速变化特征,得到以下初步结果:呼图壁6.2级地震前后,距6.2级地震60 km的流动台记录的气枪震源信号未发现明显的波速变化,距6.2级地震27 km的固定台石梯子台在6.2级地震前出现了较为明显的波速变化异常,可能与信号传播路径不同有关;流动台记录到的背景噪声信号出现与呼图壁6.2级地震有关的波速异常变化;气枪主要利用体波信号,背景噪声主要利用面波信号,两者射线路径不同可能是导致不同波速变化特征的主要原因。

    • 基于地震参数的人员死亡评估模型对比研究

      2021, 43(1):123-130. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.123

      摘要 (287) PDF 6.26 M (986) 收藏

      摘要:基于中国1993-2017年的历史地震资料,通过对四个现行地震灾害人员死亡评估模型进行对比,深入分析不同模型在不同震级(M)及不同地区的适用性和精度。研究结果表明:(1)当M<6.0时,四个模型评估结果与实际死亡人数数量级基本一致,均适用于震后人员伤亡快速评估;当6.0 ≤ M<7.0时,四个模型评估结果与实际死亡人数差距较大,经过参数修正后的刘金龙模型评估结果相对较好;当M ≥ 7.0时,四个模型的评价结果都不理想,需要结合震区地理环境、经济条件等进行人工修正才能使用;(2)在地震较多的云南、四川、甘肃、新疆、西藏五个省份中,GB/T 30352-2013评估结果优于其他三个模型;在四川、云南、甘肃地区评估时需考虑次生地质灾害因素的影响,不然可能会导致评估误差较大。研究结果可为各级政府和应急管理部门地震灾害应急业务能力的提升提供技术支持。

    • 三维椭球形盆地对球面波的散射

      2021, 43(1):131-141. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.131

      摘要 (250) PDF 20.40 M (1109) 收藏

      摘要:针对三维沉积盆地对球面波的散射问题,发展一种快速宽频间接边界元方法(IBEM)。利用ANSYS建立求解模型,基于Intel-Fortran编译器编译相应的计算程序,对基岩半空间三维半椭球形盆地对球面波的散射进行了数值分析,着重探讨入射波频率、波源埋深、波源与不规则地形(沉积盆地)距离等参数对地震动特性的影响规律,计算方法适用于求解任意复杂形状的局部场地,实现对沉积盆地三维地震响应的频域精细求解。研究结果表明:随着入射波频率增大,沉积盆地相对半空间的放大效应越显著,且干涉效应越强烈;高频波入射时,由于盆地底部透射的体波和盆地内部由体波转换为的面波以及从盆地边缘处透射的体波相互叠加,次方向位移出现一定的边缘效应。位移频谱分析表明,沉积盆地在较低频率时,地表不同点位的主方向位移幅值基本相同;在较高频率域内,地表不同点位的位移频谱特性差别很大;球面波入射与平面波入射相比之下,位移幅值均有所降低。整体来看,随着膨胀波源与盆地水平距离增大,地表主方向最大位移幅值降低,地表次方向位移聚焦区域增加且分布更分散。

    • >地震工程
    • 考虑边坡地形效应的地震动力响应分析

      2021, 43(1):142-153. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.142

      摘要 (441) PDF 15.07 M (1231) 收藏

      摘要:地震滑坡往往会造成巨大的人员伤亡和财产损失,而边坡在地震作用下的响应规律是研究地震边坡稳定性的首要问题。本研究利用FLAC3D有限差分软件建立多个边坡模型,进行边坡地形效应的地震动力响应分析,考虑的地形主要包括坡高、坡角、坡面形状等三方面的因素。将选取的地震波作用于不同模型,分析坡面加速度、速度放大比及坡顶坡脚傅里叶谱值,研究边坡几何形态对边坡地震响应的影响。结果表明,坡高对坡面的速度放大影响明显,坡角对坡面加速度放大效果较强,而不同的坡面形状会造成不同的加速度响应规律,凹面坡加速度放大效果更小一些。该研究有助于地震边坡的稳定性分析并为边坡工程的抗震设计提供参考。

    • 地质条件对隧道地震响应的影响因素研究

      2021, 43(1):154-161. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.154

      摘要 (282) PDF 4.09 M (1451) 收藏

      摘要:地质条件对隧道的地震响应的影响因素研究,目前已有较多研究者开展,但多数研究者关注单因素研究,但对多因素及各因素间相互作用关注较少。本文以华丽高速公路典型隧道为工程背景,将其抽象为数值算例,并基于正交设计及均匀设计等试验方法,分别研究地质条件中岩体的力学效应、应力状态效应、结构面的力学效应对隧道的影响。研究结果表明:对于岩体力学参数,除开挖变形指标的主要影响因素为变形模量外,岩体力学参数中对隧道地震响应最主要的影响因素为黏聚力及内摩擦角,即强度参数;岩体应力状态参数中对隧道地震响应最主要的影响因素为隧道埋深,其次分别为平面内侧压系数和平面外侧压系数;节理力学参数中的摩擦角和抗拉强度为影响隧道地震响应的主要因素,其次为黏聚力、法向刚度、切向刚度。

    • 黄泛区粉砂土动强度与抗液化强度试验研究

      2021, 43(1):162-168,186. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.162

      摘要 (229) PDF 3.68 M (801) 收藏

      摘要:因黄泛区粉砂土与其他地区有较大区别,对其动强度和抗液化强度的研究相对较少。对开封地区粉砂土的动强度和抗液化强度进行研究,选定围压、干密度、细粒含量作为影响因素,通过动三轴试验得到其动强度曲线和抗液化强度曲线,分别分析三个影响因素对黄泛区粉砂土动强度和抗液化强度的影响。结果表明:黄泛区粉砂土的动强度和抗液化强度随围压和干密度的增加而增大,随动荷载振动次数的增加而减小,随细粒含量的增加出现先降低后提高的现象,且其抗液化强度比动强度大。

    • 重载列车荷载作用下雅丹边坡的动力响应分析

      2021, 43(1):169-176. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.169

      摘要 (289) PDF 3.63 M (646) 收藏

      摘要:以新建青海省地方铁路鱼卡至一里坪线经过的雅丹地貌为研究对象,选择邻近已建铁路,对不同速度重载列车引起的地面振动进行现场实时测试,从频域和时域两方面分析振动加速度在雅丹场地中的衰减特性。通过地质勘察,建立雅丹边坡的振动分析模型,利用数值模拟分析存在软弱夹层的典型雅丹边坡在不同运行速度下的加速度和位移响应规律,并计算雅丹场地列车振动的安全影响距离。研究结果表明:振动加速度的衰减速率随着距离的增加迅速降低,在距线路中心线2.5~5.5 m处,衰减较快;5.5~15.5 m,衰减趋于平缓;随着距离的增大,振动高频的成分被抑制,频率逐渐向低频移动;雅丹边坡下部的软弱夹层使透射系数锐减,起到了较好隔振作用,上部的软弱夹层隔振效果不明显;以振动速度峰值PPV为振动量评价指标,得到重载列车在70 km/h及以下速度运行时,其对线路振动影响距离为小于6.1 m。

    • 开挖过程及围护结构对地铁车站抗震性能的影响

      2021, 43(1):177-186. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.177

      摘要 (237) PDF 5.45 M (942) 收藏

      摘要:为了研究开挖工序以及围护结构作为永久结构在明挖车站的抗震设计校核中的作用,基于以灌注桩作为支挡结构的郑州市某明挖结构地铁站,采用Plaxis2D建立二层单柱双跨矩形框架式有限元模型,采取硬化土本构,建立考虑分步开挖、和不考虑开挖的模型,进行有无围护墙及不同墙厚抗震验算。研究结果表明:侧墙作为主要抗侧力构件,在地震荷载作用下,不考虑开挖时结构上部弯矩设计值偏小31%,侧墙和底板的设计偏于保守,弯矩偏大87%和64%。在顶中底板和下部侧墙的计算偏差呈现出随深度增加的变化趋势,如不考虑开挖的下部侧墙剪力计算偏差由36%增加至122%。而连续墙的刚度的折减对结构内力造成的影响在5%以下。因此在该种软土地层的抗震设计中需要考虑开挖以及设计年限内的地连墙对结构弯矩设计的影响,重点对剪力墙底部、以及中柱的顶部和底部进行内力校核。

    • 地震作用下高路堑黄土边坡细观力学研究

      2021, 43(1):187-194. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.187

      摘要 (266) PDF 18.87 M (712) 收藏

      摘要:为研究地震时高路堑黄土边坡破坏的细观力学过程,以黄土地区某高速公路边坡为例,在野外工程地质勘察和室内试验基础上,用强度折减法对开挖后的高路堑黄土边坡的初始状态进行分析,进而对该高路堑边坡采用PFC2D建立数值计算模型,模拟边坡地震响应全过程;通过分析地震响应过程中颗粒的位移、配位数、孔隙率、应力和应变率等关键要素,从细观层面揭示边坡的失稳过程。结果显示,通过该方法能够再现地震作用下滑坡的细观物理力学过程,涵盖了边坡的破坏模式和破坏过程,以及应力应变等时空演化规律。研究结果对于认识地震作用下高路堑黄土边坡的破坏机理具有重要意义。

    • 地震力作用下单排与双排桩支挡结构性状试验对比分析

      2021, 43(1):195-204. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.195

      摘要 (260) PDF 18.26 M (5876) 收藏

      摘要:桩板式挡土结构由抗滑桩发展而来,可用于一般地区、浸水地区和地震区的边坡工程支挡;对于地震区边坡,采用单排或双排支挡结构的形式及其支挡效果尚缺少深入研究。本文基于地震力作用下单排、双排桩板结构在不同加载等级时的桩身土压力、土体加速度、桩身位移等变化的振动台模型试验结果,对比采用单排、双排桩板结构边坡的支挡效果,得出静力状态和不同加速度峰值地震力作用桩前后土压力分布、桩后土体加速度分布和桩体位移的一些规律,为今后边坡桩板式支挡结构的抗震设计提供参考。

    • 不规则高层结构基于新型电磁惯性质量阻尼器的半主动控制

      2021, 43(1):205-212,250. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.205

      摘要 (230) PDF 6.89 M (1246) 收藏

      摘要:为了研究新型电磁惯性质量阻尼器(Electromagnetic Inertial Mass Damper,EIMD)应用于偏心高层结构振动控制工程的可行性,鉴于半主动控制技术的优点,基于LQR主动控制算法,提出一种可行的EIMD-偏心高层结构半主动控制策略,同时研究EIMD在结构每层中安装位置不同对于控制偏心高层结构扭转反应的影响。以一个实体24层偏心高层结构作为研究对象验证地震作用下所提控制策略的有效性,仿真结果表明:(1)所提半主动控制策略基本能够达到主动控制对于结构振动反应分量的控制效果;(2)当采用半主动控制策略时,调整EIMD的安装位置对于偏心高层结构转角和转角加速度反应有着较好的控制效果。

    • 摩擦摆支座在矮塔斜拉桥中减震效果研究

      2021, 43(1):213-218. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.213

      摘要 (247) PDF 3.31 M (629) 收藏

      摘要:矮塔斜拉桥有着良好的受力性能与美观性能,因此抗震设计对矮塔斜拉桥至关重要。摩擦摆式减隔震设计能够将桥梁上部结构与下部结构分离,从而延长结构的自振周期和摩擦耗能机理来降低和耗散传递到桥梁上部结构的能力。本文以靖远金滩黄河大桥(100+168+100) m矮塔斜拉桥为分析模型,利用摩擦摆式减隔震支座对矮塔斜拉桥的墩身进行减隔震研究,运用MIDAS有限元软件输入不同的地震波以检验摩擦摆系统的减震效果。分析结果证明了在矮塔斜拉桥中应用摩擦摆减隔震支座系统的有效性。

    • 列车振动及其引起场地效应研究进展

      2021, 43(1):219-228. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.219

      摘要 (232) PDF 1.10 M (951) 收藏

      摘要:列车已经成为交通运输的首选工具和主力,特别是高速列车对经济和社会的发展有着重要作用。由于高速列车和传统列车相比较最大的特点是速度高,因此所产生的环境振动越厉害,使得列车运输系统与人们的生产生活的矛盾越发激烈。因此,高速列车运行产生的环境振动问题成为国际研究热点和前沿课题。文中总结国内外研究现状和进展,重点从列车振动的理论研究、数值计算研究、现场测试研究与分析和不同场地列车振动效应研究四方面进行详细阐述,同时对列车运行产生振动的传播特点、场地效应、振动预测以及振动控制进行总结及展望。

    • 某海底沉管隧道风塔及下部结构抗震性能分析

      2021, 43(1):229-237. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.229

      摘要 (259) PDF 16.39 M (1050) 收藏

      摘要:为研究某海底隧道风塔及下部结构体系在塑性阶段的损伤破坏形态及特点,探讨在多重荷载作用下弹塑性静动力响应对结构的影响,建立了沉管隧道风塔及下部结构的大型三维有限元模型。采用基于能量原理的混凝土塑性及损伤本构模型,借助大型有限元软件ANSYS及ABAQUS分别对结构进行不同地震条件下的动力时程分析,对比分析振型、层间位移角及较为完整的塑性损伤破坏系数曲线。结果表明:不同设防地震下,结构整体性良好,振型及层间位移角满足规范要求;不同罕遇地震下,该结构的混凝土塑性拉压损伤最大时刻均发生在20 s,主要破坏区域在风塔与人防井及下部立柱的接触位置,且拉伸破坏系数明显高于压缩破坏。本文的研究成果可以为类似近海沉管隧道工程抗震设计提供一定的依据与指导。

    • 新型黏弹性阻尼器足尺性能试验研究

      2021, 43(1):238-244. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.238

      摘要 (235) PDF 6.66 M (825) 收藏

      摘要:黏弹性阻尼器是一种典型的被动控制装置,它可以通过黏弹性材料的剪切滞回耗能起到提高结构阻尼和减小结构地震或风振响应的作用。自主研发了损失系数不小于0.5的黏弹性材料,并基于此材料研发了新型国产黏弹性阻尼器。通过对黏弹性阻尼器足尺试件进行不同应变幅值、加载频率工况下的基本力学性能试验、以及低周疲劳性能试验,研究了不同工况下新型黏弹性阻尼器力学参数及其变化规律。试验结果表明:新型黏弹性阻尼器的损失系数在多数工况下处于0.3~0.4之间;其基本力学性能与加载频率相关性较小,随着应变幅值的增加表现出一定程度的软化特征,但在各应变幅值下均具有稳定的耗能能力;新型黏弹性阻尼器有良好的变形能力,在150%的应变下能保持稳定的基本力学性能,应变350%时仍未破坏;新型黏弹性阻尼器的疲劳性能较好,经低周疲劳加载后各项基本力学指标变化率均不超过25%。

    • 耦合地震动下地铁车站的动力响应研究

      2021, 43(1):245-250. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2021.01.245

      摘要 (248) PDF 8.60 M (3111) 收藏

      摘要:耦合地震动对地铁车站结构的响应较为复杂,本文运用有限单元法进行动力时程分析,研究地铁车站结构承受水平、竖向和双向耦合地震动作用下的动力响应规律。结果表明:(1)耦合地震动对结构相对水平位移影响较小,但对结构的相对竖向位移影响较大。(2)耦合地震动会减小中柱主应力值,但并未较大程度上改变中柱主应力值大小分布情况。(3)车站中柱底部和各节点位置在单向以及耦合地震动中都为结构的薄弱位置,需要在抗震设计中着重注意。

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