主余震序列型地震动作用下RC框架结构损伤耗能研究

强震发生后通常伴随着余震,余震的发生会加重结构损伤甚至引发倒塌。为了量化研究主余震序列型地震动对结构损伤的影响,以一栋3层钢筋混凝土框架结构为研究对象,选取了10条实际的主余震记录作为地震动输入,采用ABAQUS非线性有限元软件对该框架结构进行非线性动力时程分析,并依据结构局部和整体损伤耗能指标来评价主余震序列型地震动对框架结构累积损伤的影响。研究结果表明:序列地震会加剧结构底层柱的局部损伤耗能,特别是对底层中柱的影响更加明显;序列地震作用下的结构整体损伤耗能平均值相对于单主震作用下增加约30%;当余震与主震的第一周期谱加速度指标的比值Sa （T₁）_余震/Sa （T₁）_主震较大时,序列地震对结构损伤需求的影响更为显著。     

主余震作用下钢框架-中心支撑结构抗震性能分析

为研究余震对钢框架-中心支撑结构抗震性能的影响，以钢框架-拉链柱式中心支撑结构和传统钢框架-人字形中心支撑结构为例，基于增量动力分析方法，对2种结构在主余震、主震作用下进行地震易损性分析。对比了2种结构地震易损性差异，根据抗倒塌储备系数评价了2种结构的抗倒塌性能。结果表明：余震会增加结构的地震易损性，其影响程度随着地震动强度的变大而增加；与人字形中心支撑结构相比，拉链柱式中心支撑结构在高强度地震下处于重度损伤和倒塌2种极限状态时的失效概率更低，抗倒塌储备系数更大，抗倒塌性能更优。     

考虑主余震序列作用的砌体结构易损性分析

鉴于我国砌体结构抗震面临的严峻形势,以及主余震序列作用下砌体结构易损性研究存在的不足,以汶川地震中1栋典型砌体房屋为依托,开展考虑主余震序列作用的砌体结构易损性研究。首先,建立了结构的三维有限元模型,并从结构动力特性与损伤等方面验证了模型的合理性; 其次,选取整体损伤耗能作为结构性能参数,并给出了对应不同破坏等级的结构整体损伤耗能界限值; 最后,基于IDA方法对结构进行了不同主余震序列作用下的易损性分析。结果表明:相对于层间位移角,整体损伤耗能更适用于描述余震对结构的累积损伤效应; 随着结构主震损伤程度的加深,余震对结构造成的影响越明显,且主余震序列作用下结构呈现出比主震单独作用下高一个破坏等级的趋势; 当ΔPGA小于0.6时,结构的极限状态超越概率最大增幅不超过10%,此时余震的影响较小; 当ΔPGA大于0.6时,结构的极限状态超越概率最大增幅可达到33.1%,此时余震的影响较大。     

主余震作用下高强钢筋混凝土框架的易损性分析

为研究主余震作用下配置高强钢筋的RC框架结构的抗震性能,根据相同设计指标和"等强代换"的原则,设计了三榀六层四跨的钢筋混凝土框架,纵向受力钢筋的强度等级分别为HRB400、HRB500和HRB600。通过OpenSees平台进行有限元建模,将最大层间位移角作为结构损伤指标,反应地震作用的结构响应。选取15条地震加速度时程,通过重复法构造人工主余震序列并进行IDA分析,得到结构在不同强度的主余震序列作用下的地震易损性曲线。结果表明:主震PGA越大,余震的最大层间位移角越大,结构达到各极限状态的概率越高。对比配置不同钢筋强度的三榀框架的计算结果,可知"等强代换"原则下,相同主余震序列作用时,钢筋强度的提高对结构抗倒塌性能有不利影响,但影响有限。     

主余震作用下山地掉层框架结构的易损性分析

一次强震过后通常伴有多次余震发生,由于主震和其后续余震之间的间隔时间较短,使得主震损伤结构未能得到及时修复而进一步遭受余震作用,产生“二次损伤”。山地结构的受力性能与普通结构有显著差别。参考我国现行规范设计了具有代表性的3个不同掉层数与掉跨数的山地掉层框架结构及1个普通平地框架结构,采用增量动力分析方法,以Park-Ang损伤指数作为结构响应参数DM,以PGA作为地震动强度参数IM,给出了掉层结构以及平地结构在主余震作用下的易损性曲线,对比分析了掉层结构与平地结构的易损性,研究了余震对各结构易损性的附加影响。基于抗倒塌储备系数(CMR)评价了结构的抗倒塌能力,比较了各结构的抗震倒塌安全储备。结果表明:余震会提高结构的超越概率,且随着余震强度的提高,超越概率越大;掉层结构的超越概率更高,且掉层数与掉跨数对结构地震易损性的影响较大;与平地结构相比,山地掉层结构抗倒塌储备系数较小,抗倒塌安全储备较低。对于掉层结构,掉跨数与掉层数的增加均会降低结构的抗倒塌安全储备,且掉层数对CMR的影响更大。     

考虑主余震作用下的核岛厂房结构易损性研究

一次强震常伴随着多次余震作用,且时间间隔较短。研究表明,主震诱发的系列余震会对原有结构造成进一步的累积损伤。核岛厂房结构作为核反应堆的最后一道防线,其在服役期间可能遭受主震和余震的累积作用。参考我国现行规范,定义了四类性能水准(PL)和三种极限状态(LS),以混凝土最大应变作为结构破坏指数(DI),以谱加速度S a作为地震动强度指标(IM),提出一种考虑主余震序列作用下核岛厂房结构的易损性评估方法。选取PEER数据库地震记录,采用增量动力分析方法,给出了AP1000核岛厂房在420条主余震序列地震作用下的易损性曲线。定量分析了主震强度和主余震谱加速度比对核岛厂房结构易损性的影响。结果表明:核岛厂房的超越概率随着余震强度的增大而增大;余震在主震对结构损伤的基础上会加重核岛厂房的附加损伤;随着主余震谱加速度比从0.5增加到1.0时,核岛厂房结构破坏状态超越概率提高了10%~40%。     

主余震作用下塔尔寺中心大塔响应研究

目前对建筑结构进行主余震序列作用下的动力响应研究表明,主震过后的余震往往会造成结构损伤的累积,导致结构裂缝扩展甚至倒塌,但主余震分析在土遗址的分析中却应用较少。以锁阳城塔尔寺中心大塔为研究对象,基于目标谱匹配方法选取6条自然地震动记录调幅,进行单一主震与主余震序列作用下的动力响应分析。结果表明:加速度与位移响应沿佛塔高度的变化趋势在主震作用与余震作用下基本一致,加速度与竖向位移最大值位于佛塔顶点,而水平位移最大值位于覆钵体与塔身结合处;结构在主震作用下产生塑性损伤后,余震会扩大损伤的范围和程度,且损伤严重的部位扩大效果最明显。通过以上分析得到塔尔寺中心大塔的薄弱位置,提出在合适部位进行支护加固等改进措施。     

考虑主余震作用的近海桥墩时变地震易损性分析

基于OpenSEES平台,以某近海刚构桥桥墩为例,选取符合场地类型的地震波,并根据地震记录构造主余震序列。运用"能力需求比"分析方法建立不同服役时间节点桥墩控制截面在不同损伤状态条件下的地震易损性曲线,研究氯离子侵蚀和主余震序列对桥墩抗震性能的影响。结果表明:同一损伤状态的超越概率随着服役时间延长和PGA增大而不断变大,且随着损伤状态等级提高,超越概率逐渐降低。轻微损伤状态下,主余震序列对桥墩易损性影响较小;中等损伤、严重破坏和完全倒塌状态下,同一服役期,考虑主余震序列作用下桥墩的超越概率相比于仅考虑主震作用明显增大。     

人工主余震作用下桥墩结构损伤预测评估分析

主余震作用下,断层距（R_JB）和余震次数的不同对结构造成的损伤也大不相同,进行主余震序列下桥梁损伤评估时需要考虑断层距、余震次数等影响因素。基于OpenSees平台,以一座连续梁桥为例,根据人工主余震构造时不同的影响因素,选用余震衰减和PGA调幅的人工主余震构造法构造主余震序列进行结构损伤分析,并与实际主余震事件的损伤结果作对比,研究人工构造主余震序列预测结构损伤的可行性。结果表明：基于PGA调幅构造主余震的方法,当考虑余震衰减时,能够较好模拟出结构在实际主余震地震作用下造成的最终损伤,能够较合理的预测结构在实际主余震序列中的损伤指标;对区域主余震作用下的桥梁进行损伤评估时,需要考虑断层距和余震次数影响因素,桥梁距断层距R_JB越近时结构的损伤状态越严重,余震发生次数越多则结构的损伤增量就越大,并且结构在人工主余震作用下R_JB越大的地方,结构损伤增量误差程度越小,预测的损伤状态就越接近实际的损伤状态。     

我国九次强震序列分类

十年来,我国地震工作者根据前震、主震和余震的震级差,主震的能量占全序列能量的百分比(能量比),余震活动水平以及地震序列的某些统计特征(b值等),把地震序列分为三种基本类型:主震余震型、震群型和弧立型。实践证明,这三种类型基本上反映了各地震序列之间的差别,对于正确地判断地震趋势和预报强余震起了积极作用。     

中国大陆中强地震余震序列的部分统计特征

依据1970年以来记录相对完整的294次50级以上地震序列资料，研究中国大陆中强地震余震序列统计特征，探讨序列类型、最大余震震级、强余震活动持续时间等与主震震级及主震断层性质之间的关系.中国大陆孤立型、主余型及多震型地震余震序列分别约占23%、59%及18%.其中走滑型、具有倾滑分量的走滑型、具有走滑分量的倾滑型及逆冲型分别占48%、24%、17%及11%. 余震序列1年内最大余震震级与主震震级正相关，但主震震级较低时相对离散，孤立型序列离散程度较高，主余型及多震型序列线性相关性较好.绝大多数序列最大余震均发生在震后200天内，少数具有晚期强余震的序列主要属主余型序列,孤立型及多震型序列通常没有晚期强余震发生.68%的序列1年内最大余震发生在震后10天内，77%发生在震后30天之内,95%发生在震后120天之内.序列最大余震发生时间及5、6级强余震活动持续时间与序列类型及主震震级大小有关，多震型序列最大余震发生最快，孤立型次之、主余型最长.若仅就主余型序列而言，当主震震级较高时最大余震与主震间时间间隔相对较短，主震震级较低时最大余震与主震间时间间隔相对较长.     

德令哈6．6级地震前地震活动及地震序列特征

德令哈6．6级地震发生在青海省地震局2003年度会商确定的应注意地区内，震前测震学出现多项中短期异常。该地震序列从其能量释放比、震级差均符合主震一余震型判断指标，为主震-余震型序列。序列跟踪工作总结出该序列早期阶段(20天内)预测强余震的几项指标。     

基于等损伤的主余震序列型地震动PGA放大系数谱研究

大地震发生后往往会伴随强余震发生,强烈余震会加重结构的破坏程度,在抗震设计及结构损伤评估中考虑余震的影响是一重要课题。采用NGA-West2数据库建立主余震序列型地震动记录数据集,基于损伤等效思想定义主余震作用下PGA放大系数α,针对单自由度体系结构,通过动力时程分析建立不同相对强度、不同场地条件下平均PGA放大系数谱,进一步通过回归分析构建PGA放大系数谱的预测方程,分析统计结果的离散性。结果表明:PGA放大系数谱受场地条件影响较小,受主余震相对强度影响显著;放大系数谱值随周期增大而减小。谱预测方程能够提供目标损伤下结构的主震PGA放大需求,并可以作为设计谱调整系数使用,以实现在结构抗震设计及结构损伤评估中考虑余震的影响。     

唐山地震前后断层面解特征

收集了1976年7月28日唐山7.8(Ms)地震及震前、震后地震断层面解资料,通过分析整理认为:前震和主震具有较好的一致性;一部分强余震同主震相比具有明显的差异,这种差异在主震后一段时间表现尤为突出,主震后有明显差异的强余震发生的时间具有间歇性.因此,唐山余震为正常地震活动,唐山余震序列今后仍将延续较长时间.     

汶川8.0级地震序列及相关问题讨论

汶川8.0级地震序列具有明显的分段特性,较强余震分布于茂县、绵竹以南及平武以北。主破裂过程在中南段以逆冲为主,序列逐渐衰减,呈主余型的序列衰减特征;北段是汶川地震破裂过程的终止区域,主破裂过程在该区域以走滑为主,形成多震型的序列特征,也成为汶川序列较大余震的主体活动区域。序列较强余震活动明显受引潮力调制,大多数较强余震发生在固体潮大、小潮时段,并且16时前后是较强余震的优势发震时段。序列衰减系数p值随时间增加而逐渐增大,最终基本稳定在1附近变化。结合以往的研究,对序列类型及最大强余震震级、强余震活动持续时间等进行了初步讨论。初步的统计结果还显示,8级左右强震序列中主震与最大余震之间的震级差正比于主震破裂尺度,这意味着当震级大体接近时,较大的破裂尺度与较为充分的能量释放相对应     

云南地区中强地震余震序列部分统计特征分析

依据1965年以来云南地区记录相对完整的108次5.0级以上地震序列资料,研究云南中强地震余震序列统计特征,探讨序列类型、余震震级、余震分布范围及间隔时间等与主震震级之间的关系。云南地区孤立型、主余型、多震型地震序列分别约占3.7%、63.0%及33.3%。5.0级以上主余型地震序列半年内发生的最大余震震级与主震震级总体呈正相关,但主震震级较低时相对离散。云南地区最大余震与主震距离空间分布具有分级的特点:当5.0≤主震震级M6.5时,最大余震优势分布范围是0~20km;当主震震级M≥6.5时,最大余震优势分布范围是5~40km。在云南地区的主余型地震序列中有68%的最大余震发生在主震后10d内,84%发生在震后30d内,97%发生在震后90d内。多震型序列中第一大震与第二大震发生的时间间隔和震中距的分布规律与主余型地震序列基本一致。     

基于余震重定位和震源机制解研究青海玛多MS7.4地震序列的发震构造和断裂形态

2021年5月22日02时04分(北京时间),青海果洛州玛多县发生M_S7.4地震,震后余震不断.地质调查和卫星观测对地表断裂痕迹有较好的约束.然而,对于理解区域应力场、地震的产生、传播和终止具有重要意义的地下断层几何结构的约束精度略显不足.利用国家地震台网的连续波形记录,本研究首先基于双差定位法对玛多地震震后25天的余震序列进行重定位,结果显示余震序列大致沿NWW向的江错断裂呈线性分布,位于主震震中两侧,延伸总长~170 km.主震东南侧存在一余震稀疏区,在断裂带东西两端余震分布转向且出现分叉现象,反映出发震断层的复杂几何形态,这与前人研究结果基本一致.进一步采用波形反演方法和P波初动极性反演方法,获得了玛多震源区132个中小余震的震源机制解与震源矩心深度,并基于此对该主余型地震的发震构造与断裂形态进行了初步分析.震源机制解结果表明,玛多M_S7.4主震的发震断裂主要为左旋走滑性质,余震与主震性质整体相同,在断裂带东段存在部分逆冲型余震.震源机制解约束的区域主应力方向约N60°E,与区内整体走滑断裂作用相一致.余震震源深度略微起伏,主要集中在10~12 km,且浅部余震较少,表明浅部应力可能主要通过主震释放,余震深度分布可能限定了主震同震破裂的下边界.玛多主震破裂起始于断裂带走向和倾向发生明显变化的位置,表明断裂带的复杂几何结构可能是此次玛多M_S7.4地震初始破裂空间分布的决定因素.主震破裂结束的两端都有"马尾状"构造(或次级断层),表明这种分叉断层复杂的几何形态可能控制着主震破裂的最终位置.     

2014年新疆于田MS7.3地震序列特征及早期趋势判断

介绍了2014年2月12日新疆于田MS7.3地震的基本参数、发震构造和地震序列特征,并与2008年于田MS7.3地震序列特征进行对比分析.结果显示,2014年于田MS7.3地震有MS5.4直接前震,序列强余震频次低、余震衰减较快,目前最大余震震级为MS5.7;通过分析历史地震序列类型、计算于田单台序列的h值、6值、主震释放的能量与序列能量的比值等参数,初步判断于田MS7.3地震序列为“前震—主震—余震型”.     

强余震的灾害评估

极震区的烈度分布是由主震和大余震产生的。最重的地震灾区为余震区，其范围可由震级与地震区烈度的统计关系求得。在震级与震中烈度关系中，初期余震的烈度略高于主震，晚期强余震的烈度比主震的低。不同烈度对建筑物的损害程度可通过烈度与损失率曲线进行评估。强余震和后续强震的人口伤亡比主震轻。     

地震余震向量线初探

提出了一种预测地震的新方法－地震余震向量线法。通过多年对众多震例的研究，发现一次主震后，其最后一次最大余震与主震的联线（余震线和向量线）与下一次相关地震之间存在一定的关联性。以余震线长、最后一次最大余震与主震发生的相隔时间、最后一次最大余震与主震的震级三个已知条件，即可预测另一特定地区相关地震发生的地点时间、震级三要素。