• 2022年第44卷第5期文章目次
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      2022, 44(5).

      摘要 (156) PDF 304.80 K (485) 收藏

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    • >地震工程
    • 高烈度区深水斜拉桥动水效应及抗震体系研究

      2022, 44(5):1024-1033. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211206001

      摘要 (226) PDF 8.47 M (3763) 收藏

      摘要:位于高烈度区的深水斜拉桥在地震下不仅会受到强震的作用,还会受到附近水体的作用,结构抗震要求高,选择合理的抗震体系非常重要.以云南格巧高速双河特大桥为工程实例,分析动水作用对斜拉桥地震响应的影响及其与地震强度的关系,在此基础上对斜拉桥的纵、横向抗震体系展开研究并给出合理建议.结果表明,动水作用会增大索塔塔底内力和结构整体位移响应,且对剪力的影响最大;动水对结构各响应的放大作用随地震强度增加呈现出增减不一的变化趋势,抗震设计时应分别考虑各级地震下的动水效应;索塔、辅助墩和桥台处均设置黏滞阻尼器等阻尼约束的纵向协同抗震体系能够最有效减小墩、塔底纵向内力及结构纵向位移,建议作为斜拉桥纵向抗震体系; 斜拉桥横向推荐采用索塔处设置固定约束、墩台处设置钢阻尼器等弹塑性约束的组合约束体系,该体系能同时降低墩、塔底横向内力,并有效控制结构整体横向位移响应.

    • 铁路重力式桥墩墩底局部加密纵筋高度研究

      2022, 44(5):1034-1040. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210518002

      摘要 (173) PDF 16.87 M (1342) 收藏

      摘要:为研究墩底加密纵筋高度对铁路重力式桥墩抗震性能的影响,提出加密纵筋高度的确定原则,推导纵筋加密高度计算公式.设计5个不同加密纵筋类型的桥墩,通过数值分析研究桥墩的滞回曲线和骨架曲线,对比分析墩底加密纵筋后桥墩的抗震性能.研究结果表明:墩底局部加密纵向钢筋可有效提高桥墩的承载能力;桥墩抗震设计验算时截面配筋率可取墩底纵筋加密后的截面配筋率;数值分析结果验证纵筋加密高度计算公式的合理性.研究成果可为铁路重力式桥墩抗震设计提供有价值的参考.

    • 兰州重塑黄土抗拉强度冻融特性与衰减模型研究———基于轴向压裂法

      2022, 44(5):1041-1049. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211021001

      摘要 (119) PDF 12.00 M (1320) 收藏

      摘要:针对季节性冻土区黄土路堑边坡在冻融作用下发生剥落的病害问题,黄土抗拉强度的影响不可忽略.以兰州和平镇某人工路堑边坡重塑黄土为研究对象,着重探讨黄土抗拉强度冻融衰减特性.首先采用轴向压裂法测定不同含水量、不同干密度及不同冻融次数下的黄土抗拉强度,然后在黄土抗拉强度冻融衰减规律的基础上提出单因素抗拉强度冻融衰减模型,而后对含水量、干密度以及抗拉强度进行多元非线性回归分析,进而提出黄土多元抗拉强度冻融衰减模型.研究结果表明:黄土抗拉强度随冻融循环次数增加呈指数衰减规律,一般冻融3~5次后抗拉强度达到稳定值,初始含水量对黄土抗拉强度冻融衰减率的影响较大.多元抗拉强度衰减模型可对以含水量、干密度及冻融循环次数为变量的兰州黄土抗拉强度进行预测.

    • 基于平面框架拟静力试验的RC框架柱的破坏模式研究

      2022, 44(5):1074-1081. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210918004

      摘要 (154) PDF 13.97 M (816) 收藏

      摘要:以2008年汶川地震中漩口中学倒塌的教学楼中的钢筋混凝土柱为原型,按照1∶4的比例进行缩尺,通过平面框架拟静力试验对不同剪跨比下 RC 框架柱的破坏模式进行研究.设计3组不同剪跨比(λ=3、λ=4.25及λ=6)的 RC框架柱模型.采用拟静力试验对 RC框架柱进行加载,得到 RC框架柱的滞回曲线、骨架曲线以及不同的破坏模式,定义 RC框架柱抗剪承载力与轴力之比为抗震性能系数α.利用3组试验数据,总结基于抗震性能系数α 的 RC框架柱破坏规律:当抗震性能系数α<0.16时,RC框架柱发生弯曲破坏,而当α≥0.16时,其发生剪切破坏.因此,在 RC框架柱的抗震设计中应重视抗震性能系数α 的取值,避免柱发生剪切脆性破坏.文章对应变计算剪力的3种方法进行比较,得出线性情况下有效的剪力计算方法,即在试验中通过实测的应变信息反演出 RC框架柱端真实受力状态.

    • 一种基于时间序列与核岭回归的结构损伤定位方法

      2022, 44(5):1082-1089. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210621005

      摘要 (100) PDF 9.62 M (1074) 收藏

      摘要:结构健康监测的一个重要目的是实现结构损伤识别与定位,文章将结构监测数据的时间序列模型与机器学习中的核岭回归相结合,提出了一种新的结构损伤定位方法.先定义结构损伤识别矩阵,推导出结构损伤系数向量与损伤结构和未损伤结构的自回归系数向量差值的关联关系,结构的损伤识别矩阵可以通过机器学习中的核岭回归算法获得.对比其他回归算法,核岭回归的正则化、核函数特性可以大幅提高模型的拟合性能与泛化性能,更好地应用于结构损伤识别.然后通过一混凝土框架数值模型对该方法进行验证.结果表明该方法对结构的单损伤、多损伤均可进行有效识别,准确率较高.

    • 地震作用下黄土边坡动力响应的时频特征分析

      2022, 44(5):1090-1099. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210406001

      摘要 (298) PDF 18.08 M (1705) 收藏

      摘要:地震作用下黄土边坡的动力响应特征与变形失稳机制是具有重要理论与实践意义的课题,但从动力响应频谱特性方面开展的研究还相对较少.以大型振动台模型试验获得的黄土边坡地震动峰值加速度数据为基础,通过分析其变化规律,着重从频谱特性的角度分析,讨论黄土边坡的动力失稳机制.进一步通过对坡面不同高程测点、边坡内部垂直方向以及水平方向上测点的加速度时程进行绝对加速度反应谱分析,从频谱变化角度提出黄土边坡的动力失稳机制.研究表明,黄土边坡在地震动作用下的响应过程可以分为三个阶段:弹性阶段、塑性阶段与破坏阶段;黄土边坡进入破坏阶段时均会伴随反应谱峰值的增幅或者主周期的变化,在弹性阶段反应谱加速度峰值增幅与输入地震动幅值增幅一致,进入塑性阶段后反应谱峰值增幅比输入地震动幅值增幅小;研究提出将反应谱首峰的凸显情况作为坡体破坏程度的判断依据之一.

    • 地裂缝场地建筑结构动力响应特征及抗震设防研究

      2022, 44(5):1100-1109. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211230003

      摘要 (252) PDF 9.84 M (1382) 收藏

      摘要:为研究地震作用下地裂缝场地建筑结构的动力响应特征,以西安地裂缝场地为研究背景,分别考虑独立基础、片筏基础、桩基础和桩筏基础上的框架结构,对结构峰值加速度、层间位移等动力响应特征及其影响因素和影响规律进行系统研究.研究结果表明:(1)地裂缝附近场地上的结构加速度响应和层间位移响应具有明显的放大效应,动力响应峰值随着距地裂缝距离的增大逐渐减小,最终趋于稳定,放大效应的影响范围约为24m,此范围内的结构需提高抗震设防水平;(2)结构的峰值加速度随层高的增大而增大,整体呈现出“S”形,层间位移角随层高的增大先增大后减小,二者均表现出明显的“上盘效应”,即上盘结构响应强于下盘,且随着输入地震动强度的增大,上、下盘结构动力响应差异进一步扩大,上盘效应愈发显著;(3)片筏基础、桩基础和桩筏基础结构的加速度响应接近,而独立基础结构的加速度与前三者差异明显,但随着楼层的增大,基础形式对结构层间位移角的影响逐渐减弱;(4)上、下盘结构的峰值加速度、峰值位移大小及峰值出现的时间等存在一定差异,这是由于地震波经过地裂缝时发生复杂的反射和折射,结构受到非一致性激励造成的.

    • 山脊地形效应的强震动观测研究

      2022, 44(5):1110-1116. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220316002

      摘要 (151) PDF 5.26 M (899) 收藏

      摘要:根据强震动观测、实验研究与数值模拟结果表明,山脊地形对地震动具有显著影响.文章基于汶川地震主震及余震的三个地形效应观测台阵记录的三分量地震动加速度时程,经基线校正后计算得到各观测点的地面峰值加速度、峰值加速度比和反应谱比,分析山脊地形对地震地面运动的影响.结果表明:山脊地形对地震地面运动的影响显著,其地形地震效应随山脊地形的不同而变化,且地形效应具有方向性;水平向地形效应显著于垂直向;谱比是周期相关的,在所分析的周期范围内谱比不总是大于1.0.

    • >地震研究
    • 三种方法分析2017年宁夏固原MS4.6地震的震源机制解

      2022, 44(5):1136-1150. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20200524001

      摘要 (468) PDF 20.71 M (2182) 收藏

      摘要:利用宁夏区域地震台网的波形数据,基于三种不同速度模型分别使用相对稳定的 Hash方法、Snoke方法及gCAP方法计算2017年9月2日宁夏固原 MS4.6地震的震源机制解,并根据这些结果给出了该地震的震源机制中心解.结果表明,该地震的震源机制中心解为节面Ⅰ:走向: 41°,倾角:79°,滑动角:-175°;节面Ⅱ:走向:310°,倾角:85°,滑动角:-11°.基于速度模型3的Hash方法结果和中心解结果之间的最小空间旋转角数值相对最小,震源机制解参数最接近中心解的结果.速度模型分层越精细,结果的精度相对越高,其中 Hash方法及Snoke方法的反演结果受速度模型的影响较为明显,与 Snoke方法相比,Hash方法对台站分布的要求较低,但对波形质量要求较高,要确保整个波形段和剪切波段具有一定范围的高信噪比.在实际应用中,对于台站方位角覆盖不是很好的区域地震台网来说,或者地震震中位于台站分布相对稀少的地区且可利用台站数目不是很多的情况下,在精细速度模型和波形信噪比的阈值等参数设置较为准确的情况下,可以考虑使用 Hash方法来丰富计算结果.

    • 基于MFCC样本熵和灰狼算法优化支持向量机的天然地震与人工爆破自动识别

      2022, 44(5):1169-1175. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210719002

      摘要 (184) PDF 1.93 M (706) 收藏

      摘要:针对天然地震与人工爆破波形特征相似、难以区分的情况,结合灰狼优化算法和支持向量机,提出一种地震事件性质辨识新方法.通过梅尔频率倒谱系数法对2013年四川芦山地震地震事件信号和人工爆破信号进行分析,进过预加重、FFT、梅尔滤波及离散余弦变换等步骤,提取静态系数样本熵、一阶差分系数样本熵和二阶差分系数样本熵等作为样本特征集.使用灰狼算法优化支持向量机径向基核函数 RBF中的惩罚系数和核函数半径形成新的 GWO-SVM 分类器,然后对事件进行辨识.结果表明:GWO-SVM 分类器辨识效果明显优于 SVM、RobustBoost集成学习、LDA、PLDA 等分类器,其在1000次循环识别实验下的准确率均值相对 SVM 提高了9.2个百分点,标准差降低了3.2以上;t检验证明 MFCC样本熵各特征具有可靠的地震事件分类效果;GWO-SVM与 MFCC样本熵可作为天然地震事件与人工爆破事件的辨识方法与分类判据.

    • 通州台井下地电阻率测深初步分析

      2022, 44(5):1176-1184. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211102001

      摘要 (122) PDF 4.83 M (1552) 收藏

      摘要:2020年7月12日唐山古冶 MS5.1地震发生前,井下小极距地电阻率出现快速下降-折返的变化,变化形态、异常时长符合地电阻率孕震机理变化,但下降幅度远远小于地表大极距地电阻率孕震过程的变化幅度.因此,文章基于通州台地下电性结构和装置系统,采用数值分析方法,分析地表和井下小极距地电阻率的探测深度.结果表明,当底层电性变化区域介质电阻率发生某种减小时,通州台地表和井下小极距地电阻率装置系统地电阻率观测值会下降,下降的幅度随着深部介质电阻率变化区域上界面向上的扩展而增大.相比地表观测,井下小极距电阻率观测能更显著地接收到深部电阻率变化信号,对孕震有更强的反映能力.

    • 2011年3月10日云南盈江MS5.8地震的微震匹配定位与发震机理研究

      2022, 44(5):1185-1191. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210928003

      摘要 (89) PDF 8.23 M (1937) 收藏

      摘要:前震序列分析在主震成核过程研究中具有重要意义.为探讨2011年3月10日盈江 MS5.8地震孕震发震机理,利用微震匹配定位技术(MatchandLocate),以92个 MS≥2.0的地震事件作为模板事件,对主震区周围5个台站连续地震记录进行前震检测,并结合前震、余震分布特点和主震前、后b 值变化趋势等开展综合分析.结果显示,盈江 MS5.8地震前震主要集中于大盈江断裂第一分支西侧,余震沿ENE、SSE两个优势方向展布,推测此次盈江 MS5.8地震的主要动力学成因系印度板块的持续向东挤压致使 ENE向的大盈江断裂和SSE向的隐伏断层构成的共轭断层系统发生破裂导致;主震前、后b 值变化暗示腾冲火山区下方广泛存在的流体在此次地震孕育发生过程中起到重要的诱发和促进作用.

    • 基于小波分解与同步挤压变换的西昌小庙台形变典型干扰的时频响应特征研究

      2022, 44(5):1192-1206. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210517002

      摘要 (107) PDF 36.65 M (2642) 收藏

      摘要:为高精度识别定点潮汐形变观测中干扰信号的时频响应特征,提出一种基于小波分解和同步挤压变换的形变干扰数据分频时频分析方法.首先,选用合适的小波基和分解层数对原始数据做多尺度分解和重构,提取出目标异常干扰分量信号;其次,基于分频策略采用高频分辨率较好的同步挤压广义S变换处理高频干扰分量,采用低频分辨率较好的同步挤压小波变换处理中低频干扰分量,同步挤压变换可以在传统方法结果基础上进一步“挤压”瞬时频带,获得更高精度的时频谱结果.利用该方法处理分析2016—2020年西昌小庙台形变观测中受调零标定、人为进洞、道路施工交通、抽水、降雨、地震波等因素影响的典型干扰数据,得到各类形变观测手段在不同干扰因素下的时频响应特征,为准确识别干扰及异常特征提供时频谱特征方面的参考.

    • 河南省汤阴地堑南部土壤H2浓度及其与构造关系

      2022, 44(5):1207-1215. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210512001

      摘要 (91) PDF 15.19 M (2328) 收藏

      摘要:采用网格化布点野外流动观测的方法测量了汤阴地堑南部380个点的土壤 H2 浓度,分析其空间分布特征及其与构造的关系,并进一步揭示出气体地球化学特征与区域地质构造背景间的联系. 研究结果表明,汤阴地堑南部土壤 H2 浓度介于(0.26~175.50)×10-6,背景均值为(17.25±11.19)×10-6,异常阈值下限为57.30×10-6.在空间上,土壤 H2 呈现出西低东高的分布特征,受覆盖层厚度和地表沉积特征的影响,低于背景值的测点主要分布于研究区西部.高值异常测点主要集中在研究区东部并沿汤中、汤东断裂带分布,H2 浓度等值线高值中心点连线与断裂带走向基本一致,汤西断裂带虽没出现高值异常,但 H2 浓度相对高值仍然在断裂带及邻近区域,反映出构造对 H2 释放的控制作用.同时,土壤 H2 等值线空间分布也显示,在研究区存在一条北东-南西向的 H2 浓度高值异常条带,推测存在一条规模较大的隐伏断裂.研究区主要断裂带 H2 浓度表现为汤西断裂带显著低于汤中、汤东断裂带,而异常衬度表现为汤西断裂带、汤中断裂带小于汤东断裂带.结合研究区地球物理探测资料分析认为 H2 浓度及异常衬度是构造活动背景的反映,部分深部来源的 H2 通过深大断裂及有利的深浅构造组合向地表扩散迁移,在地壳浅部与浅源 H2 混合,并在断裂带上覆土壤层形成浓度高值异常条带.需进一步开展 H2 在汤阴地堑南部构造活动监测中的应用探索.同时也需要对研究区由北东-南西向 H2 浓度异常条带而推测出的隐伏断裂开展进一步深入研究.

    • 白龙江流域隐伏活断层的综合地球物理勘探

      2022, 44(5):1216-1224. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20190328001

      摘要 (108) PDF 25.16 M (2572) 收藏

      摘要:白龙江流域构造活动频繁,是本区自然灾害频发的重要控制因素之一.众多学者对该区域的构造运动及影响进行了大量研究,但针对本区隐伏活断层勘查的例子较少.针对白龙江流域隐伏活断层,笔者通过高密度电法、地震反射法、地震折射层析法三种手段进行有效组合勘查,形成了一套行之有效的、适用于白龙江流域隐伏活断层勘查的综合物探方法,该方法不仅查明了断层的性质,还证实了断层的活动性.分别以含水断层与非含水断层两种类型进行举例说明,两者的地球物理特征既有相似点也有区别,所提出的综合物探技术对这两类断层均有较好的勘查效果,可以广泛应用于白龙江流域隐伏活断层的勘查工作,对其他地区的勘查也有一定的借鉴意义.

    • 1890—2020年伊朗MS≥6.8地震时空对称性及趋势分析

      2022, 44(5):1225-1232. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210420001

      摘要 (95) PDF 1.98 M (476) 收藏

      摘要:探寻区域地震的时空规律并进行趋势判断对防震减灾有重大的现实意义.选取1890—2020年伊朗 MS≥6.8地震数据,采用可公度方法、三性法和蝴蝶结构图等方法研究区域地震的时空对称性,并结合太阳黑子数、地球自转速度变化对发震的物理机理进行探讨.研究结果表明(1)伊朗的强震具有良好的可公度性,从时间趋势判断上看,2022年伊朗发生 MS≥6.8地震的信号最强, 2024年次之,并且通过三性法得知发生在2022年底的可能性更大.(2)从空间对称性上看,根据历史地震的经纬度迁移和震中三角迁移规律,下一次地震发生在32°N,54°E东南方区域内的可能性较大.(3)伊朗 MS≥6.8地震多发生在太阳黑子的极值年和下降段;同时,强震多发生在地球自转减速期和日长极值年及其附近,这在一定程度上佐证了灾害时空对称方法的可靠性.本研究进一步深化了对地震的规律认识,同时对三性法在区域上的应用有一定探索意义.

    • 基于改进EWT和LogitBoost集成分类器的地震事件分类识别算法

      2022, 44(5):1233-1242. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211229001

      摘要 (132) PDF 8.18 M (1652) 收藏

      摘要:快速、准确地识别天然地震和人工爆破事件是地震台网监测的重要工作之一,也是提高地震观测记录质量、开展地震研究工作的重要基础.针对反向传播神经网络、支持向量机等主流分类识别方法在地震事件分类识别应用上的不足,提出一种基于改进 EWT 和 LogitBoost集成分类器的地震事件分类识别算法.首先,基于S谱能量曲线对传统经验小波变换进行改进,将信号自适应分解为按频率和能量分布的本征模函数;其次,提取 P波与S波最大振幅比,前4个本征模函数的香农熵、对数能量熵,以及去噪后重构信号主频等特征;最后,采用基于集成学习 LogitBoost的决策树集成分类器进行分类.实验结果表明,所提算法具有较高的鲁棒性,能有效解决样本不足的问题,识别准确率达93.1%以上,比集成学习 AdaBoost、反向传播神经网络和支持向量机等方法提高了1%以上,且分类识别效果好.

    • 伊朗高原及周边地区MS≥7.1地震的时空对称性研究及趋势预判

      2022, 44(5):1243-1250. DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211014003

      摘要 (91) PDF 7.27 M (2189) 收藏

      摘要:地震的时空对称性研究对防灾减灾有重要意义.结合可公度理论,利用蝴蝶结构图、可公度结构系,对伊朗高原及周边地区 MS≥7.1地震的时空对称性进行研究,同时进行二次预测对一次预测结果进行检验.结果显示:研究区时空对称性显著,2023年发生 MS≥7.1强震的信号最强,且通过二次预测检验;研究区震中在1960年前呈大幅度东西迁移,在1960年后呈大幅度南北迁移, 震中向东南方向迁移,3或4个强震可构成一次回旋,且多为闭合环状;经向震中迁移呈双对称轴形式,在1960年前后对称轴由43°E转为53°E,纬向震中迁移在1960年后沿35.5°N 对称,未来地震可能发生在44°E,37°N 附近.

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