SH波入射下阶跃基岩覆盖土层场地地面运动特征分析

利用二维显式有限元场地地震反应分析程序,把不同频谱特性的地震动作为输入基岩的SH波,探讨了阶跃基岩覆盖土层场地地震动空间分布特征,重点研究了覆盖土层厚度和土层性状对场地地表加速度峰值和反应谱的影响。研究表明:对于阶跃基岩覆盖土层场地,覆盖土层厚度变化对相应区域地表地震反应有较为明显的影响,对土层厚度不变区域的地表地震反应影响不明显。土层性状对阶跃基岩覆盖土层场地地表的加速度峰值和反应谱均有重要的影响。软土和上软土下硬土组合土层场地地表的加速度峰值要比硬土场地地表上的大。软土场地中反应谱的峰值要比硬土场地中反应谱的峰值大,硬土场地反应谱峰值对应的周期较短,软土场地反应谱峰值对应的周期较长。土层性状对地震动反应谱的影响,主要体现在短周期分量上。     

防震建筑

美国地震工程师说,建筑物如竖立于特殊的钢球轴承上,就能在大地震之后保存下来。当地面震动时,钢球产生运动并变形,吸收地震的能量,使上面的建筑物得以保持稳定。美国加利福尼亚大学伯克利分校地震工程研究中心的维克多·萨耶斯和纳维因·阿明于1993年5月上旬宣布了他们在实验室用轴承进行试验的结果。由轴承所支持的模拟建筑物在强达里氏计8级的200次模拟震动下安然无恙,而未受保持的模拟建筑物则在三次小的模拟震动后即遭严重损坏。钢制轴承置于凹形钢碗中。球体支持建筑物的重量,但在发生地震时,凹形碗能在钢球下自     

探索树木年轮中的地震秘密

<正>树木与地震可谓风马牛不相及的话题。然而,科学家却从树木年轮的变化中,揭开了我们人类尚不知晓的地震秘密。为我们了解过去的地震灾害事件积累了许多珍贵的资料……美国加州圣安德烈斯断层曾发生了伤亡严重的1906年旧金山大地震,并至今仍然威胁着     

SV波入射下斜坡地形对上覆土层地震动放大的影响研究∗

针对上覆土层斜坡场,利用显式有限元方法,定量分析 SV 波入射下地震动的放大与斜坡角度、覆盖层的厚度以及覆盖层与下卧基岩阻抗比的关系。研究表明,当斜坡角度大于 60°、覆盖土层厚度大于 1/4 斜坡高度时,在离坡顶点两倍斜坡高度以内,存在一个较一维土层明显的放大区域。在这一区域内,放大倍数最大值位于坡顶点,放大倍数随斜坡角度和土层厚度的增加而增大,随到坡顶点距离的增大和土层与基岩阻抗比的增大而减少。当土层与基岩阻抗比较低时,最大放大倍数可达一维土层的 2.3 倍。在这一区域内,斜坡地形土层基本频率约为一维土层的 0.8~0.95 倍。当斜坡角度＜45°或覆盖层厚度小于斜坡高度的 1/4 时,斜坡对一维土层放大的影响显著下降。还利用最小二乘法和数值模拟结果拟合了显著放大区域的放大倍数与斜坡角度、覆盖层的厚度以及阻抗比的简单估计关系式。结果可为上覆土层的斜坡场地地震动参数的选择提供一定的参考。     

场地动力特性对衬砌隧道地震反应的影响

采用间接边界元法(IBEM),研究了平面SV波入射下场地动力特性对衬砌隧道地震反应的影响问题。充分利用半空间格林函数和全空间格林函数在分别构造含孔半无限空间域和闭合域内散射波场方面的优势,将含有衬砌隧道的层状半空间分解为含孔层状半无限空间域和一个环形衬砌闭合域。在半无限空间域孔洞边界和闭合域边界各单元上分别施加虚拟均布荷载,进而求得半空间和全空间域内的位移、应力格林函数,然后根据边界条件确定虚拟均布荷载密度,最后求得衬砌内表面动应力集中系数。验证了方法的正确性,并以基岩上单一土层和基岩上三层土为例,计算分析了层状弹性半空间中隧道衬砌内表面动应力集中系数。结果表明,随着基岩土层刚度比的增大,动应力集中系数峰值减小;随着土层厚度增大,动应力集中系数峰值总体上呈减小趋势;对于不同土层层序,动应力集中系数峰值明显不同。     

SF6气体绝缘设备的放电特性研究

采用间接边界元法,给出了层状半空间中沉积谷地对斜入射平面SV波的三维散射解答,并通过与已有结果的比较,验证了本文解答的正确性。进行数值计算,研究了斜入射角度对散射效应的影响,并以基岩上单一土层为例,讨论了基岩刚度和覆盖土层厚度对沉积谷地附近地表位移的影响。研究表明,三维散射与二维散射之间存在本质差别,不能简单地将斜入射平面SV波分解到沉积谷地横截面的面内方向,然后按平面问题进行计算;基岩与土层刚度比对沉积附近地表位移幅值有着较大的影响,但对位移幅值的空间分布影响不大;土层厚度变化不仅影响地表位移幅值的大小,还会改变地表位移幅值的空间分布。     

工程场地基岩设计谱反演方法

地表设计谱可以直接由抗震设计规范确定,而基岩设计谱主要通过专门的地震危险性分析获得。地震危险性分析方法会受到潜在震源区划分、地震活动性参数、基岩地震动衰减关系等诸多环节的影响,且该方法未考虑基岩上覆场地的场地条件,由此获得的基岩设计谱与规范确定的地表设计谱常常并不协调。本文针对基岩设计谱确定困难这一问题,提出了工程场地基岩设计谱反演的一个方法。基于一维层状场地波动理论,利用等效线性化法考虑场地土的非线性,通过地表设计谱反演得到基岩设计谱。土层等效剪应变取各样本等效剪应变的平均值。该方法得到的基岩设计谱符合上覆场地的非线性动力特性,具有一定的工程应用价值。     

汶川8.0级地震断层下盘基岩衰减关系分析

选取汶川8.0级特大地震位于断层下盘中的32个台站的强震记录,其中20个为土层台,12个为基岩台。首先,利用一维等效线性方法从土层台水平向强震记录反演出基岩水平向地震时程。随后进行了回归统计分析,给出了此次地震的下盘基岩水平向地震动峰值加速度和反应谱衰减关系。最后将所得结果与其他衰减关系对比分析,通过分析得出所得衰减关系揭示了汶川地震的下盘基岩衰减特性,该衰减关系是合理的,为分析汉源烈度异常确定输入地震动提供了基础数据。     

加拿大的地震危险性

<正> 1 地震危险性评定历史加拿大在其有记载的历史上经历了若干次破坏性大地震,这使第一张地震危险性图在1953年被加拿大国家建筑规范(NBCC)所采用(Hodgson,1956)。该图是定性的,简单地将地震带划分为大的、中的、小的和估计无地震危险几类。1969年,Milne和Davenport(1969)提出了一个编制新区划图的定量依据,该图于1970年为NBCC所采用。其依据是极值理论,采用每年1/100的超越概率的水平峰值加速度等值线来确定4个地震带,该图沿用至今并包括了1980年版的规范。在70年代后期至80年代早期通过对原来的和新近获得的地震活动性资料以及概率方法的评估,编制出版了加拿大新区划图(NBCC,1985),该图如下文中所描述。自那时起,新研究成果的取得和对地震及其影响的进一步认识,迫切需要编制能为2000年NBCC所采用的新加拿大地震危险性图。     

基于RBF神经网络模型的砂土液化震陷预估法

以我国海城地震、唐山地震和日本新漏地震中建筑物地基的液化震陷实测资料为基础，地震动方面选取地震烈度，，上部结构特征方面选取基底压力P、基础类型r、宽深比BD。和建筑物的长高比L/H，地基土方面选取土的相对密度Dr、上覆非液化土层厚度Da、地下水位dw，共8个影响建筑物地基震陷的主要因素作为神经网络模型的输入参数，地基震陷量与液化土层的深度之比SD作为神经网络模型的输出，采用径向基函数神经网络模型建立建筑物地基的液化震陷预估模型，并利用该模型建立了因素影响趋势线，通过对该神经网络模型的建立、运行和检验，得到了各因素对砂土液化引起的地基震陷量大小的若干影响规律。     

泉州盆地地震效应特征的一维等效线性和二维非线性分析的比较

采用等效线性动粘弹性模型描述土的动力非线性特性,基于一维等效线性波传法,对泉州盆地地震效应进行了分析;同时,采用修正Martin-Seed-Davidenkov动粘弹塑性模型描述土的动力非线性特性,对泉州盆地非线性地震效应进行了大尺度二维精细化有限元分析,研究了地形地貌和土层横向不均匀性对地震效应的影响。将两种分析结果进行对比,结果表明:①随着基岩输入地震动强度增大,地表峰值加速度PGA放大效应总体呈现减小趋势,中震与小震、大震与小震的地表PGA放大系数之比依次为0.83~0.99、0.72~0.97;②该盆地Ⅲ类场地处,基岩、地表起伏不大,且土层横向分布较均匀,两种方法计算得到的地震效应特征类似;基岩或地表起伏剧烈、土层横向分布明显不均匀的Ⅱ类场地上,二维非线性分析给出的地表PGA放大系数明显大于一维等效线性结果,两种方法得到的地表加速度反应谱及PGA随土层深度的变化特征存在显著差异,二维非线性分析给出的地表加速度反应谱大多呈现双峰甚至多峰现象,且PGA在土层特定深度处存在聚集效应,使PGA随土层深度的变化呈现非单调性。     

高层建筑与桩基共同工作对结构动力特性的影响

<正> 结构与地基基础的相互作用在地震震害中的表现是十分明显的。例如,1967年委内瑞拉地震,在市区东部范围,土层厚度在100米以内的地区,5-9层建筑物破坏严重,当土层厚度超过150米的地区,14层以上的建筑物破坏程度较5—9层的建筑物为严重。经有关资料分     

旧金山防震减灾的办法

正旧金山是美国西部最大的金融中心和港口城市,也是通往太平洋区域和远东的门户。这座城市三面环海,风光绮丽,各种风格建筑物色彩迷人,加之气候宜人,成为旅游圣地。但旧金山地上太平洋和北美两大板块的交界万,地质活动频繁,历史上曾几次遭遇大地震重创。据资料记载,1906年4月18日晨5时13分,旧金山发生里氏8.3级地震,无数房屋被震倒,水管、煤气管道爆裂。地震后不久发生的     

苏通大桥初设阶段主桥场地地震反应计算

本文计算了苏通大桥初设阶段主桥近300 m深场地的地震反应。将三种地震波从基岩输入,并考虑了行波效应,从而得到不同计算工况下8个桥墩所在场地的地震反应结果,列出了工程场地地表的部分绝对加速度和绝对位移的计算结果。从计算结果来看,土层的地震反应受到以下几个因素的影响:土层计算模型、土层的地质地形条件、行波效应。当有倾斜河谷地形时,采用一致输入下水平均匀分层土层的简单模型后,计算所得的工程场地地震动参数与实际场地精细化模型的计算结果有较大的差距。是否考虑基岩面上地震波的行进过程,也会对场地地表的地震动参数产生较大的影响。     

汶川地震加速度峰值衰减中的平均场地效应

衰减关系中的场地效应是地表衰减关系相对基岩衰减关系的修正.本文探讨的是平均场地上的衰减关系对基岩衰减关系的修正.基于胡聿贤在1986年所确定的华北地区基岩地震动加速度和反应谱的衰减关系模型,改造后的衰减关系模型为.     

不能复原的“伤口”——记1811年新马德里8.6级地震

“在没有湖的地方,出现了新的湖;山峦沉陷下去;瀑布和河流消失得无影无踪。很多地方发生了地裂,裂隙深不可测。倒伏的树木凌乱成一堆堆,看去就像一片森林刚被犁过一样。” 上面这段文字记载的是1663年发生在加拿大魁北克三河附近的一次地震的震害现象。但是生活在美国东南部密苏里州的新马德里地区的人们却不大相信地震会有如此大的威力。因为,新马德里地区在1881年之前的前150年中,虽然发生过无数次小地震,但从未发生过大地震。因而,生活在这里的居民们,对大地震的危害没有切肤之痛,也就没有什么更深刻的认识。有了密西西比河及其支流工程的滋养,这里的人们一直过着衣食无忧的日子,即使时不时的会有小地     

美加州森林大火

2007年10月21日，美国加州发生森林大火，截至25日，10余起山火已导致12人丧生，60多人受伤，近百万人被疏散。火灾破坏面积百倍于广岛核爆，毁林1970平方公里，烧掉10个亿。     

GPM 技术及在郯庐带东侧断裂 F_1F_5(江苏段)调查中的应用

本文扼要介绍了 GPM 技术在郯庐带东侧断裂(江苏段)调查中的应用结果;并着重讨论了利用域值判别有覆盖层的基岩类型并通过层面的连续性和盘的比较判别隐伏断裂是否存在。同时本文还提到,GPM 技术在考古勘探中对土层扰动特征的研究,可成功应用于土层裂隙的调查,这在活断层的研究中是有实际意义的。     

被忽视的地学文化

中国人也许还记得那场发生在1994年的洛杉矶大地震,但商业意识极强的美国人不但记得,还把它拍摄成电影大片《洛杉矶大地震》,在满足娱乐的同时,给公众带来科学教育。科技发达的美国非常重视地学文化资源的开发。近年来,好莱坞拍出不少以地学     

郑国光率代表团赴美访问

<正>2017年5月18日,中国地震局局长郑国光率代表团抵达美国旧金山,开始中美地震火山合作访问。期间,代表团一行分别与美国地质调查局门洛帕克科学中心、伯克利地震实验室、南加州地震中心、加州综合地震台网及加州地质调查局专家进行座谈,全面了解美国地震监测台网及预警系统建设、南加州地震中心运行模式、美国近年来在注水、CO2深钻储存等诱发地震成因领域