主管：中国地震局
主办：中国地震局兰州地震研究所
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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8.5度设防区剪力墙结构层间位移角限值探讨
2023(2):251-259, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211012001
摘要：
为满足小震作用下结构层间位移角限值的要求,抗震设防高烈度区设计的结构竖向构件多,截面尺寸大,影响建筑使用空间。控制小震作用下的层间位移角除满足舒适度、装饰结构和机械设备正常使用的需求外,主要目的是确保结构大震不倒。根据新疆喀什地区(8.5度设防)128条强震地震动和当地实际工程,参照现行不同规范对层间位移角限值的规定,以层间位移角和高度为控制参数,设计6个剪力墙结构模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法研究大震作用下结构的安全性。结果表明:6个剪力墙结构在8.5度大震作用下均满足“大震不倒”的要求,且在两倍大震作用下具有合理的屈服耗能机制。建议小震作用下新疆喀什地区剪力墙结构的弹性层间位移角限值放松至1/500。
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不同加载频率及循环应力比条件下舟山海相软黏土动力特性试验研究
2023(2):260-269, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210830003
摘要：
不同地域的软黏土表现出不同的动力学特性,针对舟山地区海相软黏土,采用Wille动三轴仪开展了一系列不排水三轴试验,研究了不同加载频率及循环应力比对软黏土的动应力- 应变- 孔压及软化指数等的影响规律。结果表明:低频荷载的应力- 应变滞回曲线对应的面积较大且曲线趋势更倾向于应变轴,随着循环次数的增加土体的软化程度明显增加(软化指数减少),且在高循环应力比下产生较大的累积塑性应变和残余动孔压;在低频较大循环振次和高频荷载作用下,不仅需要关注循环应力比 CSR的影响,也需要进一步分别关注围压和轴向偏应力各自数值不同所导致的土体累积塑性应变、残余动孔压的变化;降低循环应力比可以显著减少不同频率荷载对软黏土地基动力特性的影响。此外,实验所测的累积塑性应变和残余动孔压分别采用相关修正模型拟合,取得了一致的拟合结果。该研究将为舟山海相软黏土的工程应用提供参考依据。
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不同场地条件下地连墙对地铁车站结构地震动力响应的影响
2023(2):270-278,295, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210812003
摘要：
地铁车站多采用基于地下连续墙(简称:地连墙)的明挖施工方法,施工后地连墙作为永久结构与车站共同受力。在车站结构抗震分析中,考虑到地连墙可能对结构抗震的有利作用,出于安全储备考虑通常忽略地连墙的存在,但地连墙对车站结构地震响应的影响规律和机理仍有待深入研究。以某典型两层三跨地铁车站结构为对象,基于近场波动有限元方法并结合黏弹性人工边界条件,开展有无地连墙情况车站结构地震响应特性对比研究,揭示不同场地条件下地连墙对车站结构地震响应的影响规律,阐明地连墙的影响机理。研究结果表明:地连墙具有减小车站结构总体层间位移效应,有利于侧墙和底层中柱抗震,但同时放大了顶底板与侧墙连接处的弯矩和正应力;地连墙对结构顶层中柱端部及中跨中板板端的内力和正应力的影响与场地条件相关,坚硬和中硬场地条件下具有减小效应,软弱场地下略有增大作用。上述结构响应规律的原因可归结为地连墙增加了结构侧墙刚度,降低了结构整体侧向变形,但限制了侧墙的弯曲变形,导致结构顶底板与侧墙交接处的弯曲变形和内力增大。
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基于序列最优控制算法的隔震曲线梁桥非线性振动控制研究
2023(2):279-286, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20200924002
摘要：
强震作用下隔震曲线梁桥会产生较大的弹塑性变形,需要采取一定的控制措施以保证其安全性。采用经典的Bouc- Wen模型,建立考虑上部结构偏心的隔震曲线梁桥的非线性动力方程,求解罕遇地震作用下结构的动力响应。针对隔震曲线梁桥罕遇地震作用下产生的较大弹塑性变形,建立隔震曲线梁桥的非线性振动控制方程,将该方程等效线性化后采用序列最优控制算法(SOC)和经典线性最优控制(COC)对桥梁进行振动控制研究。结果表明:在罕遇地震下,隔震曲线梁桥的下部结构与隔震层都已屈服进入塑性阶段,且有少量的残余位移产生;序列最优控制算法和经典线性最优控制都能有效地减小隔震曲线梁桥弹塑性状态下的平动位移与残余位移,并有效抑制曲线桥的扭转效应,其中序列最优控制算法较经典最优控制更能显著削减隔震曲线梁桥的峰值响应。
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考虑自复位影响的预应力节段拼装桥墩地震损伤模型
2023(2):287-295, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210914002
摘要：
预应力节段拼装桥墩在地震作用下具有良好的自复位能力,而既有的损伤模型无法准确评估预应力节段桥墩的地震损伤。鉴于此,有必要研究预应力节段拼装桥墩的地震损伤模型。从预应力节段桥墩的自复位特点和损伤机理出发,对自复位性能表征方法进行简化,提出采用自复位修正因子来对桥墩在地震作用下的累积耗能进行修正,从而获得考虑桥墩自复位性能的地震损伤评估模型。在此基础上,划分预应力节段拼装桥墩的损伤状态,最后验证该地震损伤模型及损伤分级方法的适用性。结果表明:预应力节段桥墩的自复位性能与耗能损伤之间呈现明显的相关性,考虑桥墩自复位的地震损伤模型和分级方法适用于不同的预应力节段拼装桥墩,为定量评估预应力节段拼装桥墩在地震作用下的损伤程度打下基础。
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地震作用下分层土边坡多滑面变形破坏的数值模拟研究
2023(2):296-305, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210812002
摘要：
地震引起的滑坡对生命、环境和经济造成了巨大的威胁。目前,对于地震作用下边坡稳定性的研究主要集中在单一滑动面破坏模式,对于具有多个潜在滑动面边坡的地震稳定性研究比较欠缺。基于此,利用有限差分软件FLAC对不同边坡进行地震稳定性数值模拟,对比分析不同强度地震动作用下均质土体、分层土体和含软弱夹层土体边坡的滑动面演化过程和永久变形分布特征。结果表明:对于均质边坡,地震引起的滑动面为单一的整体滑动面,地震动强度的增加仅导致沿滑动面的永久变形量增大;对于非均质边坡,在地震作用下还可能形成通过土层交界面的局部滑动变形,且地震作用下最先形成和发生变形的滑动面与静力条件下得到的最小安全系数对应的最危险滑动面一致;同时,地震引起的边坡浅层和深层变形破坏存在复杂的相互影响,当局部浅层滑动先发生时,地震动的进一步增大很容易诱发更深层的坡体滑动,而当深层滑动先发生时,由于塑性变形影响地震惯性力向上部坡体的传播,浅层坡体的进一步滑动变形相对较难被触发。
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咸阳市区饱和软黄土特性及成因分析
2023(2):306-310, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20201105007
摘要：
饱和软黄土是一种具有特殊性质的饱和黄土,对工程建设极为不利。基于大量的勘察资料和试验数据,文章总结了咸阳市区饱和软黄土的空间分布规律及物理力学性质,并从黄土的湿陷性和地下水位的历史动态分析了饱和软黄土的成因。结果表明咸阳城区的饱和软黄土主要分布在二级阶地的中东部,其平均孔隙比为0.85、压缩模量为5.07 MPa,具有较大的孔隙比和压缩性,强度也较低;咸阳饱和软黄土形成的内部因素主要为黄土的特殊结构,外部环境因素主要是20世纪70年代开始的大规模灌溉工程引起的水位上升。
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黄土湿陷系数与其物性指标的定量关系分析
2023(2):311-318, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20201102006
摘要：
湿陷性是黄土特殊且重要的工程性质。以黄土微观角度探讨湿陷性与物性指标之间的关系,再依据《中原城市群环境地质调查》统计得到的洛阳地区湿陷性黄土土性参数,运用MATLAB定量分析黄土湿陷性与其物性指标的相关性,得到如下结果:(1)在众多与湿陷性相关的物性参数中,洛阳地区黄土湿陷系数与孔隙比、干密度、塑性指数等物性指标关系密切,且相关性程度依次为孔隙比、干密度和塑性指数;(2)运用MATLAB分析湿陷系数与物性指标的定量关系,得到了该地区湿陷系数与物性指标之间函数关系的拟合公式;(3)通过实测值与预测值的比较,结合黄土的湿陷机理,论证拟合公式的合理性。研究方法对其他地区黄土湿陷系数的预测也具有启发意义。
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压实黄土地基载荷浸水模型试验及湿陷变形计算方法研究
2023(2):319-328, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20200518003
摘要：
为研究压实黄土地基湿陷变形规律和已有湿陷变形计算方法的可靠性,开展室内杨凌压实黄土地基载荷浸水模型试验,应用一维湿陷系数法、弦线模量法和切线模量法三种方法计算其湿陷变形量,并与实测结果进行对比。实验结果表明压实黄土地基浸水后,湿陷变形很快发生,随后湿陷变形量随时间几乎不再增加,湿陷变形集中在附加应力作用的地基上部土层。三种方法计算的湿陷变形结果表明:荷载板受荷较小时,不考虑侧向挤出和考虑侧向挤出修正系数的一维湿陷系数法所得湿陷变形量分别接近和大于实际变形量;受荷较大时,不考虑侧向挤出和考虑侧向挤出修正系数的一维湿陷系数法所得湿陷变形量均远小于实际变形量。基于原位载荷试验获得的弦线模量不适用于重塑压实黄土地基湿陷变形量计算。切线模量法由于未能较好考虑初始屈服面的弹性变形,计算所得湿陷变形量大于实际变形量。
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黄土地震古/老滑坡原始地形恢复方法研究
2023(2):329-337, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211006002
摘要：
黄土地震古/老滑坡原始地形恢复是开展黄土地震古/老滑坡研究的基础。以宁夏回族自治区固原市西吉县平峰乡三合村潘沟组1号滑坡为例,利用卫星遥感解译和野外调查等技术和方法采集滑坡现今地形资料数据;并基于滑坡滑动前后滑坡体体积相等的原则,以MATLAB软件为平台,利用三维曲面插值技术恢复滑坡的原始地形,恢复后的滑坡原始地形斜坡坡面形态整体呈外凸型,坡度分布范围在12°~15°间;最后,利用黄土地貌单元的坡度分布范围和滑坡稳定性计算论证恢复结果的合理性和可行性。文章研究成果可为缺乏滑动前地形资料的黄土地震古/老滑坡原始地形的恢复提供新方法,对黄土地震古/老滑坡的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。
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马兰黄土液化特性及孔压模型参数研究
2023(2):338-345,361, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211020001
摘要：
地震荷载作用下黄土的孔压增长特性、模型及参数是黄土场地液化评价的关键。文章以甘肃庆阳董志塬地区黄土为研究对象,通过不同土性和荷载条件下饱和重塑黄土的液化试验,对黄土的液化特征、典型孔压模型的适用性及参数的取值范围进行研究。研究表明动荷载作用下饱和重塑黄土孔压增长曲线主要分为三类,通过对比验证不同孔压模型对饱和重塑黄土孔压增长曲线的适用性,给出了适用性较好的孔压模型的参数取值范围,其中,Seed模型的参数α取值范围为1.09~1.84,A型曲线模型参数β取值范围为1.70~2.52,幂函数模型参数θ取值范围为1.13~1.75。根据陇西黄土孔压曲线对模型进行验证,结果表明模型的参数取值范围具有区域性,对于陇西黄土,Seed模型、A型曲线模型和幂函数模型的拟合参数取值分别为0.91、8.32和3.51。
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基于动态时间规整的一维土层地震反应分析方法的定量评价
2023(2):346-354, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220729002
摘要：
为定量评价一维土层地震反应分析方法的计算加速度反应谱和实测记录之间的差距,收集整理2 418组DEEPSOIL、SHAKE2000、SOILQUAKE和SOILRESPONSE四种一维数值模拟方法的计算加速度反应谱,并以日本KiK- net强震台网的实测记录为基准,验证动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)算法用于定量评价反应谱差距大小的适用性,对比分析不同场地类别和不同地表峰值加速度(Peak Ground Acceleration,PGA)区间的实测和计算加速度反应谱之间的DTW距离。结果表明:Ⅱ类场地下,PGA小于0.2g时,四种方法的平均DTW距离相差不大,PGA大于0.2g时SOILQUAKE方法的平均DTW距离较小;Ⅲ类场地下,PGA小于0.2g时DEEPSOIL方法的平均DTW距离较小,PGA大于0.2g时SOILRESPONSE方法的平均DTW距离较小;Ⅳ类场地下,PGA小于0.1g时DEEPSOIL方法的平均DTW距离较小,PGA大于0.1g时SOILRESPONSE方法的平均DTW距离较小;不同场地类别下,四种方法的DTW距离均随PGA的增大而增大,其中SOILRESPONSE在Ⅲ、Ⅳ类场地的DTW距离增速明显小于其他三种方法。DTW距离能准确有效地反映反应谱之间的差距,为一维土层地震反应分析方法的定量评价提供了新方法。
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金属橡胶桥梁支座剪切屈服后刚度研究
2023(2):355-361, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220511001
摘要：
基于重叠面积法与Haringx理论,得到圆形截面金属橡胶桥梁支座剪切屈服后刚度的计算公式,公式中剪切屈服后刚度与压应力及支座直径成正比,与支座高度成反比,并且存在待求系数α与β。通过大尺寸金属橡胶桥梁支座试件的压缩及压剪试验,获得剪切模量与压缩模量之间的关系,求得系数α约为1.3。参考剪切试验中压应力、支座直径、相对密度和形状系数对支座剪切屈服后刚度的影响规律,给出无量纲系数β的计算公式。根据待求系数α与β,对理论计算公式进行实用性简化,并比较屈服后刚度的理论计算结果与试验结果。结果表明:实用计算公式与试验结果吻合较好,且具有较好的精度,可用于金属橡胶支座压剪状态下屈服后刚度的计算。
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三维远场长周期地震下考虑SSI层间隔震结构地震响应分析
2023(2):362-371, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210802001
摘要：
实际地震具有多维特性,只考虑水平向作用往往不够真实全面,而且远场长周期地震动不同于普通地震动,具有周期长、持时长、低频成份丰富等特征,对周期较大的隔震类结构会产生不利影响,在考虑SSI效应(soil- structure interaction,SSI)中尤为复杂,需深入探讨。基于此,建立大底盘层间隔震结构,在三维地震动激励下,探讨普通地震与远场长周期地震对层间隔震结构的不同影响,并分析考虑SSI效应对结构的不同程度影响。结果表明:三维地震下,远场长周期对层间隔震结构产生的地震响应远大于普通地震;考虑SSI效应时,随着土体变软,结构响应增大;针对传统水平隔震支座,在三维远场长周期地震下出现层间位移角和支座位移超限问题,设置三维隔震支座,解决了超限问题,分析结果表明其隔减震效果明显优于传统水平隔震支座。
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三种非线性时变识别方法的对比研究——以2021年日本福岛地震为例
2023(2):372-381, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211110002
摘要：
利用2021年日本福岛地震(MJMA 7.3)中6个KiK- net台站的观测记录,分别基于移动窗解卷积法、移动窗谱比法和移动窗自相关函数法对场地非线性时变过程进行研究,分析非线性发生的阈值和程度。研究表明:三种方法识别场地非线性时变特征的稳定性不同。移动窗解卷积法更容易获得较为稳定的土体非线性时变过程,但其反映的是地表至井下平均波速的变化,识别的非线性程度偏低。对于存在强波阻抗比的浅表层土体,移动窗谱比法和移动窗自相关函数法识别的非线性程度更强;对于较低波阻抗比的浅表层土体,则不容易识别出稳定的非线性时变结果。三种方法识别的非线性最强时刻基本一致,皆位于整条记录加速度峰值附近。基于三种方法识别的6个台站的非线性阈值约在40~140 gal,剪切波速下降比在16%~53%之间,场地非线性程度较明显。
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基于甘肃气枪主动源的“地下云图”构建
张元生，秦满忠，钟美娇，邹锐，张卫东，周涛，郭晓，刘旭宙，李少华
2023(2):382-386, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230202004
摘要：
在陆地气枪主动源技术系统不断发展的基础上,使用地震层析成像和计算机图像处理技术,把地震波物理参数(地震波速度和vP/vS)演化过程以气象云图的形式表现出来,达到“看图识天气”的目的。利用地震波速“地下云图”的结果开展地震孕育过程和机理研究,深入了解强震发生前后震源区地震波速度和波速比的时空演化表征,总结提取具有普适性的地震学前兆参数及其指标,对进一步提高地震预测预报效能有着重要科学意义。
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注水诱发地震的研究进展
2023(2):387-400, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220708006
摘要：
研究注水诱发地震的特征、发生机理和最大可能震级等对开展诱发地震的预防、危险性评价、减灾策略制定等方面的工作具有重要意义。文章系统地梳理了国内外关于注水诱发地震研究的主要认识和分歧。结果表明:(1)诱发地震的最大可能震级由断层大小和应力状态等地质条件决定,受注水压力和累积注水量等参数的影响;(2)识别诱发地震的可靠方法取决于地震和注水之间的时空相关性,统计模型的参数以及断层活化分析等一系列证据链条;(3)当断层与流体储层之间存在水力连接时,孔隙压力扰动是诱发地震的主要发生机制,反之岩石基质体积变形引起的孔隙弹性应力变化主导了诱发地震的过程。此外,注水诱发的稳定滑动传播到断层的孕震部分、流体的化学作用和小地震级联触发效应也可能在注水诱发地震中发挥重要的作用。研究结果将为注水诱发地震机理研究和减轻破坏性诱发地震灾害提供一定的科学参考。
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2022年1月8日青海门源MS6.9地震GNSS同震形变场及其断层滑动分布
2023(2):401-409, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220824002
摘要：
2022年1月8日在青海省海北州门源县发生MS6.9地震,本次地震是继2016年门源MS6.4地震后冷龙岭断裂周边发生的又一次强震。确定本次地震的破裂分布对分析该地区震害风险具有重要意义。通过收集震中及周边12个GNSS连续站点和震后加密观测的17个流动站点观测资料,获取了震中100 km范围内29个测站的GNSS静态同震形变场,并以此为约束反演了本次地震同震滑动分布。结果显示,近场GNSS观测到的最大形变量可达1.3 m。反演的最优破裂模型显示该地震主破裂区深度位于0~10 km,滑动破裂出露地表,最大滑动量为4.07 m,地震矩释放能量约1.1×1019 N·m,对应矩震级MW6.7。门源地震破裂至地表是造成该地区基础设施破坏的直接原因。
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张家口—渤海地震带天津—塘沽段的电性结构及其意义
2023(2):410-420, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211130003
摘要：
华北北部的张家口—渤海地震带是一条新生地震断裂带。位于其中段的蓟运河断裂构成了唐山菱形块体的西边界,一直被认为与1979年宁河M6.9地震密切相关。然而,该区域的深部结构与孕震动力学环境尚未得到有效揭示。大港—玉田大地电磁测深剖面直接穿越宁河M6.9地震的震中区,大致与张家口—渤海断裂带相垂直。探测结果显示,区域电性结构具有显著的“横向分块、纵向分层”特征。大地电磁测深剖面还揭示了张家口—渤海断裂带中段的海河断裂、汉沽断裂、蓟运河断裂等区域性断裂的深部构造特征,且汉沽断裂可能为切穿地壳的深断裂。深部低阻体边缘的高低阻梯度带与宁河M6.9地震和汉沽两次M6.2地震的震中具有良好的对应关系,揭示了研究区中强地震的发生与深部显著高低阻梯度带的发育密切相关。
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地脉动在系舟山北麓断裂次级断裂探测中的应用
2023(2):421-430, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210818001
摘要：
系舟山北麓断裂为1038年定襄7
级地震的发震构造,在盆地内部可能存在一条或多条次级断裂,并有可能非常邻近忻州城区,使用地脉动方法对系舟山北麓断裂是否存在次级隐伏断裂进行探测。通过共振频率的横向变化以及基岩深度和频率的关系获得了约17个比较显著的断点位置,指示出系舟山山前存在三条比较显著的次级断裂,以及它们的断点位置、相对错距和相应的走向分布,为忻州市区防震减灾提供基础资料。 -
基于ANP-SWOT模型的城市应急避难场所发展规划——以兰州市为例
2023(2):431-440, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211026002
摘要：
合理的规划和建设城市应急避难场所可以增强城市抗灾能力,提高城市灾害韧性,降低灾害带来的人员伤亡和财产损失。在对兰州市应急避难场所的建设现状进行详细调研的基础上,利用ANP- SWOT模型对其发展规划进行分析。首先运用SWOT分析方法确定兰州市应急避难场所未来发展的内部优势和劣势、外部机会和威胁;其次运用ANP分析法构建兰州市应急避难场所发展规划的网络层次结构,结合专家咨询,通过赋值和对比分析确定最佳发展策略。结果显示,分布不均、数量不足、尚未形成专门的应急预案是制约兰州市应急避难场所发展的关键问题;最佳发展策略是加快推进兰州市应急避难场所的标准化规范化。
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石泉井水位异常与九寨沟7.0级地震关联性探讨
2023(2):441-446, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210809002
摘要：
选取2014—2020年共计7年的石泉流体井水位整点值数据,结合小波分析方法及区域构造分析,研究石泉井水位长期异常变化的可能原因。结果表明,石泉水位异常活跃主要发生在2017年8月8日九寨沟地震之后,利用小波分析提取高频异常信息效果较好,九寨沟7.0级地震后的区域断裂活动加强或九寨沟地震造成的断裂周边含水层渗透性发生变化可能为导致石泉井水位长期异常的直接原因,未来月河断裂石泉段附近断层活动性值得进一步关注。
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西秦岭北缘断裂带土壤气定点观测台站建设分析
2023(2):447-456, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220408001
摘要：
介绍西秦岭北缘断裂带土壤气观测台站的设计思路、建设内容以及运行情况,并通过一年来观测数据的分析认为,各观测台站断层土壤气体背景值稳定,观测数据合理可靠,且3个观测站同一测项的变化形态具有相似性、同步性,并在榆中MS3.6、玛多MS7.4和门源MS6.9地震前出现同步异常响应,表明西秦岭北缘断裂带土壤气具有反映区域构造应力变化的潜力。同时断层土壤气定点观测台站的建设方案与技术指标为后期组建断层土壤气观测台网提供借鉴和参考,为进一步推广应用奠定良好基础。
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全国地震形变数据空间应用管理平台的设计与实现
2023(2):457-464,437, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220119001
摘要：
通过分析传统纸质线划点之记、场地图、地质断裂活动构造图及台站观测环境等地震资料存在查阅繁琐、表达形式单一和信息量匮乏的诸多弊端,给出了“全国地震数据空间应用管理平台”的整体设计思路与功能模块实现过程,同时基于倾斜摄影测量与结构运动恢复技术(SfM),以典型跨断层场地为例,对现有二维平面地震数据构建了厘米级高分辨率三维实景模型,并将其植入该管理平台。使用效果表明:地震资料实景三维表达不但还原了外业实地监测场景和断裂产状等信息,还可提取观测曲线、活动构造定量参数,给相关科研工作者带来了全新的使用体验,更为我们传统会商提供了一种新型的会商模式。
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大柴旦断裂中段晚第四纪活动特征
2023(2):465-473, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210720001
摘要：
通过航卫片遥感数据解译、野外地质地貌调查,并结合差分GPS等测量手段,获取大柴旦断裂晚第四纪以来的地质地貌特征。结果显示:大柴旦断裂总长约135 km,整体上显示为一反“S”形,根据断裂走向的变化、地貌特征、活动强弱等,大致以温泉沟、塔塔棱河为分界点,可将大柴旦断裂分为三段。晚第四纪以来,该断裂北段和南段逆冲性质较为明显。本次工作集中在断裂中段,该段以右旋逆冲活动为主,逆冲量和右旋量在不同地貌面上是不同的,显示出明显的多期次活动特征。野外天然古地震剖面揭示出1次古地震事件,发生在(2 402.5±57.5) a.B.P之后,表明该断裂在全新世活动强烈,与该区域近年来频繁的强震活动相吻合。
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深度学习方法在地震事件分类中的应用及可解释性研究
2023(2):474-482, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220926001
摘要：
采用2016—2020年福建台网所记录的爆破和天然地震事件以及背景噪声数据集,使用CNN模型、Inception10模型、ResNet18模型和Vgg16模型4种深度学习网络模型进行分类研究。针对深度学习网络模型的“黑盒”问题,将梯度类激活映射(Gradient- weighted Class Activation Mapping,Grad- CAM)算法引入这4种分类模型中,得到每个模型的可视化图。通过可视化图可以直观地看出模型在做出分类决策时对于不同波形特征的依赖权重,为模型的可解释性提供依据,进而提高模型的可信度。通过对模型的可视化图分析得出,分类效果更好的CNN模型和Vgg16模型在做出决策时更依赖于地震波形的震相特征,对于震前和震后的波段关注较小;而ResNet18模型和Inception10模型对于震相特征的关注不够敏锐。通过Grad- CAM算法对模型进行可视化分析得到的结果能够很好地反映模型的分类效果,对于改进和选择合适的分类模型具有重要意义。
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测线方位对微动线形台阵探测效果影响研究
2023(2):483-490, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210922001
摘要：
微动探测技术是一种经济环保、可靠实用并广泛应用于资源勘探及工程地质领域的新型物探技术。为了探讨测线方位对线形台阵探测结果的影响,研究利用武汉中心地震台实测的小尺度密集台阵数据,对比分析了多时段双重圆形、T形和不同方向线形台阵微动探测结果。研究发现不同方向的线形台阵探测结果具有明显差异,测线方位从北向东变化时实测相速度逐渐增加,且在NE45°角左右时与双重圆形结果最接近。数值模拟结果也显示当测线与主噪声源中心线夹角在30°~55°范围内时,线形台阵探测效果较好,且随着夹角增加实测相速度逐渐增加。在测区周边存在主噪声源时,实测和模拟结果均表明有限地增长观测时间难以弥补线形台阵方位分布的不足。因此,在微动探测实践前应考虑测区周边可能存在的噪声源分布,选择合适的台阵形式进行探测。
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祁连山断裂带中东段断层土壤气氡浓度强度时空分布特征及其地震危险性分析
2023(2):491-500, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221221003
摘要：
基于祁连山断裂带中东段9个观测点2016—2021年的土壤气体氡浓度观测数据,深入分析其浓度强度时空分布特征。同时结合历史大震背景、现今地震活动与断裂带滑动速率的对比分析,从地球化学的角度对祁连山断裂带中东段进行地震危险区段判定。研究表明:祁连山断裂中东段土壤气体氡浓度强度的空间分布特征为东强西弱,其时间序列变化特征总体呈下降趋势;断层土壤气氡浓度强度的空间分布特征、历史及现今地震活动和断裂滑动速率具有较好的耦合性。研究结论可以提供研究区深部地下流体活动的证据,对进一步研究追踪未来可能发生地震的断层和活动段具有重要意义。
地震工程
地震研究
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西巩驿—李店断裂晚第四纪活动特征 —兼论1352年会宁7级地震的发震构造
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230102002
摘要：
西巩驿—李店断裂为陇中盆地中部发育的一条北西西向断层，本文基于高分辨率卫星遥感影像解译、地质地貌调查、无人机摄影测量与放射性14C测年技术等，对该断裂晚第四纪活动特征进行了系统研究，确定了断层活动性质、最新活动年代及运动学参数。研究结果表明：（1）西巩驿—李店断裂长约120km、主体上呈北西西走向、倾向南西、倾角约75-80°；（2）断层西段全新世晚期有活动，活动性质为逆冲兼左旋走滑；东段晚更新世有活动，性质为逆冲兼左旋，浅地表局部表现为正断；（3）断层西段晚更新世晚期以来，至少发生过两次地震事件，一次发生在10070±30a B.P.之前；一次事件发生在5410±30a B.P.至4520±30a B.P.之间；（4）断层西段全新世以来的垂直滑动速率为1.05mm/a，晚更新世晚期以来的左旋滑动速率最大为1.93mm/a；（5）等震线形态、极震区分布、断层规模、断层活动特征、断层新活动地表遗迹及区域构造环境显示，西巩驿-李店断裂西段应为1352年会宁7级地震发震构造，为本区北东东向构造应力作用下，北西西向断裂左旋逆冲作用发震。
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2021阿克塞M5.5地震重定位及构造意义
薛善余, 谢 虹, 袁道阳, 尹欣欣, 苏琦, 张正模, 蔡明远, 王辽
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230116002
摘要：
2021年8月26日甘肃酒泉市阿克塞县发生M5.5级地震，本次地震是发生在祁连山地震构造带西段的一次显著地震。为分析本次地震的发震构造及其意义，本研究利用区域台网记录的宽频带地震波形数据，通过CAP方法反演阿克塞M5.5主震及其M3.7余震的震源机制解，进一步利用双差定位方法对研究区2021年1月1日至2021年11月29日期间的地震事件进行重定位。结果表明阿克塞M5.5地震是一次以逆冲性质为主的地震事件；重定位后，地震事件呈明显的集中分布特征，阿克塞M5.5主震震源深度为14.1km，余震序列震源深度大多分布于15~25km。综合分析震源机制解、重定位结果以及区域构造背景，我们认为阿克塞地震的发震断层为党河南山南缘断裂，未来应重点关注祁连山西段发生中强地震的危险。
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四川泸定地区三维速度结构与精定位研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230227003
摘要：
本文基于四川数字地震台网记录到的该研究区域（27.5°N-31.5°N，100°E-104°E）103990个地震的震相数据，运用双差层析成像方法对泸定MS6.8地震震源区及周边地区执行地震层析成像和精定位。结果表明：（1）余震序列主要分布于鲜水河断裂西南侧，长度约60 km，整体沿鲜水河断裂呈北西向展布，震源深度多集中在5-15 km，呈现出由北向南逐渐加深的迹象。根据余震序列空间分布特征及主震位置，提出鲜水河断裂东南段为发震断层，并且发现余震序列南北两端或许存在分支断层。根据背景地震的空间分布特征，推断其或许为泸定主震的前震。（2）主震的西北侧存在高速异常体，其或许阻挡了泸定地震向西北向破裂，结合鲜水河断裂东南段力学性质较弱，其滑动方向为首选的传播方向，推断泸定地震为单侧破裂，方向为东南。（3）泸定地震震源区下方30 km深度处存在弱S波低速层和高波速比，已有结果得知研究区中下地壳存在明显的高导层和低阻层，泸定主震位于热流值为65mW·m2的大地热流等值线附近，综合推断震源区下方30 km或许存在地壳流体。同时，泸定地震发生在应力易积累，同时又易释放，发生破裂的高低速交界处，推断泸定主震在震源区积累大量应力，加之地壳流体流入发震断层，致使发震断层的弱化，两者共同作用最终引发了泸定MS6.8地震的发生。
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地磁低点位移异常界线交汇现象与地震关系研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220211003
摘要：
利用中国地磁台网产出的观测资料，研究了中国大陆地区低点位移现象与强震之间的关系，认为地磁低点位移异常与强震之间具有较好的关联性，多次5级以上地震发生前两月内会出现一次或多次低点位移异常，地震往往发生在低点位移异常分界线300Km内。2022年1月8日青海门源6.9级地震前出现了4次明显的地磁低点位移异常，将4次低点位移异常分界线叠加到同一幅图上，发现地震发生在低点位移分界线的交汇区域附近。此外，还研究了其他两次强震与低点位移异常的关系，进一步佐证了强震前低点位移异常之间存在关联性，并探讨了其特征，此项研究大大缩小了用地磁低点位移法预测地震发生地点的范围。
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公元849年内蒙古包头地震补充研究
袁道阳, 雷中生, 司国军, 刘兴旺, 于锦超, 李红强, 陈艳文, 孙浩, 张梨君
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230202002
摘要：
公元849年10月20日(唐宣宗大中三年十月辛巳),在内蒙古包头附近发生了一次大地震,造成城堡、军营和民房破坏等严重震害和数千人死亡。目前,对本次地震的震中位置、烈度和震级等基本参数认识尚存疑。本文通过对相关史料的系统梳理,重点对位置存疑的云伽关或云伽镇等的进一步分析论证,重新核定了主要破坏地点及其地震烈度,修绘了地震等震线图,校核了地震震级、震中位置等基本参数。结果表明,公元849年地震等震线呈不对称的纺锤形,长轴方向为近东西向,短轴呈近南北向,极震区烈度可达X—X+度,震中位置大约在今内蒙古包头市附近,即大约北纬40.6o,东经110.3o,震级达7.8±0.3级或7?级。其中,等震线南侧地震影响范围大(包括河套盆地及其以南较大区域)、震害重、烈度衰减慢,而北侧几乎无震害记载,地震烈度衰减快,影响范围小。本次地震烈度等震线属于典型的正断层地震等震线类型,其发震构造为大青山山前断裂中西段。本文依据历史地震史料校核结果与前人基于活动断裂研究结果所确定的震中位置和震级大致相当,表明鄂尔多斯北缘发生的公元849年地震震级未达8级,该区未来地震震级上限及其大震风险值得继续深入研究。
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新型低损伤自复位混凝土框架节点试验及性能优化研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220803001
摘要：
本文提出了一种带可更换软钢阻尼器的低损伤自复预制混凝土LDSCPC框架节点，并针对该节点在地震作用下的抗震性能、更换阻尼器后的性能恢复等，开展足尺试件的拟静力试验。在节点试验基础上，基于ABAQUS精细化有限元模型进行该节点关于螺栓预紧力、水平和竖向耗能条尺寸的参数化分析及优化设计。研究表明，软钢阻尼器LT12的滞回特性和承载能力是最优异的，而LT14是耗能最好的；增加阻尼器耗能条的尺寸和厚度能分别提高LDSCPC框架节点在加载早期的和变形较大时的耗能性能。较大的螺栓预紧力能明显提升LDSCPC框架节点的耗能能力，当预紧力为155 kN时，软钢阻尼器几乎达到理想的耗能性能。
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筒体-环形组合建筑结构基础隔震措施效果研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211126002
摘要：
AP1000核电筒体-环形组合厂房作为筒体-环形组合建筑结构的典型代表，其场址可能面临近场地震动作用并可能选择在非基岩场地下建设。本文考虑硬土地基和水平位移限制器对结构的双重影响，针对厂房底板基础隔震措施在近场地震动作用下的效果问题，根据ATC-63选取15组远场地震动和14组近场地震动，以材料应变作为损伤指标，对比研究有无减震装置核电筒体-环形组合厂房的地震损伤，论证了该建筑结构基础隔震措施在近场和远场地震下的不同作用效果。结果表明，近场地震动作用下，所设计的该筒体-环形组合厂房基础隔震措施对于轻微损伤、中度损伤和重度损伤具有一定的隔震效果，不过小于远场地震动，对于倒塌损伤，有减震装置结构发生倒塌损伤的概率要比无减震装置情况还要大，但仍有足够的损伤安全裕度，因此其具有在非基岩场地下建立的可行性。
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非均匀冻胀条件下铁路纵向变形模型及参数分析
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220320001
摘要：
我国是冻土分布大国，寒区铁路轨道普遍遭受地基土冻胀影响。以往的研究偏重地基土的冻胀特征，而对纵向非均匀冻胀变形下铁路与地基土的相互作用关注较少。本文基于双层弹性地基梁理论，建立了铁轨-轨下基础在非均匀冻胀变形作用下的力学模型，给出了模型的解析解，结合算例分析了夹层弹性系数和冻胀量对轨道位移和内力的影响。结果表明：弹性夹层可以有效减弱铁轨的冻胀变形和应力响应，有利于维护铁轨的运营；铁轨和轨下基础的过渡段长度、凹凸弯折段处的剪力、弯矩随着冻胀位移的增大而增长；夹层弹性系数增大会导致冻胀力对轨下基础的影响逐渐向轨道转移；过渡段的长度只与冻胀量有关。本文提出的计算方法和分析结论可为寒区铁路设计和运营维护提供科学指导。
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基于SPT-APD-DDA的砂土液化评价方法研究
郝少雷, 张兵, 徐世光, 李岳峰, 陈梦瑞, 邓立雄, 郭薇
摘要：
传统的规范法在建立经验判别准则过程中存在大量不确定性因素，工程中亟需针对复杂场地液化判别方法的综合性研究。通过对上海市包头路段沉管抢修项目49组砂土土样的研究，在标准贯入试验法(SPT)定性评价的基础上采用提出的绝对差值百分比法(APD)，划分出35组判别结果精确及14组存在判别误差的土样。借鉴判别分析理论思想，将平均粒径D50、不均匀系数Cu、比贯入阻力Ps、标准贯入点深度ds、地下水埋深dw和标准贯入锤击数N63.5等物理力学参数加入液化评价，利用精确土样建立适宜研究区工程地质特性的距离判别分析模型(DDA)，对14组存在判别误差或失误的土层进行定量评价。研究结果表明：建立的砂土液化综合评价体系对研究区具有较强的针对性与适应性，从多角度全面、客观地评价了研究区砂土液化情况。最终通过合理的抗液化沉陷措施，保障了后续工程的稳步进行，为类似地质条件场区的砂土液化稳定性评价提供参考和借鉴。
