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    ISSN 1000-0844

    CN 62-1048/P

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      地震工程
      • 红层泥岩填料的力学特性及本构模型研究

        余云燕,崔文豪,罗崇亮,杜乾中,李盛

        2024(1):1-9, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220418003

        摘要:

        在红层泥岩地区进行道路工程施工时,考虑到材料短缺和成本问题,常常采用就地取材的方式作为路基填料。为了研究红层泥岩填料的适用性,选取甘肃省永登县某工点的风化红层泥岩填料为研究对象,在室内开展一系列三轴CU剪切试验,探究含水率、围压和压实度对应力-应变曲线、峰值(残余)强度、抗剪强度指标的影响,并对不同类型的应力-应变曲线,分别采用相应的模型进行拟合。研究结果表明:含水率、围压和压实度对其物理力学特性具有显著影响;对符合应变软化型规律的曲线,采用沈珠江的双曲线模型拟合的规律一般;对符合应变硬化型规律的曲线,采用Duncan-Chang模型拟合的规律较好。研究结果可以为甘肃省红层泥岩路基的病害处治与维修提供参考依据。

      • 基于负刚度装置的超长联大跨连续梁桥地震反应控制研究

        夏修身,陆兆文,钟亚伟,戴胜勇

        2024(1):10-15, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211201003

        摘要:

        为完善超长联大跨连续梁桥的减、隔震技术,将负刚度装置引入到超长联大跨隔震连续梁桥中组成新型减、隔震系统,并与黏滞阻尼器-摩擦摆支座组合减震系统进行比较。基于CSiBridge软件建立全桥有限元模型,负刚度装置采用弹性多段线模拟,摩擦摆支座采用双线性恢复力模型,黏滞阻尼器采用Maxwell模型,输入3条地震波进行非线性时程分析,考查两种新型减、隔震系统下桥梁结构的地震反应,探究负刚度系统及黏滞阻尼器系统对超长联大跨连续梁桥地震反应的控制效果。研究结果表明:负刚度装置与黏滞阻尼器均可以有效地减小超长联大跨隔震连续梁桥的支座位移。负刚度装置对桥墩内力反应及梁体加速度反应的控制优于黏滞阻尼器。负刚度装置在超长联大跨连续梁桥地震反应控制中有较好的应用前景。

      • 基于爆破荷载等效施加方法的振动波形预测与古建筑安全评估

        乔雄,刘文高,倪伟淋,张伟,杨鑫,黄锦聪,刘锦龙

        2024(1):16-25, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211231001

        摘要:

        隧道爆破开挖产生的振动对邻近的古建筑有着不容忽视的安全影响,为研究爆破振动波的传播规律以及预测地面振动效应和分析临近古建筑结构的安全性,以拉卜楞隧道为依托,采用现场实测结合数值模拟分析的方法,预测爆破荷载作用下拉卜楞寺的动力响应。结果表明:(1)随着单响总药量的增加,质点振动速度增大,衰减比也随之增大,说明高频振动衰减快,低频振动衰减慢;(2)通过理论计算将爆破荷载等效施加在弹性边界或隧道开挖轮廓面上,动力模拟结果表明在大于40 m的中远区两者振速变化规律趋于一致,故将荷载施加在开挖轮廓面上是合理的;(3)爆破地震波自由界面处体波经过反射形成沿表面传播的Rayleigh波,结合数值模拟山体内部地震波的传播规律发现,经反射叠加山体内部形成复杂的振动区;(4)当地震波到达拉卜楞寺最近点时,径向振速峰值为0.000 672 cm/s,垂向振速峰值为0.000 448 cm/s,合成振速峰值为0.000 807 cm/s,远小于古建筑安全振动控制标准。

      • 不同地震激励方向下隔震曲线梁桥易损性分析

        李喜梅,蒲奎,杨国俊,母渤海

        2024(1):26-38, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211230002

        摘要:

        为进一步评估隔震曲线梁桥在地震激励下的抗震性能,从地震易损性角度出发并兼顾考虑地震激励方向对其易损性的影响。利用APDL建立采用板式橡胶支座的隔震曲线梁桥有限元模型,从PEER中选取同一地震事件中的近断层地震动,按规范规定比例输入水平双向地震动进行非线性动力时程分析,结合地震响应与损伤指标计算得到各构件地震易损性曲线;考虑地震激励方向的变化,通过MATLAB编程绘制得到桥梁结构构件(桥墩与支座)以及整体系统的地震易损性曲面,分析探讨地震激励方向对隔震曲线梁桥易损性的影响。结果表明:不同极限状态下各桥墩切向损伤条件概率明显大于其径向,各支座的切向与径向易损性相差不大,但仍是各支座的切向易损性略大于径向易损性;桥梁各构件(桥墩与支座)切向易损性对地震激励方向均表现出很强依赖性,而径向易损性对其的依赖性相对较弱,且伴随损伤等级的提高,构件易损性对地震激励方向更加敏感;桥梁整体系统易损性对地震激励方向的变化不太敏感,且因各构件响应之间的相关性较高,其系统易损性更接近于易损性最大的构件——易损性下限;当进行隔震曲线梁桥抗震性能评估时,应考虑不同地震激励方向对其地震易损性的影响,从而使得易损性分析结果更加合理,能够更加真实地反映隔震曲线梁桥的实际损伤状态。

      • 纳米硅溶胶改良辽宁台安砂土的抗液化性能研究

        刘钢,任星龙,赵明志,郭文博,张冲

        2024(1):39-49, DOI: 10.20000/j.1000-|0844.20221110003

        摘要:

        辽宁台安砂土属于易液化砂,提升其抗液化性能具有重要的工程意义。文章针对纳米硅溶胶(CS)对辽宁台安砂土抗液化性能的改良效果进行探究,通过不排水动三轴试验,对纯砂样和改良砂样的液化特性进行对比研究,分析CS浓度和固化时间两个参量对改良砂样动力特性的影响。研究结果表明:(1)CS能够显著提升台安砂土的抗液化性能,在动载作用下改良砂样均未发生液化破坏。(2)随CS浓度和固化时间的增加,试样动孔压ud、动应变εd呈现先迅速下降后趋于平缓的发展规律;当CS浓度增至4%、固化时间达到3周后,试样抗液化性能的提升效果不再明显。(3)改良砂样的滞回曲线变得更加稳定。随CS浓度增加,阻尼先降低后趋于稳定,动弹性模量逐渐增大并趋于平缓,但伴随有一定的波动;随固化时间增大,阻尼呈减小趋势,动弹性模量呈增大趋势。研究成果可为辽宁台安地区砂土液化治理提供参考依据。

      • 基于磁悬浮理论的自适应抗拔摩擦摆隔震支座力学性能研究

        李晓东,吴健,张天允

        2024(1):50-58, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220617001

        摘要:

        为解决摩擦摆隔震支座抗拔能力不足的问题并优化其隔震性能,将传统的摩擦摆支座(FPB)和半主动控制思想相结合,提出一种自适应磁悬浮抗拔摩擦摆隔震支座(AMFPB)。基于磁路理论进行理论分析,推导出U型电磁铁的电磁力公式,以及AMFPB刚度、周期和等效阻尼比计算公式;对U型电磁铁进行位移-电磁力试验分析,建立AMFPB有限元模型,并对不同位移幅值、不同电磁铁匝数和输入电流下支座的滞回特性和抗拔性能进行分析。研究结果表明:U型电磁铁的位移-电磁力试验结果与理论结果吻合度较好,计算得到的AMFPB滞回曲线与数值模拟结果基本相同。AMFPB随滑动位移的增加可调节自身的刚度及耗能,有利于支座位移的控制。

      • 单排弹性实心桩对SH波的散射求解问题

        刘晶磊,吴浩,张冲冲,曹晋源,李秀欣

        2024(1):59-65, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220704001

        摘要:

        采用波函数展开法结合格拉夫加法定理分析单排实心弹性桩的SH波散射问题,通过改变单一变量,分析桩土剪切模量之比、桩体个数等因素对排桩隔振的影响效果,得到如下结论:当无量纲频率为低频和中频时,排桩后无量纲位移曲线在无限远处趋于0,随着桩体根数的增加隔振效果逐渐提高;在排桩后0~70a(a为桩径)范围内无量纲位移之比变化幅度较大,且不稳定,隔振效果较差;当桩土剪切模量之比小于500时,在250a~380a范围内减隔振效果较好;当桩土剪切模量之比大于或等于500时,隔振效果并不会随着其增加而大幅增加,即此时可将桩体认为是刚性桩体。当无量纲频率为中频时,在100a~120a范围内隔振效果较好,之后此范围内无量纲位移之比先骤升后逐渐下降,但当无量纲频率上升为高频时,各桩体根数下排桩隔振效果相差不大,且会在距离排桩更近处就已经达到很好的隔振效果。

      • 基于双层深度置信网络的梁桥结构损伤识别方法研究

        闫嵩,彭华春,杨汉青,何伟

        2024(1):66-73,104, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220407004

        摘要:

        为高效准确识别桥梁结构损伤,将深度学习与结构动力特性相结合,提出基于双层深度置信网络的桥梁结构损伤识别方法。首先取结构前3阶竖向振动频率和跨中节点前3阶竖向振动模态位移为参数,将其共同作为首层深度置信网络(DBN)的输入数据对结构的损伤位置进行识别;然后以1阶竖向振动的模态位移差作为参数,基于二层DBN对结构损伤程度进行预测;最后以郑许市域铁路桥梁为例进行验证。计算结果显示,当不考虑误差时,基于双层深度置信网络的结构损伤方法进行识别且结果精确;当噪声程度不超过10%时,定位识别结果准确率达100%;当噪声程度不超过15%时,定量识别结果最大绝对误差限不超过1.15%,识别结果准确;与传统的BP神经网络方法相比,本方法识别精度更高,抗噪性更强。

      • 考虑锈蚀损伤的黏结滑移本构模型

        杨丰,郑山锁,刘华,陈嘉晨,李晓

        2024(1):74-83, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220209004

        摘要:

        为合理反映钢筋锈蚀后黏结滑移性能劣化对钢筋混凝土(RC)结构抗震性能的影响,在既有黏结应力分布模式的基础上,推导得到钢筋应力-滑移关系,进而通过分析锈蚀对混凝土与钢筋界面黏结滑移机理的影响,建立考虑钢筋锈蚀损伤的黏结滑移本构模型。基于已有拉拔试验结果,与仅考虑纵筋锈蚀率影响的Cheng模型进行对比,验证所建模型的合理性与准确性。基于OpenSees有限元平台,采用纤维梁柱单元和零长度截面单元串联的方式,将所建钢筋黏结滑移模型嵌套于零长度截面单元的钢筋本构中,建立可考虑黏黏结滑移的锈蚀损伤纤维梁柱模型,并通过6根锈蚀RC柱拟静力试验结果验证模型的准确性,结果发现所提考虑黏结滑移的锈蚀RC纤维梁柱模型计算所得滞回曲线与试验滞回曲线吻合良好,累计耗能最大误差不超过15%。此外,通过参数分析研究影响锈蚀钢筋滑移量的因素,结果表明屈服滑移量与极限滑移量随体积配箍率的增大而明显减小,随混凝土保护层与钢筋直径之比(c/d)增大而变化的幅度较小。

      • 饱和珊瑚砂液化特性动三轴试验研究

        郭舒洋,崔杰,吴杨,单毅,中田幸男,梶山慎太郎

        2024(1):84-94, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230718001

        摘要:

        为调查饱和珊瑚砂液化相关特性与发展规律,针对饱和Chibishi珊瑚砂,开展一系列不排水循环三轴试验,研究相对密度Dr和循环应力比CSR对饱和Chibishi珊瑚砂的超孔隙水压力Δu、轴向应变εa及动强度特性的影响,并分析不同地区珊瑚砂抗液化强度的差异性。结果表明,饱和Chibishi珊瑚砂的Δu发展模式根据不同的CSR水平可以分为前期均匀增长型、前期突增型和后期突增型;此外,采用一种新的孔压模型对前期均匀增长型、前期突增型的孔压比ru进行表征,Chibishi珊瑚砂在相同的Dr条件下,双幅应变εDA达到5%的循环次数N随着CSR水平的增加而逐渐减小;各珊瑚砂在同一里氏震级对应的等效循环振动次数下,抗液化强度CRR的增长模式存在显著差异。研究结果可丰富对珊瑚砂液化特征的认知,同时对近岸和沿海工程的抗震设计提供参考依据。

      • 基于机器学习的铁路桥墩地震损伤快速评估

        沈林白,洪彧,周志达,蒲黔辉,文旭光

        2024(1):95-104, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221110002

        摘要:

        在桥梁的震后抢通工作中,桥梁结构的快速损伤评估是恢复交通的关键环节。以具有代表性的铁路矩形桥墩为研究对象,通过4组拟静力试验验证有限元建模方法的合理性,并对1 000组桥墩有限元模型分别按照纵桥向和横桥向进行耐震时程分析,通过搭建BP神经网络对地震动力响应的需求结果进行拟合,构建铁路矩形桥墩震损快速评估模型,最终通过一座三跨混凝土梁桥验证该模型的适用性。研究结果表明:配筋率、配箍率、剪跨比和轴压比是影响桥墩地震损伤的四种主要因素,长宽比、混凝土和钢筋强度是影响桥墩地震损伤的三项次要因素;当发生PGA为0.32g的设计地震时,通过数值分析和神经网络模型快速评估这两种方法计算所得桥梁四个桥墩轻微损伤概率分别为96.7%、44.6%、49.1%、96.7%和95.6%、40.4%、60.9%、95.8%,中度损伤概率分别为40.1%、1.2%、1.6%、40.1%和37.4%、2.3%、6.0%、37.7%;BP神经网络算法能够有效建立构造参数与地震响应之间的联系,输出误差处于合理范围内,回归程度较好。基于BP神经网络的桥梁地震损伤评估模型具有较好的普适性,能替代部分数值仿真计算工作。

      • 寒区环境温度对板式橡胶支座连续梁桥地震易损性影响研究

        虞庐松,王力,杜新龙,李子奇,李於钱

        2024(1):105-114, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221108003

        摘要:

        针对现行规范对寒区桥梁减隔震设计中仅考虑橡胶支座力学特性受环境温度作用影响,而忽略桥墩混凝土材料特性受温度影响的不足,以高寒地区一座两联3×30 m混凝土连续梁桥为背景,开展不同环境温度下桥墩混凝土材料抗压性能试验,确定温度对其力学参数的影响,基于试验结果对不同环境温度下的桥墩混凝土力学参数进行修正,从而建立不同环境温度下的全桥精细化非线性有限元模型,并基于增量动力分析(IDA)法探究不同环境温度下该桥的地震易损性。结果表明:极端温度引起桥墩混凝土材料参数和支座刚度的改变,使得该桥自振频率随着温度的升高而降低;地震作用下,极端低温时桥墩墩顶位移较常温增大了26.8%,而极端高温时支座位移增大了19.4%;根据现行规范计算的极端低温时支座和桥梁系统的损伤概率偏小,极端高温时结构和构件的损伤概率偏大,在设计中应予以重视;极端低温下桥墩、支座及桥梁系统的损伤概率,较常温分别增大45.0%、35.2%和27.5%,对于高寒地区该类桥梁设计时需考虑低温对其抗震性能的影响。

      • 基于时频分析与深度学习的结构震后损伤评估

        周荣环,康帅,王自法,靳满

        2024(1):115-125, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221021002

        摘要:

        为评估地震后钢筋混凝土(RC)框架结构的损伤状态,提高损伤评估的效率和精度,文章提出一种基于时频分析和一维卷积神经网络(1D-CNN)的地震损伤评估方法。首先利用增量动力时程分析对一个6层RC框架结构进行地震损伤模拟,并根据最大层间位移角对加速度信号进行损伤程度的标定,以此来获取数据样本,随后应用五种不同的时频分析方法对原始信号进行处理;然后建立基于1D-CNN的地震损伤评估模型,并利用贝叶斯优化算法寻找模型中的最优参数组合;最后评估所提出模型方法在噪声情况下的泛化能力。研究结果表明:五种时频分析方法中,小波散射变换方法的准确率最高,达92.5%,且计算速度也最快,仅需144 s;另外在噪声下该方法仍可以保持较高的损伤评估准确率,具有较好的鲁棒性和泛化能力。

      • 地震动演变功率谱模型参数的统计建模

        范颖霏,姜云木,刘章军

        2024(1):126-135,145, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220130001

        摘要:

        工程上常将规范反应谱拟合的确定性取值作为地震动演变功率谱参数,这虽然便于工程应用,但同时存在明显弊端:一方面,参数并非从实测强震记录中获得,具有较强的经验性;另一方面,确定性参数生成的地震动样本过于规则,且工程特性单一,无法全面地反映地震动的随机性。为了克服上述难题,从PEER的NGAGWest2地震动数据库中筛选1 766条主轴方向的实测强震记录,并根据《中国地震动参数区划图》建议的场地类别和聚类方法划分为15组;随后,识别实测强震记录的演变功率谱参数,并结合K-S检验和BIC信息准则,确定每个参数最优概率模型;最后,根据演变功率谱参数统计建模结果,结合降维方法,生成了Ⅱ类场地与Ⅲ类场地的代表性时程。与《建筑抗震设计规范》中建议取值不同,研究参数来源于实测地震动,且具有随机性,避免地震动样本工程特性的单一化和规则化。

      • 冻融循环作用下黄土累积塑性应变演变规律

        唐鑫,张吾渝,董超凡,唐富春,刘成奎

        2024(1):136-145, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220111001

        摘要:

        为探究黄土路基在冻融循环和交通荷载耦合作用下的累积塑性应变变化规律,选取西宁地区重塑黄土为研究对象,采用GDS双向动三轴测试系统对其进行一系列动三轴试验,研究不同冻融循环次数、围压、动应力幅值以及频率对累积塑性应变的影响规律,并通过引入拟合参数建立考虑多因素的累积塑性应变预测模型。结果表明:累积塑性应变随冻融循环次数的增大而增大,在6次冻融循环后增长速率减缓且趋于稳定;减小动应力幅值和增大围压能显著抑制累积塑性应变的发展;加载初期累积塑性应变随频率变化不明显,随着振次的增加,频率作用凸显,累积塑性应变随着频率的增大而减小;基于试样的累积塑性应变演变规律,分别采用幂指数模型和对数模型进行拟合,发现后者拟合效果好;综合考虑4种因素对累积塑性应变的影响,建立累积塑性应变预测模型,并对试验的实测值与预测值进行对比,验证模型的可行性。研究成果可为季冻区黄土路基永久变形的计算提供理论参考依据。

      • 新型组合隔震支座设计与性能研究

        韩汶利,高向宇,吴凡,田杰,王作杰

        2024(1):146-155, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221030002

        摘要:

        在已有研究基础上,为提高摩擦型组合隔震支座变形能力、改进各摩擦组件位移协调性,建立实体化和参数化计算模型,对新型三段两级摩擦组合隔震支座进行构造及内力分析研究,使用ABAQUS软件对摩擦阻尼器和组合隔震支座进行实体有限元模拟。针对设置常规隔震支座和新型组合隔震支座的某隔震结构案例进行建模及非线性时程地震响应分析,推导组合隔震支座出力和构造参数的关系。研究结果表明,文章所采用的摩擦阻尼器参数化建模方法是准确的,新型组合支座可明显降低支座拉应力,减小隔震层位移,提高结构抗倾覆能力。文章提出的针对摩擦阻尼器的简化单元可大幅提高有限元模型的计算效率。

      • 基于多层框架结构的楼层阻尼比修正的仿真研究

        王卢萍,周佩,王海峰,王玉山

        2024(1):156-162,206, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220316001

        摘要:

        附加有效阻尼比的确定是消能减震结构设计的关键。为探究布置消能器楼层数的不同对结构设计安全性的影响,以新疆地区某多层钢筋混凝土框架结构为研究对象,采用非线性时程分析方法和等效结构模型的振型分解反应谱分析方法,基于各楼层剪力计算结果,引入楼层阻尼比修正系数kmn,对等效结构模型的附加有效阻尼比进行迭代修正。结果表明:采用小震时程分析阻尼比的等效结构模型,其楼层阻尼比修正系数随着阻尼器布置楼层数的逐渐增加呈现出先增后减的趋势,当阻尼器布置层数为楼层总数的3/5时折减率最低;采用中震时程分析阻尼比的等效结构模型,当阻尼器布置楼层数不少于2/5时,可满足设防要求;对于多层框架结构,考虑综合成本,黏滞阻尼器的布置楼层数可不采用满布的形式。

      • 不同面板型式加筋土挡墙振动响应数值分析

        李思汉,蔡晓光,王学鹏,徐洪路,黄鑫

        2024(1):163-173, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220317002

        摘要:

        以刚/柔组合墙面加筋土挡墙的振动台试验结果为基准,建立刚/柔组合式、模块加返包式、模块式和格宾式面板型式加筋土挡墙的FLAC3D数值模型,研究面板型式对挡墙水平位移、加速度响应及地震土压力分布的影响。结果表明:在静力作用下不同面板型式挡墙的变形模式略有不同;振动作用下,变形大小为组合式<模块加返包式<格宾式<模块式;加筋区内加速度放大系数为组合式>模块加返包式>格宾式>模块式;面板处加速度放大系数均大于加筋区,且面板型式不同,放大规律亦不同;面板型式不同,地震主动土压力非线性分布规律不同;合力作用点位置大多高于M-O方法的H/3,且受加速度幅值影响较小。

      • 铁路桥梁根式挖井基础桥墩的水平承载特性研究

        李涛,陈兴冲,王义,鲁锦华,张熙胤,丁明波

        2024(1):174-181, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220808001

        摘要:

        根式基础作为一种新型变截面结构形式,已被证明对于提高沉井基础与桩基础的竖向及横向承载力有明显影响,但其对挖井基础抗震性能的改善作用尚不明确。为明确根键对挖井基础桥墩承载力特征的影响,对一铁路根式挖井基础桥墩进行拟静力试验,研究其滞回曲线与骨架曲线特性,通过建立符合试验的有限元模型,讨论不同根键参数对挖井基础桥墩耗能能力及承载力的影响。结果表明根键的存在充分带动了周围土体的参与度,可大大提高挖井基础桥墩的承载力,且随着墩顶位移荷载的增加承载力呈非线性增加。试验及数值模拟均表明:根式挖井基础的破坏主要是由基础周围的土体失效引起的,基础自身并未发生损坏;增加根键的长度可以明显提高根式挖井基础桥墩的承载能力与耗能能力;当根键之间的间距大于根键自身宽度时,增宽根键可明显提高根式挖井基础桥墩的承载能力与耗能能力,而当根键的间距小于自身宽度时,加宽根键对承载力的影响不明显;增加根键的数量能明显提高根式挖井基础桥墩的承载力;在基础底部布置根键的效果并不弱于在侧壁布置,且根键布置在侧壁时不宜靠近土体表面。研究成果可为根式挖井基础在我国铁路桥梁中的应用提供科学依据。

      地震研究
      • 我国黄土高原地区地震动衰减关系研究的若干进展

        薄景山,万卫,彭达,段玉石,李琪

        2024(1):182-198, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230515003

        摘要:

        地震动的衰减关系是指地震动随震级、距离和场地条件等变化的经验关系,近年来在我国亦被称为地震动预测方程,是估计地震动及其影响场的主要方法之一,在地震区划和重大工程场地地震安全性评价中被广泛应用。黄土是一种特殊土,在我国广泛分布。我国黄土高原地区地质构造复杂,新构造活动强烈,中强地震频发,地震动的衰减关系有其特殊性,总结我国黄土高原地区地震动衰减关系的研究成果对促进黄土高原地区抗震研究有重要意义。在简要介绍国内外地震动衰减关系研究的基础上,全面系统地总结我国学者在黄土高原地区的地震烈度衰减关系,基岩和土层场地地震动峰值加速度、峰值速度、峰值位移以及反应谱衰减关系方面的研究成果;评述和讨论在黄土覆盖地区地震动衰减研究领域存在的问题和今后的研究方向。文章的研究工作对从事黄土高原地区地震工程研究的科技人员有重要参考价值。

      • 基于指数函数的川滇地区余震序列衰减规律研究

        徐世达,段俊康,何本国,刘佳奇,鲍泽铭,陈天晓

        2024(1):207-213, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20211115002

        摘要:

        较大的余震可能造成额外损失并有二次触发建筑物受灾的风险。为研究余震序列衰减规律,文章尝试采用指数衰减模型拟合分析5个不同地区余震序列,并借助修正赤池信息准则、贝叶斯信息准则与调整后R2,分析其与传统余震衰减模型的性能。结果表明,指数模型描述余震序列衰减规律的能力与修正的大森余震模型、修正的拉伸指数模型接近。尤其对于四川长宁MS6.0余震序列和云南彝良MS5.7余震序列,指数模型表现优于其他两种模型。指数模型参数具有明确的物理意义:参数Ar之和能够准确代表强震后的实际初始余震数,5个余震序列初始余震数偏差均小于1.70%;参数k可作为反映余震序列衰减快慢的特征值,k值越大则余震序列衰减越慢,其值与主震震级呈反比例关系。

      • 2020年唐山古冶5.1级地震前后岩石圈磁场异常变化分析

        张海洋,毛丰龙,王朝景,刘德强,李博

        2024(1):224-231,240, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20210709001

        摘要:

        基于唐山及周边地区2019年9月—2021年4月连续4期流动地磁观测资料,获得唐山地区岩石圈磁场异常变化模型,以此分析2020年7月12日唐山古冶5.1级地震前后半年期岩石圈磁场的时空变化特征。结果表明:(1)岩石圈磁场变化的水平矢量在地震前出现明显的方向转向和幅值弱化的现象,地震前后经历了“由震中向周边分散由周边向震中汇聚发震方向反转”的时空演化过程;(2)震中附近各测点岩石圈磁场总强度值在地震前后具有规律性时序变化,均呈现“震前缓慢减小同震时期急剧增大震后急剧减小”的特征;(3)基于压磁效应和断层亚失稳模型分析,地震前后岩石圈磁场异常的时空变化特征或许是由震中附近主要断裂地应力的积累和释放所致。

      • 天山中段2次6级地震前钻孔应变高频异常分析

        斯琴,关冬晓,王斌,郭春生

        2024(1):232-240, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220120003

        摘要:

        2014年以来,天山中段分量钻孔应变仪空前增多,这些高采样率的应变观测资料蕴含着丰富的构造信息。如何从高采样率观测资料中提取有效的前兆异常信息,是分析研究人员亟待解决的问题。文章通过对天山中段分量钻孔应变观测数据进行S变换和超限率分析发现,在天山中段2次6级地震前有5套应变资料出现高频信息异常。这些异常均在震前出现,随后达到峰值,临震前或地震后衰减,其中短周期异常信号主要集中在10~720 min频段,且S变换与超限率分析结果具有很好的同步性。结合精河地震震源区及附近的GPS分析结果,发现高频异常信息的分布与该地区地壳运动场具有很好的一致性,进一步验证了高频信息异常的可信度。

      • 采用2021年青海玛多地震序列震源机制节面聚类确定发震断裂几何形态

        沈千贺,万永革

        2024(1):241-248, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20220718001

        摘要:

        地震断裂带形状是活动构造和地球动力学的重要资料。2021年发生的玛多地震序列提供了丰富的震源机制资料,为统计震源机制节面并估计玛多地震发震断层面形状提供了很好机会。文章对地震的震源机制资料进行基于密度的聚类来确定断层的几何形态。首先对收集到的玛多地震序列的震源机制解进行中心解求解,从而获得更为精准的数据,然后对其进行DBSCAN方法的聚类分析,得到断层的走向为113.5°,倾角为88.2°,通过震源机制反演应力场,并将应力场投影到断层上,得到断裂带的相对剪应力和相对正应力分别为0.84和-0.79,剪应力强度较大,滑动角为-0.72°。结果表明玛多地震是发震断裂受NE-SW的挤压和NW-SE的拉张,形成了较大的剪切力,从而促使近东西的江错断裂发生左旋走滑错动所致。

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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

        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。

      • 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

        王 辽, 谢 虹, 蒲小武, 李智敏, 郭 晓, 姚赟胜

        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。

      • 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。

      • 美国地震监测现状综述

        吕帅, 房立华, 任华育, 周本伟

        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,本文从地震监测架构、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。

      • 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

        巴金璐, 董锦坤

        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。

      • 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

        彭巧巧, 孟祥瑞, 第宝锋, 曾雅婕, 骆晓龙, 胡顺忠

        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。

      • 2021年青海玛多MS7.4地震前后CO异常变化研究

        史延飞, 辛存林, 梁浩东, 刘海博

        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。

      • 流体注入激活裂缝的滑动条件及模式研究

        刘殿柱, 王鑫尧, 王春

        DOI: 10.20000/j.1000-0844.20221117002

        摘要:

        为了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了一系列三轴注入-驱动剪切实验,研究了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。

      • 木钙对兰州黄土水理性质的影响

        王沈力, 李晓龙, 刘辰麟, 刘东发

        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。

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