考虑非线性场地效应的概率地震危险性分析

提出了一种改进的考虑非线性场地效应的概率地震危险性分析方法。文中应用实例展示了考虑吉尔罗伊2号场地土层非线性效应的危险性曲线。在卡拉韦拉斯断层上指定了震源参数和地震发生模型,假设该断层为影响该场地的主要震源。采用3次地震的记录经NONLI3程序(可计算土层对强地面运动的非线性响应)建立了该处地表和基岩加速度之间的关系。对一定的基岩运动,估算出的地面峰值加速度(PGA)标准误差的不同值可作敏感性分析。实例研究中包括一个可替换的非线性关系。除了非线性模型,在吉尔罗伊2号场地上的相同土壤剖面也采用了线性响应模型。结果显示,危险性曲线对估算的该处地表加速度峰值的标准误差非常敏感。如果对场地土壤的非线性程度考虑不足,危险性曲线将严重失真。得自回归分析的可替换的非线性模型和线性响应模型在考虑非线性场地效应的危险性评估时是不适用的。     

考虑近断层方向性效应及土层非线性影响的场地概率危险性分析

针对一典型砂土场地基于等效线性分析方法,研究了土层对输入近断层地震动脉冲特性的影响。选取两组近断层脉冲和非脉冲地震动对地表加速度反应谱放大系数进行了对比研究。结果表明：基岩非脉冲地震动经过土层的高频滤波作用传至地表后有转换成脉冲地震动的可能;基岩脉冲地震动经土层传播至地表后仍具有脉冲特性,部分含有潜在第二脉冲的地震动由于共振作用会产生附加脉冲。与非脉冲地震动相比,脉冲地震动会引起土层较强的非线性响应,导致加速度反应谱放大系数随基岩加速度值的增大衰减较快;而对于长周期加速度反应谱（3 s）,脉冲地震动引起的放大系数在基岩加速度大于0.1 g时远大于非脉冲地震动引起的放大系数。最后通过回归分析得到场地放大系数方程,建立了一种考虑近断层脉冲特性及土层非线性相互影响的场地概率地震危险性分析方法。     

考虑近断层方向性效应及土层非线性影响的场地概率危险性分析

针对一典型砂土场地基于等效线性分析方法,研究了土层对输入近断层地震动脉冲特性的影响。选取两组近断层脉冲和非脉冲地震动对地表加速度反应谱放大系数进行了对比研究。结果表明：基岩非脉冲地震动经过土层的高频滤波作用传至地表后有转换成脉冲地震动的可能;基岩脉冲地震动经土层传播至地表后仍具有脉冲特性,部分含有潜在第二脉冲的地震动由于共振作用会产生附加脉冲。与非脉冲地震动相比,脉冲地震动会引起土层较强的非线性响应,导致加速度反应谱放大系数随基岩加速度值的增大衰减较快;而对于长周期加速度反应谱（3 s）,脉冲地震动引起的放大系数在基岩加速度大于0.1 g时远大于非脉冲地震动引起的放大系数。最后通过回归分析得到场地放大系数方程,建立了一种考虑近断层脉冲特性及土层非线性相互影响的场地概率地震危险性分析方法。     

南京河西地区设计地震动研究

本文根据南京及周围地区的地震环境,采用概率法对南京河西地区某高层公寓工程场址进行了地震危险性分析,采用等效线性化模型考虑场地土的非线性特性的影响,并用一维波动模型进行了场址土层地震反应和场地地震动效应分析,给出了５０年超越概率６３％,１０％和３％的场址基岩和地表的水平向加速度反应谱值加速度。     

2010年4月14日玉树Ms7.1地震加速度场预测

基于有限断层震源、且使用动力学拐角频率的地震动随机模拟方法预测玉树地震近断层的加速度场.首先,基于有限断层震源建模方法建立该次地震的震源模型;然后,基于上述地震动模拟方法预测玉树地震近断层191个节点的加速度时程.在此基础上,取每个结点的加速度峰值绘制该次地震的近断层加速度场.结果表明:(1)近断层加速度场主要受震源破裂过程和断层面上滑动分布的影响.断层面上凹凸体投影到地表的区域附近,加速度峰值最大,也是震害最严重的区域;(2)对于走滑地震,断层沿线附近的场地并非均会发生破裂方向性效应;发生破裂方向性效应的场地与凹凸体在断层面上的位置有关.     

台湾集集地震近场地震动的上盘效应

1999年9月21日（当地时间）台湾集集7.6级地震是一个逆断层型地震．用回归分析法对台湾集集地震的加速度峰值数据进行分析，得出了这次地震的水平与垂直向的加速度峰值衰减关系．从残差分布上看，位于断层上盘和下盘上的加速度峰值与从衰减关系所得到的结果相比存在不同的系统偏差，断层上盘地表的加速度峰值较高，而下盘地表的加速度峰值较低．从这次地震的加速度峰值分布等值线图上也可以看出，加速度峰值的分布相对于断层呈现明显的不对称性，上盘衰减较慢而下盘衰减较快．在近断层强地面运动研究、地震危险性分析、设定地震研究与震害预测等工作中，应考虑可能地震的震源机制特点，以便使所用的衰减模型更能反映不同地震环境地区的地震动分布特征．      

泉州盆地地震效应的二维非线性分析

基于ABAQUS显式有限元并行计算平台,采用大尺度二维精细化有限元非线性分析方法,研究泉州盆地地震效应特征.结果表明:(1)与基岩输入地震动相比,地表峰值加速度总体呈放大效应,且盆地不同位置的放大效应存在明显差异;(2)地表或基岩剧烈起伏及土层横向分布极不均匀处,地震动易产生局部聚集效应,相应地表地震动呈显著放大或缩小效应;地表加速度反应谱产生双峰甚至多峰现象.(3)在土层竖向、横向分布不均匀处,峰值加速度沿深度方向呈非单调递减,加速度反应谱沿深度存在较大差异.场地地震效应的二维非线性分析法能在一定程度上反映特殊场地条件对地震动效应的影响,该结果可为泉州盆地及类似盆地的场地设计地震动参数的确定提供参考依据.     

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。     

叙利亚的地震危险性概率区划

介绍了叙利亚的地震危险性区划图。对使用其限在５０年，１００年和２００年内超越概率为１０％的基岩峰值地面加速度和修正的麦卡利地震烈率分别进行了研究。概率表示的基岩峰值地面加速率和地震烈率值是值是在假定未来地震的震源是线性震源的条件下确定的。     

等效线性场地响应程序对比研究

为了评价4种等效线性场地响应软件的适用性,选取深厚场地作为研究对象,将基岩地震波作为地震输入,根据土层剪切波波速和容重确定初始剪切模量并设置对应的模量衰减和阻尼比曲线,分别用SHAKE 2000、 DEEPSOIL、EERA和Strata 4种等效线性场地响应程序计算得到地表的加速度时程及相应的加速度反应谱和傅里叶幅值谱\,场地的最大剪应变和峰值加速度随深度的变化曲线。计算结果表明,由4种场地响应软件得到的地表加速度时程对应的加速度反应谱和傅里叶幅值谱一致,由于土层划分方式不同,Strata软件得到的峰值加速度和最大剪应变深度曲线不同。总结4种软件的不同,DEEPSOIL可以较全面考虑土的动力特性,Strata提供随机振动理论进行场地响应分析并可以考虑土层参数的变异性。     

山东地区地震动峰值加速度场地效应的定量分析

地震动峰值加速度场地效应研究在地震区划、地震预警及震害快速评估等方面有着广泛的应用前景。收集整理了2004—2012年山东地区2630个地震安全性评价工程的相关资料,包括场地类型、覆盖层厚度、钻孔剪切波速、自由基岩和土层表面地震动峰值加速度计算结果。利用上述资料计算得到了每个工程场地的场地效应放大因子和场地指数;采用回归分析方法,对场地效应放大因子与基岩峰值加速度、场地指数之间的关系进行了研究并得出了三者之间的定量统计表达式,实现了场地效应放大因子的连续取值。结果表明,场地效应放大因子与基岩峰值加速度之间为线性负相关,与场地指数之间为非线性相关。     

广东省中硬场地地面与基岩地震动峰值加速度对应关系研究

选用广东省980个满足中硬场地土条件的地震钻孔资料,对每一个工程场地合成9组相互独立的基岩加速度输入时程,进行土层地震反应分析,对各个工程场地地面与基岩地震动峰值加速度的对应关系进行研究,结果表明Ⅵ度区的工程场地地面与基岩地震动峰值加速度的比值为1.376,VII度区为1.368,VIII度区为1.341,平均均方根误差为0.067。     

兰州市区场地地面与基岩地震动峰值加速度对应关系研究

根据兰州市区黄河阶地特征及黄土层覆盖厚度,对兰州市场地划分了3个分区,选用兰州市区156个满足场地地震反应条件的地震钻孔资料,对每个工程场地合成3组相互独立的基岩加速度输入时程,进行土层地震反应分析,对各个工程场地地面与基岩地震动峰值加速度的对应关系进行研究,结果表明I区内的工程场地地面与基岩地震动峰值加速度比值为1.120,Ⅱ区为1.320,Ⅲ区为1.531,平均均方根误差为0.083。     

特征地震强地面运动参数衰减公式拟合

计算机仿真模拟设定地震断层动态破裂传播和近断层强地表运动响应的结果表明， 对于特征地震而言，近断层附近的地表运动特征与断层破裂传播的方向性有着强烈的依赖关系. 当场地（观测点）至断层的距离给定时，正向于破裂传播方向的场地（场地A）的地表质点运动（位移、速度、加速度），远远大于震中附近（场地B）和反向于破裂传播方向的场地（场地C）的地表质点运动，而且沿断层垂直分量所辐射的SH波的传播起到了主导作用. 对应于场地A，B和C，统计分析结果表明，峰值加速度的几何平均值之比为2.15:1.5:1， 而且各自的均方差分别为0.12, 0.11和0.13. 如果将所得的研究结果应用于概率地震危险性分析中，对于较低的年超越频度，近断层附近的地表峰值加速度的估算值可下降15%~30%. 因此，考虑到断层破裂传播方向性对地表运动的影响，区域衰减曲线的回归分析模型应该给予恰当的修正.      

山东某场地概率地震危险性分析

利用概率地震危险性分析(CPSHA)方法,对山东某场地进行地震危险性分析,通过对该场地划分潜在震源区,确定地震活动性参数及地震动衰减关系,计算分析地震危险性概率,基本确定对该场地地震动峰值加速度起主要贡献的几个潜在震源区及贡献值,并确定该场地50年超越概率10%的水平向基岩地震动加速度峰值。结果发现,CPSHA方法以具体的构造尺度和更加细致的构造标志来划分潜在震源区,使潜在震源区规模缩减,从而更能反映地震活动在空间分布上的不均匀性。     

场地地震地表破裂危险性估计

摘要：地震地表破裂是强地震活动中沿发震断层在地表形成的位移,它是包括震源因素、传播途径因素、场地地质条件因素等多种复杂因素的综合作用产物。地震地表破裂可以定量地加以描述。在假定基岩介质具有各项均匀刚性的前提下,对于一般的场地,地震地表破裂的危险性（概率P）大致可以确定为场地地震危险性（P1）、断层（P2）、场地第四系覆盖层（P3）的函数,即P=3Пi=1Pi.Pi值的确定可以通过多种途径来实现,本文在Pi值的确定过程中,以场地所在潜在震源区震级上限（Mu）为指标,P1=1．5874（Mu-6）-1;P2表示为断层发育状况、活动程度和断层最新活动性质的概率指数,P2=3Пi=1P2i.P3=nПi=1kiwi,wi为分解的第i均质土层（i=1,2,…,n）对地震破裂的衰减系数,ki为破裂通过第i均质土层（i=1,2,…,n）与其下土层临界面的破裂传播折射损耗率。通过上面的计算可以得到一般场地条件下地震地表破裂的危险性估计,这一估计是相对保守的估计。     

与特征断层结合的地震活动空间光滑模型在衡水市活断层地震危险性评价中的应用

在衡水市活断层地震危险性评价中,应用研究区域的地震活动性数据建立恰当的分布式地震活动性空间光滑模型,并结合断层对周边地震危险性的影响,计算前磨头断裂和衡水断裂在不同超越概率下上限震级分别为6.5、6.0级的区域基岩峰值加速度。研究发现,研究区域内50年超越概率为63%的基岩峰值加速度略有增加;50年超越概率为10%、5%的基岩峰值加速度在断层附近有所增加。研究表明在较低超越概率的情况下,断层周围如深州市、冀州市和衡水市辖区的地震危险性大于其他地区;利用仪器记录资料得到的地震活动性模型并结合断层资料计算出的地震危险性结果能够反映衡水地区现今的地震活动水平和危险性水平。     

土层分层厚度对设计地震动参数的影响

对同一场地改变土层分层厚度分别建立四种土层反应分析计算模型,输入人工合成的基岩地震波,分别进行土层地震反应分析计算,得到相应的地表加速度峰值和反应谱。对计算得到的结果进行分析比较,最终得出分层厚度对地震动参数的影响。     

对二滩水电站坝区场地地面运动的估计

本文以二滩地区为例,介绍如何结合地震危险性分析的结果,采用理论模拟方法估计工作地区近场强地面运动情况,为工程抗震设计提供必需的地面运动动力学参数。 文中采用理论方法计算剪切位错点源的格林函数;根据断裂动力学模型、近场地面峰值加速度衰减曲线和场地附近的加速度谱来标定震源模型;计算了若在坝区附近发生M_s=6.2级地震时场地的综合地震图、加速度傅氏谱和反应谱等。由理论模拟计算的峰值加速度衰减曲线和观测结果符合较好。在震中距为20km处的加速度谱的截止频率f_max与观测值相吻合（约为8 Hz左右）,相应的峰值加速度为211cm/s²,振动持续时间为3.4秒。     

多因素复杂参数下的圆形地下水泥土桩地基场地地震效应分析

为了实现圆形地下水泥土桩地基场地地震效应的准确分析,提高建筑抗震性能,采用ABAQUS有限元软件,分析不同随机参数的圆形地下水泥土桩地基场地地震效应,分析运算采用的各项参数、场地地质条件以及明确等效复合土体计算参数,通过二维复合模量简化模型,全面考虑加固深度、土桩地基上新建结构、下卧基岩地形、水泥土模量、输入地震波属性和不同场景环境等随机参数对圆形地下水泥土桩地基场地地震效应的影响。实验结果表明:圆形地下水泥土桩地基加固区地表的峰值加速度反应较自由场的反应显著降低,地基地表的峰值加速度反应随着水泥土桩加固深度和复合模量的增加而减小;地基上新建结构对坝基周围场地地震动特性形成较强的干扰,干扰幅度以及区域同新建结构规模具有较高的关联性;地基下端基岩表面地形同上部地基场地地震动特性间具有一定的关联性;场地土层条件对复合地基地震效应影响较大;桩体模量在可能变化范围内,对水泥土桩地基地震效应影响相对较小。