地下结构地震反应分析中材料非线性的影响

基于静、动统一数值分析方法,建立了考虑土与结构接触效应和材料非线性的地下结构地震反应分析模型,并利用通用有限元软件ANSYS对某地铁地下结构地震反应进行数值模拟,探讨了地下结构的非线性地震反应规律,并分析了材料非线性对地下结构地震反应的影响。结果表明:考虑土与地下结构材料的非线性特性后,地下结构在强地震作用下发生了较大的塑性变形,应力、应变最大值位置发生明显变化,应力、应变状态发生明显改变,而对位移、速度、加速度反应的影响不大。     

2016年6月23日河北尚义4.0级地震发震背景

2016年6月23日河北尚义发生4.0级地震,是晋冀蒙地震危险区的1次显著地震活动,在地震序列、震源机制及区域地质构造基础上,从应力状态和速度结构深入分析此次发震背景。分析认为,此次尚义4.0级地震发生在晋冀蒙交界地区低活动背景下,震前该区存在地壳应力张量方差较低,视应力偏高的现象,地下介质中存在速度变化较大的高低速过渡带,这表明该区应力水平较高,应变能易于积累,存在发生中强震的可能。此次地震的震中位置与震前出现的应力张量方差低值区、视应力高值区、交叉空区及地下介质中的高低速过渡带有较好对应,对晋冀蒙交界地区未来中强震发震背景具有一定指示意义。     

地电阻率趋势变化的形态特征与地震

总结26年来全国近百个台站的地电阻率观测资料, 发现可将以月均值为基本数据的地电阻率趋势变化形态分为5种类型, 其中的3种类型属异常变化, 它们有互不相同的定性、定量特征, 并且与地震的关系也不相同:漏斗型地电阻率趋势变化与强震相对应, 勺型变化则与中强震活动有较好的对应关系, 而斜型趋势变化一般不对应地震。本文由受压岩石的实验结果对不同类型的形态特征以及与地震的关系进行了初步的讨论, 认为不同地电阻率趋势变化形态实际上反映了地下岩土层所处的应力状态不同:漏斗型反映了地下岩土层处于高应力状态: 勺型反映地下介质处于中高应力状态: 而斜型则反映地下介质的应力在松弛。所有这些认识对于中期地震预报是有用的。      

汶川地震典型流体趋势前兆异常的初步研究

强震的孕育和发生,主要决定于地壳介质结构和应力-应变的积累与变化.地下流体是地壳介质的有机组成部分,具有特殊的物理化学性质与动态变化特征.因而地下流体不仅能灵敏地反映地壳介质的应力-应变的变化,而且能调整与诱发地壳的应力-应变变化.因此,地下流体的动态变化是一种重要的地震前兆信息.强震的孕育过程具有阶段性,从中期、中短期进入短期阶段.     

利用接收函数探讨新疆几次中强地震的孕震位置

正地震发生前后孕震区的应力状态和介质属性会发生变化,监测地球内部介质变化,为研究地震的发生过程并发现地震前的异常变化提供了可能。由于难以直接深入地球内部进行测量,只能通过地震波分析来研究地球内部介质的变化,而地震波速变化能直接反映地下介质的应力状态和物质组成等物性参数。远震P波接收函数是,用远震P波波形的垂直分量,对径向分量或切向分量作反褶积得到时间序列,主要由直达波、     

千岛岛弧2006年Mw8.3地震前震源机制解的一致性变化

地震是地下介质受到应力作用产生破裂的自然现象,分析强震震源区应力状态空间分布及其随时间的变化,对于了解和预测地震的形成过程具有重要意义.     

用长野县西部地区稠密微震观测台网的资料分析由VP／VS比推知的存在于地壳中的流体与地震活动性的关系

引言地震的发生与应力、强度、温度以及断层带物质等的多种状态和条件有关。虽然可以认为剪切型地震是加到断层上的剪应力超过断层摩擦强度时发生的,但是,人们并不十分清楚发生地震的地下深处的     

2019年6月17日长宁MS6.0地震前地震活动和水位的加卸载响应比异常研究

加卸载响应比（LURR）方法是通过固体潮加卸载过程中的某一物理参数的响应差异探查区域应力场演化。本文将这一方法应用于2019年6月17日四川长宁M_S6.0地震,根据LURR时序演化探查震源区介质的应力状态变化,提取可能的震前异常信息。首先采用贝尼奥夫应变作为响应量计算LURR,通过固体潮在地震断层面的最优滑动方向上引起的库仑破坏应力变化来判断加载还是卸载,结果显示LURR值自2018年年初开始快速增加并在2018年年中达到峰值,此后异常持续至地震。在此基础上对该地区的大地形变和地下井水位资料进行了LURR分析,发现水富水平摆倾斜仪的东西和南北分量在LURR出现异常的同期发生明显偏转,而地震周边的地下井水位高值变化过程与长宁地震也有较好的对应关系。研究表明在长宁地震发生前,存在地震活动和地下水位的LURR异常,且异常时间与水富倾斜同步,暗示震源区介质存在明显的应力积累过程。     

变截面地铁地下车站三维地震反应特性数值模拟

基于ABAQUS软件的96CPU显式有限元并行计算集群平台,建立地基土—变截面地铁地下车站结构体系三维非线性地震反应分析有限元模型,数值模拟Kobe地震记录、Mex地震记录和100年超越概率3%的南京人工地震波作用下,软弱地基上变截面地铁地下车站结构地震反应特性。结果表明:地下结构上部土层地表处峰值加速度小于不含地下结构土层表面峰值加速度;地震动作用下模型地基呈现出显著的低频聚集(放大)、高频滤波效应;地震动在穿越地下结构时,出现散射等复杂传播行为。变截面地下结构(上宽下窄型)的下层结构地震响应大于上层结构,下层结构中柱的应力峰值大于楼板和侧墙的应力峰值,侧墙的应力峰值大于楼板的应力峰值。上层结构中柱的应力峰值最大,变截面处侧墙应力峰值次之,楼板应力峰值最小。输入地震动的峰值加速度和频谱特性对地下车站结构的地震反应均有很大影响;地下车站结构的地震反应具有明显的空间效应。     

区域近震直达纵波走时变化和小震活动规律

以震报震是我们测震学预报地震方法中的一种。各个区域每年发生的小地震事件较多,了解区域小震与小震之间的联系规律,对于今后发生的地震,我们可以通过近期发生的地震,找出未来应力变化的区域,对潜在震源区提前做出预判,也为今后大震发生找出点研究线索。本文通过对区域直达纵波走时的变化来研究地下应力的变化,从而了解区域地震与地震之间的活动规律。     

土体-结构界面接触对地下结构动力反应的影响

迄今为止,关于土体与结构交界面的接触效应对地下结构地震反应的影响尚未引起研究者们的重视,成果鲜有报道。本文基于接触面对法和非线性有限元波动分析方法,建立了考虑土体与结构界面接触效应的地下结构非线性地震反应分析模型和计算方法,并利用大型有限元软件ANSYS进行了求解。分析结果表明：土体与结构界面的接触效应对地下结构地震反应有明显影响,可能增大地下结构节点的峰值加速度、峰值位移和峰值应力反应;随着接触摩擦系数的增大,接触点的相对滑移逐渐减小,而接触应力的变化则无明显规律。     

地震预测方法Ⅴ:地下流体方法

地下流体是地壳中非常活跃的组成部分,它具有流动性和不可压缩性.岩石力学实验结果表明,地震孕育和发生时,会在孕震区局部产生应力集中和大量微裂隙,随着应力的重新分布,发生明显的裂隙开闭等可观测的变化.流体可以把地下深处与地震孕育有关的岩体物理状态变化等信息带到地表,如承压水井的井水位可以用来观测含水层中的体应变,同位素浓度等物理量可以反映流体渗流途径中岩体连通性的改变,在一定条件下可以在地表产生可观测的地震前兆异常现象.关于地下流体发展了一些重要的地震预测方法,本文主要总结了前人关于这些方法的理论和实践,讨论了如何建立地下水短期及临震预兆与地震三要素之间的联系,分析了地下流体反映地震孕育过程需要满足的条件,并对与地下流体有关的地震预测方法进行了讨论.     

地震动入射角度对地下结构地震响应的影响

考虑土-结构接触面效应和场地初始静应力影响,基于大型商用有限元软件ANSYS和粘弹性人工边界条件,采用动力松弛法的分析思路,建立了一种地震动斜入射条件下地下结构的接触非线性动力反应分析模型和方法,并讨论了地震动入射角度对地下结构动力反应的影响。结果表明：地震波斜入射使得结构的整体反应发生明显变化;随着入射角度的增加,节点的水平向应力反应明显增大,竖向应力峰值较小,增大程度也相对较小;节点的位移峰值随输入加速度峰值的增大也有一定的变化。因此,在分析近源地震作用下的地下结构动力响应时,需要考虑地震动的非一致输入问题。     

地震力学（上）

1 引言地震是由构造应力引起的在地壳和地幔中的一种突然的破裂过程。为了解地震的物理学,确定在地震发生前、发生时及发生后各个阶段应力状态是非常重要的。在最近的几十年里,在地震学方面取得了重大进展,地震断层带附近应力状态的细节也变得越来越清楚。然而,应力状态一般来说是由在复杂结构传播的地震波间接地推算而来。由此确定的应力参数依赖于     

中国中强地震前地电阻率中短期异常特征及其可能原因

地电阻率已经发展成为我国地震地球物理场观测的重要方法,通过标示一定区域范围内介质电阻率随时间的变化特征和空间分布,应用于探索地震孕育发生的过程。在50多年的观测过程中,记录到了近百次5～8级地震前的中短期异常和部分强震前的临震变化以及地震发生之后的恢复过程。电阻率是地下介质重要的物性参数,与岩土骨架和裂隙内流体电阻率、裂隙率、裂隙结构以及流体饱和度等因素有关。其中,应力作用导致的微裂隙结构变化是引起电阻率变化的重要因素。已有相关研究分别从岩石物理实验、介质电阻率模型、震例研究等方面讨论了地震前地电阻率变化的可能机理。本文对其中具有代表性的研究结果进行梳理,以“介质变形-电阻率变化”为纽带,将岩石物理实验和电阻率模型给出的细观尺度介质电阻率变化机制与震中周围地电阻率异常变化的宏观现象联系起来,介绍地震晚期孕育阶段地电阻率异常变化的可能原因。地震孕育引起发震断层周围介质变形,由发震断层向外围方向附加变形程度逐渐衰减; 地表浅层介质处于低围压状态,新生微裂隙将大致沿最大主压应力方向扩展,进而引起介质电阻率发生变化; 同一台站不同方向观测的地电阻率呈现出与P轴方位有关的各向异性异常变化,与P轴方向夹角越大的测道异常幅度越大,与P轴方向平行或近于平行的测道异常幅度最小或无异常变化; 地震前挤压变形增强区域地电阻率异常呈现下降变化,相对膨胀区域呈现上升变化或变化不明显。     

安徽区域数字化水位和水温远场大震同震响应分析

利用安徽台网记录的2010年以来全球29次Ms≧7.7级地震,从"一震多井"和"一井多震"2个方面,结合井孔地质水文条件,分析安徽台网水位水温观测对全球不同大震的远场效应。研究得出:①同震响应产生的水位阶变,主要由于压应力或拉应力作用于含水岩体时,造成含水层的孔隙压力发生变化所致;②井孔各含水层水压受地震应力变化波动水位出现震荡,由于井孔内混合水含量比震荡打破其内在平衡,故水温随水位震荡出现阶变,水温变化滞后于水位震荡变化;③远场效应的各项特性主要与该井地下结构所受应力变化强弱有关,地震能量释放波及其地下结构变化,导致井中水位、水温观测产生远场效应。这些研究结果,为安徽流体观测异常变化分析提供了一定的物理基础,也为安徽及邻近地区的地震预测预报研究提供了一定的理论依据。     

唐山地震与青光地磁台转换函数的时间变化

一、前言对唐山地震期间青光台的地磁短周期变化进行了分析,目的是检验在唐山地震前是否由于应力活动使地下物质的电导性质发生变化,为今后用地磁预报地震的工作探索一条途径。地球电离层、磁层外场引起的地磁短周期变化,可以反映地壳及上地幔的电磁性质-电导率的状态,或与之有关的水及热流的活动状态,这些状态可能和震前膨胀有关。本世纪初人们就用地磁短周期变化探查地壳及上地幔电导率的空间变化,研究地下     

四川地区1970年——1989年区域应力场时空变化特征的探讨

地震是地壳介质受应力作用而发生的应变释放的一种快速地壳运动形式、在特定结构的地壳介质中应力集中促成了地震的孕育和发生。因此,探索地壳中的应力状态,研究在大区域构造应力场作用下各局部地区应力场的时空变化特征,寻找高应力背景区,对潜在震源区的确定及未来地震危险性分析都具有十分重要的意义。目前对应力场时空变化特征的研究主要是通过由中、小地震平均断层面解所得到的主压     

区域应力作用引起的北天山地区地下流体异常特征分析

大量观测事实表明 ,赋存于地壳深部的流体 (水、气、油 )作为弹性介质 ,对深层地壳应力的分布、变化、转移过程及地震孕育、发生等有着较为灵敏的反映。地震的形成与区域构造应力活动强度密切相关 ,这种大范围的区域应力作用会形成多个应力集中点 ,在众多应力集中点上可产生地下流体前兆异常变化。在对新疆地下流体数十年的监测中 ,发现强震前出现大量与地震有关的由区域构造应力活动引起的前兆异常 ,异常范围广且种类繁多 ,它们在成因、特征上与震源应力活动的前兆异常明显不同 ;这种地下水位地震前兆异常场 ,不能完全孤立地与单个地震事件相对应 ,应充分考虑到它与一组或系列地震有关 ,而这些地震往往与块体挤压、断裂活动等区域性的应力活动有关。因此 ,正确区分并掌握其不同的特性 ,对地震预报具有一定的意义     

脆性岩石破裂的前兆变形和前兆应力降

地震的孕育过程与地壳中的应力变化和岩石变形密切相关。为了探讨地形变异常和地应力变化异常作为地震前兆的物理本质,开展相应的岩石破裂实验研究是必要的。 早在Kármán和Griggs开展岩石力学实验的时候,就已观测到一个现象,即在岩石发生脆性破裂的场合,主破裂并不发生在岩石的应力状态达到其峰值强度(最大承载