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ISSN 1000-0844
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采用混合连接装配式桥墩地震易损性分析
2024(2):251-258, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220808005
摘要：
基于整体现浇桥墩试件(ZT-1)、现浇超高性能砂浆(UHPM)-CFST(钢管混凝土)榫卯混合连接桥墩试件(GX-1)、灌浆套筒-CFST榫卯混合连接桥墩试件(GT-1)的拟静力试验现象和结果,采用OpenSees有限元分析软件,开展试件在地震作用下的时程分析,并对其进行易损性评估,确定相对应的损伤量化指标,分析试件在地震作用下的易损性。研究结果表明:(1)在轻微破坏和中等破坏时,GT-1桥墩的易损性曲线变化趋势与ZT-1和GX-1桥墩较为接近;(2)当PGA分别为0.15g、0.2g、0.3g、0.4g时,GX-1与ZT-1的地震反应均较为接近,与ZT-1桥墩试件相比,GT-1发生严重破坏的超越概率分别减小了6.71%、11.67%、10.32%、4.46%;(3)与ZT-1、GX-1相比,GT-1表现出更好的抗倒塌能力。
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滇池湖相沉积泥炭土参数测定与剪切特性研究
2024(2):259-268, DOI: 10.20000/j.1000-0844.2021122500x
摘要：
有机质含量和含水率对泥炭及泥炭质土(简称泥炭土)的力学性质及工程特性影响都很大,但现有的规范、规程及标准对高有机质含量土的含水率(ω)及有机质含量(wu)测定标准不明确,各单位测试结果差异较大。为明确高有机质含量土的ω及wu测定标准,开展不同灼烧温度及灼烧时间下的测试试验。滇池湖相沉积土的场地一般都有3~5层层状分布的泥炭土,现对不同埋深的5层泥炭土进行从低至高围压下的三轴固结不排水(CU)试验,探究不同埋深及围压下其应力-应变的变化规律及演化机理。试验发现:泥炭土随围压增大应力-应变关系曲线呈现“分层”现象,最大偏应力对应的应变随深度增加而减小,线型随围压和土样埋深而发生改变,孔隙压力系数总体随着深度的增加而减小,并提出CU试验泥炭土破坏应变控制标准。以上研究进一步加深了对泥炭土力学特性的认识,也为明确ω及wu的测定标准提供了试验依据。
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一般大气环境下钢筋锈蚀深度的RBF神经网络预测模型研究
2024(2):269-277, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211224005
摘要：
钢筋锈蚀深度预测是评估在役RC结构服役性能的基础。为建立一般大气环境RC构件中钢筋锈蚀深度预测模型,通过收集实测数据,分析影响钢筋锈蚀深度的主要参数及其影响规律,继而基于实测数据建立数值模型和RBF神经网络预测模型,并进行参数敏感性分析。研究结果表明:与数值模型相比,RBF神经网络对钢筋锈蚀深度预测效率与精度更高,能够有效映射各影响参数与钢筋锈蚀深度之间复杂的非线性关系。参数敏感性分析结果显示,钢筋混凝土表面锈胀裂缝宽度对钢筋锈蚀深度影响最大,钢筋直径、保护层厚度与钢筋直径之比和混凝土抗压强度等其他因素影响次之。所得模型可用于工程检测中钢筋锈蚀程度预测与RC构筑物剩余服役寿命评估。
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黄土高原地震滑坡与强震动记录数据库管理系统的构建与应用
2024(2):278-285, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230105004
摘要：
地震滑坡资料与实际强震动记录是开展地震滑坡成灾机理研究的重要基础数据,如何科学管理这些数据资料,并最大限度地发挥其科学价值仍然是一个值得探索的问题。文章以黄土高原地区7次典型历史地震诱发黄土滑坡和125次地震(2001—2018年)的强震动记录为基础数据,依托开源GIS平台+MySQL数据库,构建黄土高原地震滑坡与强震动记录数据库管理系统。该系统界面规范、友好,参数获取方便,图表展示清晰、流畅,不仅为地震滑坡和强震动记录数据资料的管理与应用提供一个科学便捷的平台,也为黄土地震滑坡成灾机理研究提供坚实的数据基础,亦对黄土高原地区防灾减灾工作的开展具有一定的参考价值。
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反向消磁条件下磁流变脂隔震模拟试验研究
2024(2):286-293, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220912001
摘要：
采用电磁线圈及永磁体共同控制磁场,自主设计一种可反向消磁的磁流变脂(MRG)剪切试验装置。利用ANSYS Electronics软件对该试验装置磁场分布进行仿真分析,并制备不同羰基铁粉质量分数的MRG,采用振动台对反向消磁条件下MRG的动态剪切性能开展试验测试,分别研究励磁电流、激振幅值和激励频率对MRG动态性能的影响。结果表明:羰基铁粉质量分数对MRG的动态性能影响显著;MRG的剪切应力随励磁电流的增大先快速增大后趋于平缓,阻尼力则逐渐减小;MRG的耗能能力随位移幅值的增加而增强;随着加载频率的增大,其阻尼力略有增加。
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基于等效线性化隔震结构设计周期折减系数研究
2024(2):294-301, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221227001
摘要：
《建筑隔震设计标准》提出的隔震设计是基于复振型分解反应谱等效线性化的一体化直接设计方法,但未提及隔震结构周期折减系数如何取值。基于此,根据刚度串联关系推导等效单自由度隔震体系周期折减系数简化计算公式,探讨隔震结构周期折减系数因素的影响规律,建立不同填充材料、不同填充率的有限元数值模型,并利用数值模拟结果验证隔震结构周期折减系数简化计算公式。结果表明:隔震结构周期折减系数与名义周期比、非隔震结构周期折减系数存在函数关系;墙体开洞与通高墙体的隔震结构的周期折减系数均随着填充率的增大而减小,当填充率相同时,呈现出随填充材料弹性模量增大而减小的趋势,墙体开洞会增大隔震结构周期折减系数,且隔震结构的周期折减系数的取值范围相对较窄,为0.915~0.965;数值有限元模拟与理论结果偏差小于3%,吻合度高,以验证隔震结构周期折减系数简化计算公式的正确性,说明该简化计算方法对隔震工程设计具有一定指导意义。
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形状记忆合金混凝土框架建筑抗震性能研究
2024(2):302-308, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230512001
摘要：
地震作用会造成钢筋混凝土框架发生平面和垂直方向的变形,导致其结构受到更大的地震力,加剧损伤程度。形状记忆合金(SMA)材料在外力作用下能够快速恢复变形前形状,降低框架损伤程度,进一步提高框架结构的承载能力和稳定性。基于此,有必要研究形状记忆合金混凝土框架建筑的抗震性能。以某实际工程为例,采用ANSYS软件建立钢筋混凝土框架有限元模型,选取天津地震波、北岭地震波、印度洋地震波及人工地震波作为地震震动输入,记录地震震动下时程结果。研究结果表明,预应力筋断裂后,该结构在地震作用下的滞回曲线为饱满的旗帜形,最大层间位移为1/125,残余变形在±10 mm之间,最高峰值荷载为211 kN,水平承载力较强,表明其自复位性能较高、地震响应效果较优、抗震承载力较强,可以有效提高建筑结构的安全性和可靠性。
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基于增量动力地震易损性分析的高层结构抗震加固研究
2024(2):309-317, DOI: 10.20000/j.1000-0844.2023030700
摘要：
由于承重结构构件分布不均匀,导致高层建筑框架承重构件间的距离不相等。在地震时,这种不规则分布可能引起加速度共振效应,从而导致建筑失稳。为此,以地震动强度、地震动速度峰值、最大层间位移角为参数指标,分析高层建筑的极限状态,提出基于增量动力地震易损性分析的高层结构抗震加固研究。以某实际工程为试验对象,运用ABAQUS软件构造高层建筑框架结构三维模型,选取多条地震波以及符合场地条件的地震动记录进行验证,绘制地震易损性曲线。结果表明:在高层建筑框架结构中安装阻尼器,可增强结构中各构件的承载力,改善高层建筑抗震性能;增加钢板厚度可提高结构抗震水平,降低极限状态下框架结构IO、LS与CP的超越概率;提高混凝土强度,可改善框架结构抗倒塌性能。高层结构完成抗震加固后,抗震能力由0.91提升至1.01。由此证明,以增量动力分析得到的结构易损性为基础,对建筑易损性较大的地方进行加固、完善,能够改善高层建筑框架结构地震易损性,减少地震灾害损失。
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SV波斜入射下混凝土重力坝易损性分析
2024(2):318-324, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221024001
摘要：
易损性分析是评估不同强度地震作用下混凝土重力坝各级破坏概率的有效方法。目前重力坝易损性分析通常假定地震波为垂直入射,然而在近断层区域,地震波往往是倾斜入射的,地震波斜入射对重力坝地震响应有显著影响。从太平洋地震工程研究中心数据库选取16条地震动记录,采用黏弹性人工边界结合等效节点荷载实现SV波斜入射波动输入。采用增量动力分析方法对地震动峰值加速度进行调幅,以印度Koyna混凝土重力坝为研究对象,以坝顶相对位移为抗震性能指标,建立SV波斜入射下重力坝不同震损等级的易损性曲线。结果表明,与垂直入射相比,相同震损等级和相同地震动强度下,斜入射时重力坝破坏概率减小;当PGA接近重力坝实际遭受的地震动强度时,入射角为15°和30°时破坏概率与垂直入射相比最大减小率分别为27.3%和68.2%;各地震强度下,15°和30°斜入射相对于垂直入射的破坏概率差异值最大分别达36.6%、83.9%。因此,混凝土重力坝抗震性能分析应考虑地震波斜入射的影响。研究结果也可为近断层区域混凝土重力坝安全风险评估提供参考。
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基于应变梯度非局部Biot理论的饱和土地基动力特性研究
2024(2):325-334, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220524001
摘要：
为探究孔隙尺寸效应(非局部参数表征)和介质局部非均匀效应(尺寸因子表征)对饱和土地基动力响应的影响,基于应变梯度非局部Biot理论,采用无网格法编制循环荷载下饱和土地基动力响应计算程序,验证无网格法程序的正确性。结果表明,尺寸因子为定值时,随着非局部参数的增加,观测点位移及孔压起始响应的时间有所延迟;而非局部参数为定值时,随尺寸因子的增加,观测点位移及孔压起始响应时间有所提前;说明考虑孔隙尺寸效应会减小系统的宏观模量,而考虑土体结构的非均匀效应则会增加系统的宏观模量。研究提出采用无网格法求解饱和土动力问题的方法和思路,可为今后研究饱和土动力学问题的研究提供借鉴。
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无为盆地周冲村组膏盐层地震响应特征研究及其油气地质意义
齐尚星，谭静，喻兵良，熊强青，袁兴赋，吴通，汪玉玲，郑雪静，陈杰
2024(2):335-342, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221012001
摘要：
膏盐层作为油气田的主要盖层,对油气藏封存具有重要意义。文章在无为盆地开展二维地震勘探工作的基础上,运用井震联合对比分析方法,总结区域内膏盐层的地震响应特征,较细致地刻画无为盆地周冲村组膏盐层的厚度和空间分布规律。研究结果表明:膏盐层厚度与地震振幅属性具有一定的正相关性,地震振幅越强,膏盐层厚度越大;无为盆地膏盐层在纵向上厚度变化范围为45~540 m,横向上在盆地核心区和凹陷区膏盐层发育较厚,主体介于300~500 m之间,在盆地构造高点位置膏盐层发育较薄,主体介于50~150 m之间,膏盐层分布特征与无为盆地构造总体呈现“低厚高薄”规律。文章为无为盆地天然气和页岩气勘探突破提供了技术保障。
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双向地震作用下崩塌堆积体边坡动力模糊可靠性分析
2024(2):343-348, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220617003
摘要：
考虑崩塌堆积体边坡岩土体参数随机性和模糊性,以及地震力双向性,建立一种边坡地震动力模糊可靠度计算方法,针对竖向地震力对崩塌堆积体边坡稳定可靠性的影响进行进一步研究。首先,选用动力有限元时程分析法计算出双向地震工况下崩塌堆积体边坡的响应特征,并运用模糊理论对强度参数进行模糊性处理;然后,根据Mohr-Coulumb强度准则构建边坡安全系数与可靠度的时程计算模型;最后,采用边坡地震可靠性评价新方法,通过MATLAB编写相应程序,实现计算和分析结果的快速输出。案例结果表明:新方法计算结果更加合理,对工程而言也更加安全;竖向地震作用均对崩塌堆积体边坡整体可靠性存在影响,但影响程度需根据工程实际情况进行分析。在算例工况下,竖向地震对崩塌堆积体边坡的可靠性影响很小,仅使得可靠度降低3.55%,因此,可仅考虑水平地震的影响。
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土工格栅加筋粉煤灰改良黄土力学特性研究
2024(2):349-357, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231008001
摘要：
随着西部黄土地区城镇化进程的加快,填挖结合的新增用地方式要求地基处理技术需要重点解决填方区的强度与变形问题。论文将粉煤灰作为改性填料对黄土进行改良,通过直剪试验、三轴试验、湿陷试验与扫描电镜试验,分析不同粉煤灰掺入比条件下加筋与未加筋黄土试样的强度变化规律、宏观破坏特征和微结构特征。结果表明:采用粉煤灰改良和土工格栅加筋后,黄土的最优含水率增大,最大干密度降低。当粉煤灰掺入比λ=20%时,加筋改良效果最好,黄土的峰值强度、残余强度和等效内摩擦角均有大幅提高,侧向变形显著减小,且能有效降低其湿陷性。微结构分析表明:粉煤灰对黄土的改良主要体现在颗粒直接填充和化学结晶体交织成的网状填充两种类型的强化作用,改良后黄土的孔隙率与孔隙尺寸均有所下降。研究结果可为黄土地区填方边坡与填方路基的改良加固提供参考。
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川南地区砖混结构房屋典型震害及地震易损性研究
2024(2):358-368, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220823001
摘要：
以川南地区为研究区,并以在建造方式上具有明显当地地域特征的砖混结构房屋为研究对象,结合砖混结构房屋建造特点及川南历史地震(如长宁6.0级地震)震害调查结果等,分析砖混结构房屋典型震害特征,统计其在不同烈度下不同破坏等级的比例,采用经验分析法得到初步的易损性矩阵。在此基础上,针对因样本局限性造成的结构在高烈度下破坏比例不全,使实际易损性矩阵缺失的问题,通过插值法,推算高烈度下的破坏比例,补全经验易损性矩阵,拟合出易损性曲线,建立以震害统计为主、数值模拟为辅的砖混结构易损性分析模型；并基于平均震害指数对比分析,对易损性分析的可靠性进行检验。结果表明,构建的易损性矩阵能客观反映川南地区砖混结构房屋的抗震能力,对开展震害预测、灾害损失评估及震害风险评估等工作具有实际应用价值。
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轮胎加筋砂垫层抗液化性能振动台试验研究
2024(2):369-375, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220430001
摘要：
将废弃橡胶轮胎内填充散体材料形成加筋土结构,已被应用于地基、挡土墙和边坡加固等工程,表现出较好的减震隔振效果,而轮胎加筋土的抗液化性能尚缺乏研究。开展3组小型振动台试验,通过改变轮胎垫层的排水条件,验证轮胎加筋砂垫层的抗液化效果。结果表明:轮胎加筋砂垫层具有良好的抗液化效果,与刚性垫层相比,超静孔压比峰值差值范围在0.01~0.19,残余超静孔压比差值范围在0.08~0.16,轮胎加筋砂垫层提供的排水通道具有抑制超静孔隙水压力发展和加速超静孔隙水消散的作用,孔隙水会沿着轮胎与下部土体的界面以及胎间的排水通道排出;采用量测侧向动土压力的方法,定义土体液化程度量化指标,进一步验证轮胎加筋砂垫层抗液化效果;振动过程中轮胎加筋垫层表面沉降范围为11.3~15.7 mm,表现出较好的变形协调性能。
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饱和砂土液化特性的振动台试验研究
2024(2):376-387, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220406001
摘要：
基于地震模拟振动台试验,配制3组不同平均粒径和3组不同细粒含量的6个砂土模型,通过埋置于砂土内部的传感器监测模型内部不同位置的超孔隙水压力等指标,分析砂土模型内部的超孔隙水压力时程曲线及孔压比时程曲线,归纳出地震波加载峰值、砂土平均粒径、细粒含量及埋置深度等因素对饱和砂土液化特性的影响规律。试验结果表明:随着地震波加载峰值的增大,砂土模型液化程度逐渐增大,液化势逐渐增大,抗液化强度逐渐减小;随着砂土埋置深度的增加,砂土细粒含量的增加,砂土平均粒径的增加,砂土模型液化程度逐渐减小,液化势逐渐减小,其抗液化强度逐渐增大。同时,试验结果还表明,砂土液化各影响因素对砂土液化的影响程度依次为地震波强度＞砂土埋置深度＞砂土平均粒径、细粒含量。试验结果可为后续数值模拟的参数选取提供支持,为研究其他因素对砂土液化的影响提供参考。
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地震作用下新疆喀什高台民居基于变形控制的土遗址边坡加固设计研究
2024(2):388-398, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230207001
摘要：
为验证地震作用下格构式锚杆挡墙加固土遗址边坡的有效性,以新疆喀什高台民居土遗址边坡现有加固段为研究对象,利用有限元软件Midas/GTX NX建立三维动力分析模型,对地震作用下格构式锚杆挡墙加固土遗址边坡的变形控制进行研究分析。结果表明:地震作用下土遗址边坡在坡顶与坡脚处产生严重的位移变形,且随着地震持时增加呈现累加效果;土遗址边坡加固后能有效控制水平方向与垂直方向的位移变形,最大位移变形值满足控制要求;土遗址边坡加固后地震作用下的稳定性系数提高至1.54,满足规范要求值1.15。研究成果验证了格构式锚杆挡墙加固土遗址边坡能够有效控制位移变形,并提高稳定性。
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SV波斜入射时不同水体模拟方法下超高水头船闸地震反应分析
2024(2):399-409, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221027001
摘要：
基于黏弹性人工边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波不同角度入射情况,分别采用声固耦合法和附加质量法模拟闸室内水体,研究超高水头船闸闸室位移、应力和塑性损伤等地震反应,对比两种水体模拟方法计算结果的异同。结果表明:(1)整体上,两种方法计算得出的左、右闸墙地震反应结果随入射角度变化的规律基本一致;左闸墙受拉损伤的最大值均出现在入射角15°时,右闸墙受拉损伤的最大值均出现在入射角35°时;地震波入射角度对超高水头船闸动力响应影响较大,设计时应考虑地震波斜入射的影响。(2)当入射角较大时,采用声固耦合法计算的闸墙相对位移极值、主应力极值和受拉损伤结果偏保守的概率更大,对超高水头船闸结构设计来说更为安全。(3)建议两种计算方法相互参考和校核,推荐采用偏安全的结果进行超高水头船闸结构设计。
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考虑永久位移的锚索框架减震锚头弹簧组件合理刚度研究
2024(2):410-420, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220419001
摘要：
强震作用下预应力框架锚索可能出现内锚段松脱、锚索拉断等震害,在锚头处设置弹簧是一种新型抗震措施,而弹簧刚度的合理选取对改善锚索受力至关重要。建立在锚头处设置弹簧预应力锚索框架的加固基岩-覆盖层边坡三维数值模型,研究边坡在不同峰值加速度、不同持时地震波作用下响应规律,调整锚索-弹簧串联体系等效刚度大小,分析坡体永久位移和锚索轴力减载比随弹簧刚度的非线性变化特征;以控制边坡位移及锚索减载效果为目标,提出弹簧组件的合理刚度确定方法。研究表明:随弹簧刚度降低，缓冲减震作用逐渐显著;坡顶水平加速度受刚度变化影响较小,但当弹簧刚度低于临界值后边坡位移及弹簧变形量急剧增加;以边坡永久位移实际调查经验限值为首要控制条件,结合位移、弹簧峰值行程随刚度变化拟合“直-曲分界点”曲线,以共同确定弹簧刚度下限;同理,依据减载比拟合曲线轴力削减明显区段得出刚度上限,以保证一定工程经济性。针对算例模型取永久位移10 cm、拟合曲线曲率k小于0.002kmax作为直曲分界判断依据,得0.4g~0.6g强震下弹簧刚度区间为 (2.5,3.8) kN/mm,研究方法可为边坡预应力锚固工程抗震设计提供参考。
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考虑土体非线性及倾角影响的盆地地震响应研究
2024(2):421-430, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221107003
摘要：
基于二维沉积盆地模型,采用D-P弹塑性模型模拟盆地的非线性特征。利用显式有限元与黏弹性边界结合的方法,通过改变盆地边缘倾角,在时域和频域内分析盆地地表的地震动响应,对比线性与非线性盆地地震反应的差异。结果表明:(1)土体非线性对整个盆地范围内地震动的影响都较显著。考虑非线性时地震动放大系数明显降低,降低幅度在30%~50%。同时,考虑非线性和倾角影响时最强烈放大区域的范围和位置变化,且很小倾角下的分布特征显著不同。(2)两分量的放大系数都有随边缘倾角的增大而增强的趋势,但均是盆地边缘区域受非线性的影响最为显著。此外,真实地震波输入下显著放大区域的范围及线性与非线性结果的差异程度相对更大。(3)考虑非线性时,对于不同频率地震波的放大系数差别明显,但都表现出从低频到高频谱比分布越来越复杂的现象,同时盆地倾角的影响程度随频率的增大更加明显。(4)考虑土体非线性并未改变地震波传播的总体特征,但各震相强度相对降低。
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美国地震监测现状综述
2024(2):431-448, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230802001
摘要：
美国的地震监测工作起步较早,在台网设计、设备研制、软件研发、标准制定、数据管理和新技术应用等领域处于领先地位。近年来,随着移动互联网的发展,以及强震动观测、地震预警和大规模流动台阵等项目的推进,美国的地震数据产品实现了从单一向多元化、定制化的跨越。我国的地震监测工作虽起步较晚,但随着国家地震烈度速报与预警、“一带一路”地震监测台网和中国地震科学实验场等一系列重大项目的实施,地震站网密度、监测预警能力、地震数据智能处理、服务水平和新技术应用等方面都取得了跨越式发展。为更好地了解国际地震监测现状,文章从地震监测架构、地震台网布局、数据处理系统、地震预警系统和数据产品五个方面介绍了美国的地震监测工作进展,并与我国地震监测进行对比分析,可为我国地震监测预警事业规划和发展提供参考。
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基于地震学的天山地区地震动衰减关系研究
2024(2):449-456, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221025002
摘要：
选取天山地区3 171条矩震级为3.5~4.5级测震记录,通过计算S波段速度傅里叶幅值谱,采用微遗传算法,反演得到5个区域地壳介质参数,即应力降Δσ为18.206 MPa,品质因子参数Q0为444.20,η值为0.35,几何衰减参数R1和R2分别为74.30 km和106.59 km。根据地壳介质参数计算加速度傅氏谱,再配合随机相位谱,得到某一震级、震中距下地震动时程,提取其PGA,建立区域地震动峰值加速度衰减关系。研究结果显示,矩震级为5级和6级中远场地震动衰减关系与强震动记录符合较好,尤其是5级结果,在选取的5条经验值衰减关系中,其均值和标准差均为最小,结果最优;矩震级为7级的地震动衰减关系,远场结果高于大多数强震动记录。
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流体注入激活裂缝的滑动条件及模式研究
2024(2):457-464, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221117002
摘要：
为探讨流体注入激活裂缝的潜在物理机制,采用锯切砂岩圆柱试样开展一系列三轴注入-驱动剪切实验,研究流体注入激活裂缝的滑动条件及模式。结果表明,裂缝滑动的开启强烈依赖于裂缝所处的应力状态和裂缝面粗糙特征,流体压力是主要诱因,流体压力非均匀分布程度和渗透率演化是次要诱因;流体增压速率调控着裂缝的滑动模式。裂缝面粗糙特征及渗透率演化特征与裂缝滑动速率呈正相关,与流体增压速率呈负相关。在室内实验条件下,当有效正应力达到20 MPa、库仑破裂应力超过1.6 MPa时,将对裂缝稳定性构成严重威胁,这对于评估流体注入激活天然断层失稳问题具有一定的参考意义。
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四川地区部分台站大地电场优势方位角震前异常特征分析
2024(2):465-472, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230116001
摘要：
使用大地电场优势方位角方法对四川江油台、盐源台和成都台地电场数据进行计算,对方位角变化进行异常特征分析和震例研究,发现:(1)江油台自2019年4月6日开始,3个测向出现显著异常变化,其中2个测向的优势方位角变化范围(Δα)逐渐缩小,1个测向的Δα范围增大;(2)盐源台自2021年8月1日开始,5个测向的Δα范围逐渐缩小;(3)成都台自2021年3月1日开始,5个测向的Δα范围出现了明显变化,其中,4个测向的Δα范围逐渐缩小,1个测向的Δα范围逐渐增大;(4)震例研究显示,台站优势方位角异常对台站周围250 km范围内的中强地震有一定的指示意义，3个台站均呈现出优势方位角Δα范围变小的异常特征,且地震发生在异常出现后约5个月甚至更长时间,因此大地电场优势方位角方法在研究区可能呈现出中长期的指示能力;(5)3个台站在震前出现的异常变化反映了场地附近岩体裂隙的变化,即随着区域构造应力增大,台站附近岩体裂隙发育并呈现出有序排列的结构变异。
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钻孔岩芯基础数据库方案设计及应用——以常熟台为例
2024(2):473-481, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230109002
摘要：
针对钻孔岩芯基础数据库构建中钻孔的岩芯试验、数据处理和数据汇集等关键问题,提出钻孔岩芯基础数据库的设计方案。该方案以江苏常熟台钻孔建设施工为例,基于新颁布的《地震台站建设规范地形变台站第2部分:钻孔地倾斜和地应变台站》为施工标准,完成包括钻孔施工流程、岩芯实验步骤和岩芯数据处理分析软件的开发等钻孔岩芯基础数据库的前期关键工作。钻孔岩芯基础数据库的设计方案为钻孔岩芯的收集和试验提供详细的研究思路、方法和实例，填补全国钻孔规范化建设中新增技术指标的空白，为全国钻孔岩芯基础数据库的建设提供参考。
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局部区域GNSS地壳形变监测系统设计与精度分析
2024(2):482-490, DOI: 10.20000/j.1000-0844.2022110800
摘要：
为探索页岩气开采与地壳形变的关系、地表形变对页岩气压裂的响应等,布设一套GNSS跨断层形变监测系统。该系统综合使用静态和动态测量方法采集地表形变信息,结合多种GNSS定位方式增加监测区域地表动态位移信号探测的可靠性,并利用网络通讯与云服务器实现数据的自动化传输、设备的远程管理和站点的动态监测。考虑到测量误差与形变量之间的可区分度问题,文章从测量精度方面进行详细的分析。静态测量计算结果表明,单日基线解和PPP静态解精度在水平和垂直方向均可达到10 mm以内。四川泸定6.8级地震动态定位计算结果表明,RTK解、PPK解和PPP动态解时间序列中,瞬态地表位移信号的可识别程度也可达到10 mm以内。精度分析结果认为该系统可以较好地反映监测区域的部分长期和瞬态形变信息。
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希腊克里特MW6.0地震后的应力方向变化与强余震发生
2024(2):491-500, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220929001
摘要：
地震的震源机制是地壳应力变化的指示器,而地壳应力变化与强震的发生直接相关。前人研究了地震震源机制变化在视应力较高的走滑型大震前的应力变化过程,而未见到震源机制变化对视应力较低的正断型大震发生的指示作用的研究。文章以2021年希腊克里特MW6.0正断型地震序列为例,通过计算地震序列震源机制解与区域应力场方向之间最小空间旋转角的变化,揭示应力变化与强震发生的关系。为保证震源机制解的准确性,采用多家机构确定的震源机制得到中心震源机制作为该地震的震源机制,而后采用该地震序列精确的震源机制求解当地应力场,最后计算地震震源机制与主震震源机制及与所估计的地壳应力场方向的空间旋转角随时间的变化,探索强震发生与应力场变化的关系。结果表明:在主震发生的短期内,余震震源机制与该区域应力场方向的空间旋转角较大,与其后小震级的弱地震活动对应;随后余震震源机制与应力场方向的空间旋转角减小,对应后面发生的3次MW＞5.0的强余震,在此之后的长时间内余震震源机制和应力场方向的空间旋转角再次增大,对应的余震震级及频度皆明显下降。文章以2021年希腊克里特MW6.0地震序列为例，发现视应力较低的正断型地震前也存在应力方向集中现象,为探索地震应力前兆提供了范例。
地震工程
地震研究
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积石山M6.2地震诱发秦阴村黄土震陷灾害研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240208002
摘要：
2023年12月18日发生的积石山M6.2地震诱发了多处黄土震陷灾害。通过对积石山县石塬镇秦阴村黄土震陷灾害进行现场调查，得出了灾害的主要特征；通过取备原状黄土开展室内试验，研究了秦阴村黄土的物性参数特征、微结构特征和震陷性，结合现场调查结果分析了震陷灾害产生的主要原因。研究结果表明:秦阴村震陷区内土体酥裂，裂缝发育，土层呈反倾台阶状震裂破坏，最大沉降量57 cm，裂缝最大长度约300 m，宽度约83 cm；边缘土体坍落或产生滑坡，坍落最大延伸长度约100 m。震陷区黄土土质疏松、含水率较高、架空孔隙发育、颗粒胶结较弱，具备产生震陷的土性条件。震陷区黄土层厚度较大，地震的等效动应力大于土体产生震陷的临界动应力，且地震动持续时间较长、卓越周期较大，使得场地产生了严重的震陷破坏。
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2023年积石山6.2级地震诱发的中川乡泥石流灾害过程与成因分析
罗毅, 李德文, 姜文亮, 李林林, 焦其松, 田云锋, 李强, 李永生
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240113004
摘要：
强震极易诱发山区灾变性的泥石流过程，但需要辅以必要的地貌、地质、水文或气候条件。2023年积石山地震诱发的青海省民和县中川乡泥石流，因其导致的大量人员伤亡而备受关注。基于对中川乡泥石流沟谷及其周边区域的综合考察，包括地貌与第四纪地质特征的面上调查，天然剖面观察，泥石流物源和堆积物粒度、粒形特征分析以及基于灾前卫星影像和灾后多型号无人机航摄的多尺度地貌形态分析等，对灾害过程特征、影响因素以及未来防控进行了初步的分析和讨论。泥石流沟谷侵蚀或堆积厚度及其空间分布特征表明，物源区主要集中在草滩村上游右岸支沟源头。物源区地层丰富的细砂物质和传统的提灌耕作方式，为强震动下滑塌触发提供了有利条件；现场调查表明物源主要通过群发式的浅层（2~3m）滑塌补给，在运移过程不断破碎和分散。浅部稳定隔水层的存在和泉水的出露，为源区物质提供持续的水源补给，最终形成流动性的泥石流。灾前流通区谷地横纵剖面复杂，局部存在小水塘和沟道被阻塞的情况，增加了泥石流的阵发性和破坏能力。现场残余堆积物和淤泥痕迹的空间分布特征表明，本次泥石流具有典型的栓流特征，表现出粘度极大的特点。拥堵导致泥石流淤高和规模持续扩大。持续增加的势能最终导致泥石流冲破谷地障碍继续流动。沿途侵蚀和堆积并存，不断重塑泥石流谷地。堆积区地形进一步展开，导致泥石流分散和堆积。位于堆积区谷地内的民宅受灾最为严重。此外，寒冷天气和夜半发震，以及群众对灾害性质缺乏认知等原因，也在一定程度上加剧了本次泥石流灾害的严重程度。针对黄河上游类似官亭盆地的中小盆地众多，地层结构、地貌水文条件相近，人居环境及人地关系也都相似，应结合本次灾害特点，有步骤分阶段地开展调查排查工作。在此基础上，针对已识别的高风险隐患点，定期开展巡查排查，加强重大灾害风险的预测预警。同时加强宣传和普及，提升公众对地震及链生灾害的科学认知水平。
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2022年1月8日青海门源6.9级强地震动模拟研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230920001
摘要：
为满足数字化时代应急处置的新要求，基于随机有限断层法的发展，利用青海门源地区的地下三维速度结构模型和vS30数据，通过逐步迭代射线追踪法、格林函数位移解析相位谱和有限断层法的联合计算，以青海门源6.9级地震为例，获得了具有地表土层放大效应的强地震动模拟数据，进而绘制出研究区内PGA和烈度分布模拟图。与实际台站记录的PGA和实地调查烈度结果相比，烈度区划范围基本一致，同时也验证了此联合计算方法可用于未来地震灾害的快速评估，并为灾后应急救援提供参考。
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甘肃省地震灾害防御服务平台设计与实现
摘要：
甘肃是我国少有的地震高烈度省份之一，近年来甘肃省地震灾害防御信息化建设取得了一些成绩和进展，但尚未建设市县级地震灾害防御业务技术系统，存在全省资源无法有效整合，数据信息服务程度低等问题。本文在甘肃省地震灾害风险普查工作基础上，构建集地震灾害危险性、承灾体、地震灾害风险评估等成果的展示、查询与服务为一体的省市县三级地震灾害防御服务平台，实现省-市-县三级数据互联互通和风险普查成果的统一汇聚与服务，利用网页、地图、统计图表等多种形式为全省地震灾害风险防治提供信息化服务，最大限度满足各级地震部门的业务需求，全面提升全省震害防治服务能力。
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2023年甘肃积石山Ms6.2地震对周围断层的应力影响及对余震的触发作用
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240101001
摘要：
2023年12月18日，中国甘肃省临夏州积石山县发生Ms6.2地震，地震位于拉脊山断裂带。为深度剖析本次地震对周围断层和后续地震的静态库仑破裂应力影响，本研究首先基于地震破裂模型参数和弹性半空间模型，计算甘肃积石山Ms6.2地震在周围主要断层上不同深度产生的静态库仑破裂应力变化，并评估这些应力变化对未来地震危险性的可能影响。结果显示，本次地震对青海南山—循化南山断裂、拉脊山北缘断裂和拉脊山南缘断裂部分区域的库仑破裂应力显著增加，青海南山—循化南山断裂东段的库仑破裂应力增加远超出静态应力触发阈值，达到了0.022 MPa，表现出潜在的较高地震危险性。其他断层也呈现出不同程度的库仑应力变化，拉脊山北缘断裂和拉脊山南缘断裂部分区域的应力卸载量达到了万帕，青海南山—循化南山断裂除东段外的其他分段和庄浪河断裂的应力卸载量达到了百帕。对不同震源深度下断层库仑破裂应力变化进行对比分析，发现深度变化对此次地震库仑破裂应力变化模式影响很大，但青海南山—循化南山断裂的库仑破裂应力增加仍十分显著。本研究为该地区未来地震可能性与危险性的评估提供了一定的参考。其次，本文计算了本次地震在较大余震断层面上的库仑破裂应力，结果表明，甘肃积石山Ms6.2地震在后续三次Ms≥4地震的断层面上产生的库仑破裂应力分别为0.024 MPa、0.033 MPa和0.034 MPa，均超过触发阈值（0.01 MPa），表明Ms6.2地震对这三次地震具有明显的触发作用。
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2023年甘肃积石山Ms6.2地震中川乡泥流成因及破坏性分析 白卓立
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240110001
摘要：
2023 年12月18日23时59分,甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震,诱发大量地质灾害。其中中川乡砂土液化泥流灾害造成了重大的经济损失与人员伤亡,亟需对其特征、成因、破坏性进行分析厘定。本文根据已有文献资料,利用获取的高精度、高分辨率数字成果DOM、DSM,借助影像解译、地面调查,对震后泥流灾害进行综合分析。结果表明:①易滑且饱水黄土在地震的震动载荷下土体内孔隙水压力迅速升高导致砂土液化,最终土层失稳破坏,导致台地边缘垮塌与地震滑坡,土水混合物在重力作用下,顺着高差沿沟谷、冲沟前进形成液化型滑坡-泥流灾害；②此次灾害现象并非泥流单一作用,而是砂土液化导致的泥流和砂涌同时存在,二者同时发生的概率很低,破坏性极大；③此次地震为典型的“小震、中震大灾”情况。相比其他相似成因液化滑坡灾害,其规模更大；相比其他相近震级地震,造成的破坏及伤亡更大。具有一定的特殊性与异常性。
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2023年积石山地震诱发金田-草滩村滑坡滑动过程与成因机理研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240113003
摘要：
北京时间2023年12月18日23时59分,甘肃省积石山县发生Ms6.2地震。该地震在青海省民和回族土族自治县中川乡草滩村引发了一次严重的滑坡-泥流灾害事件。本研究通过详细的地质调查、低空摄影测量技术、现场工程地质测绘以及含水率实验等手段,对该滑坡的基本特征、滑坡动态发展过程及其成灾原因进行了调查分析。研究结果显示,此次滑坡事件经历了分级和分块启动,随着不同块体的逐渐演变,共经历6个主要滑动阶段,呈现出渐退式的滑移特征。分析认为,滑坡的原因如下：村民长期灌溉活动导致地下形成了饱水黄土层,在地震作用下,这些饱水黄土层的孔隙水压力急剧增加,导致黄土液化,随后,液化的饱水黄土层携带着上覆的非饱和土层迅速向沟道滑移。此外,滑坡体与地下涌出的泉水及水渠中不断的补给水混合,进一步加剧了滑坡-泥流灾害的形成。研究区域附近多分布类似的灌溉区,因此在未来地震发生时,对这类滑坡事件的预防与治理将成为重要的研究方向。
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链式海底地震仪节点结构设计与试验
张川, 周建平, 阮爱国, 翁利春, 段磊, 曾锦锋, 陈宁特
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230330001
摘要：
海底地震仪是一种重要的海洋地震观测设备。针对中国近岸浅海洋流噪声大和人类活动频繁的特点，提出链式地震观测方式并对链式海底地震仪节点进行了机械结构设计。首先根据内部构件尺寸与布局对地震仪节点整体结构进行了设计；然后通过理论计算与有限元仿真方式确定了地震仪节点仓体的壳体厚度、端盖厚度和密封尺寸；最后通过压力试验验证了所设计的地震仪节点结构的耐压和水密性能符合要求，通过地震观测对比试验验证了其接收天然地震的能力。此链式海底地震仪未来将应用于浙江近海的实际地震观测，提供实时连续的地震观测数据。
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翼缘连接板削弱型上焊下栓钢梁柱节点抗震性能有限元分析
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231011001
摘要：
研究下翼缘板连接板削弱型钢梁柱“上焊下栓”节点抗震性能,为加短悬臂梁型钢梁柱节点的设计和工程应用提供参考。利用有限元软件ABAQUS,在数值模拟与试验结果吻合的基础上,分析下翼缘板连接板削弱长度、框架梁截面形状对上焊下栓钢梁柱节点抗震性能的影响。下翼缘板连接板削弱长度过短则无法起到塑性铰外移的作用,下翼缘板连接板削弱长度过长会导致严重的平面外屈曲。梁全截面削弱组的抗震性能优于半截面削弱组与无变化组。合理布置下翼缘板连接板削弱区长度与框架梁截面形状可以有效的提升“上焊下栓”钢梁柱节点的抗震性能。
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四川盆地典型地震灾区居民住房受损影响因素及特征分析
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230309001
摘要：
2021年9月16日，四川泸县发生6.0级地震，导致泸县18个乡镇不同程度受灾。通过现场调查资料，定量统计分析灾区居民住房损坏情况，评估房屋结构、震中距离同居民住房损坏程度间的关系，并建立四川盆地典型地震灾区不同地震烈度下的居民住房易损性矩阵。在此基础上，比较此次地震与同震级下其他地震平均震害指数的差异，进而探讨研究区居民住房破坏程度的特征及原因，得出以下结论：（1）住房易损性由高到低为砖混结构、砖木及其他结构（土木、木、石砌结构 ）、钢混结构；（2）泸县地震中90%的住房损坏出现在震中距6,600 m内的区域；（3）比较同震级两次地震发现，在盆地对居民住房造成的损坏比山地低1~2倍。研究结果对四川盆地及其他地震多发地区震后灾损快速评估、居民住房规划重建具有重要价值和科学参考依据。
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2021年青海玛多MS7.4地震前后CO异常变化研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230105002
摘要：
地震前后气体地球化学信息的研究在地震监测预报中具有较高的应用价值，为了研究2021年5月22日青海玛多Ms7.4地震与CO时空变化之间的关系，在以瓦里关大气观测站地面数据验证大气红外探测仪（AIRS）反演数据可靠的基础上，提取了玛多MS7.4地震前后AIRS反演的CO数据，通过滑动均值法、差值法对玛多MS7.4地震前后不同尺度的CO浓度数据进行处理分析。结果表明：利用卫星遥感数据提取CO地球化学信息是可靠的。时间上，玛多Ms7.4地震前两个月CO浓度开始波动，出现峰值，地震发生后恢复平静。空间上，震中位置的CO浓度在近地面变化尤其明显，震中及附近区域的CO浓度从3月开始逐渐升高，由离散分布逐渐向震中和发震断裂带聚拢靠近，到4月底达到最大异常18.60ppbv，异常高值中心的连线与发震断层江错断裂走向、地表破裂分布一致。排除背景值和季节变化的影响，推断CO浓度异常变化是地震引起的，主要归因于地下气体释放和岩石挤压碰撞产气，气体逸散后在大气圈中发生的一系列反应起次要作用。
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木钙对兰州黄土水理性质的影响
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220418002
摘要：
为揭示木钙对兰州黄土水理性质的影响，基于不同的木钙掺量和养护龄期，通过水滴入渗试验、渗透试验和崩解试验分析木钙土斥水性、渗透性和水稳性，并利用X射线衍射试验、扫描电镜试验探讨木钙土的改良机理。研究结果表明：木钙的掺入可以提升黄土的斥水性、水稳性，低掺量木钙土提升幅度有限，高掺量木钙土整体表现良好，而减弱渗透性的作用有限；木钙土的水理性质发挥具有龄期效应；28 d养护龄期下，木钙土的水理性质参数随木钙掺量的变化存在广义上的峰值，但峰值与木钙掺量的关系存在一定差异；木钙土的水理性质同力学性质保持了一定的正向关联性。木钙土并未产生新的矿物成分，但土颗粒双电层厚度变薄，而且胶结生成物包裹联结颗粒、填充孔隙，从而改善木钙土的水理性质。
