基于《建筑抗震设计规范》强度包线函数参数取值研究

利用《中国地震动参数区划图》采用的地震动参数衰减关系,以及《中国地震动参数区划图》中地震动峰值加速度和地震动加速度反应谱特征周期反推不同设防烈度和设计地震分组对应的震级和震中距,再根据《建筑抗震设计规范》中各设防水准的峰值加速度确定对应的震级和震中距,进而根据地震动强度包线参数与震级和震中距关系计算地震动强度包线参数的取值,为基于强度包线函数生成人工地震动提供参考,并讨论强度包线参数的取值规律：(1)随着设防烈度的提高,加速度时程曲线上升段持续时间t₁和平稳段持续时间t_s减小,下降段衰减指数c增大;(2)随着地震水准和设计地震分组的提高,加速度时程曲线上升段持续时间t₁和平稳段持续时间t_s增加,下降段衰减指数c减小;(3)在生成人工地震动时,除考虑峰值加速度和设计地震分组影响外,还需要考虑设防烈度影响。     

基于地震学的天山地区地震动衰减关系研究

选取天山地区3 171条矩震级为3.5~4.5级测震记录,通过计算S波段速度傅里叶幅值谱,采用微遗传算法,反演得到5个区域地壳介质参数,即应力降Δσ为18.206 MPa,品质因子参数Q₀为444.20,η值为0.35,几何衰减参数R₁和R₂分别为74.30 km和106.59 km。根据地壳介质参数计算加速度傅氏谱,再配合随机相位谱,得到某一震级、震中距下地震动时程,提取其PGA,建立区域地震动峰值加速度衰减关系。研究结果显示,矩震级为5级和6级中远场地震动衰减关系与强震动记录符合较好,尤其是5级结果,在选取的5条经验值衰减关系中,其均值和标准差均为最小,结果最优;矩震级为7级的地震动衰减关系,远场结果高于大多数强震动记录。     

基于性能的钢筋混凝土框架剪力墙结构地震易损性分析

以某典型的20层钢筋混凝土框架剪力墙结构作为研究对象,研究基于性能的RC框架剪力墙结构易损性分析方法。首先选择合适的地震动记录,以0.2g为步长进行调幅后,建立300个结构-地震动样本空间,并确定结构损伤指标和性能参数;然后应用增量动力分析方法计算结构的地震动力响应,选择基本周期加速度反应谱为地震动参数,以研究结构反应的不确定性,并深入分析地震动参数与结构地震需求参数的关系;在此基础上,建立该结构基于加速度反应谱的易损性曲线进行结构易损性分析与评估。结果表明：随着地震动强度的增大,IDA曲线由单调增加变为非单调增加,分位曲线（16%,50%和84%）可以准确地衡量结构的性能;框剪结构在地震作用下的抗震性能表现良好,随着地震强度的增长,各性能超越概率大小的增长速度是不同的。     

合肥城区基于抗倒塌的地表地震动峰值加速度研究

根据合肥城区地貌及第四系分布特征,选取了36个典型钻孔,运用一维等效线性方法,对三种不同超越概率条件下地震动参数进行计算,并对峰值加速度放大系数以及罕遇地震动与基本地震动放大倍数的规律进行研究。结果表明：覆盖层厚度、地貌特征、土层结构对地表地震动峰值加速度及其放大系数的影响显著,且存在一定规律性。     

长江中下游大型湖泊水体固有光学特性:Ⅰ.吸收

吸收系数是水体固有光学特性的重要组成部分,也是构建水色参数高精度遥感模型的基础,具有重要的研究意义.本文针对长江中下游三大淡水湖——鄱阳湖(2010 10、2011 08)、太湖(2008 10、2011 08)和巢湖(2009 10)进行5次野外实验,以International Ocean Colour Coordinating Group(IOCCG)2000年报告"Remote Sensing of Ocean Colour in Coastal,and Other Optically-Complex,Waters"为基础,对水体不同光学主导类型进行分类;并根据a_d(非色素颗粒物吸收)、a_ph(浮游植物色素吸收)、a_g(有色可溶性有机物吸收)等不同主导类型光谱曲线特征差异,引入a_d-g(主导类型a_d、a_g、a_d-a_g的合并类型)和a_ph-related(主导类型a_d-a_ph、a_d-a_ph-a_g的合并类型)类型,对主导类型进行归纳合并.结果显示:秋季,鄱阳湖、太湖、巢湖的主导类型较为单一,分别为a_d、a_d-a_g、a_d-a_ph-a_g;夏季,鄱阳湖和太湖同为两种类型共同主导,分别为a_d、a_d-a_g,a_d-a_ph-a_g、a_d-a_ph.总体来说,鄱阳湖夏、秋季和太湖秋季主导类型都属于a_d-g类型,而太湖夏季和巢湖秋季则属于a_ph-related类型.另外,分别针对Gons和Gitelson叶绿素a模型假设条件进行验证,发现不同湖泊水体及不同主导类型下其适用性程度不一致.     

基于通径分析法的太湖蓝藻水华定量气象评估模型

利用2005-2017年太湖周边区域气象观测资料和基于遥感解译的蓝藻水华信息,基于信息量权数法构建太湖蓝藻水华影响程度指数（简称为蓝藻指数）,应用通径分析法,分析年平均气温（T_y）、1-3月平均气温（T_1-3）、年降水量（R_y）、6-7月降水量（R_6-7）和年高温日数（D_Tmax）5个气象因子对蓝藻水华影响的直接效应和间接效应,在此基础上构建太湖蓝藻水华气象评估模型.结果表明,2007年蓝藻指数值最大,为0.759,2017年其次,为0.709,2009年最小,仅为0.113,蓝藻指数与实际情况基本相符;直接通径系数中T_y和T_1-3为正值,其余为负值,表明T_y和T_1-3对蓝藻水华的发生发展具有正效应,而R_y、R_6-7和D_Tmax具有负效应,总通径系数绝对值排序为：T_y > T_1-3 > R_y > R_6-7 > D_Tmax,由此可以反映各气象因子对蓝藻水华影响程度的权重.根据模型计算的综合气象指数与蓝藻指数之间的相关系数达0.826,通过0.01显著性检验,根据百分位法将蓝藻指数和气象指数进行等级划分,分类总精度为84.6%,其中中度以上达90.9%,表明模型能够较好地反映综合气象因子与蓝藻水华发生发展程度的关系,在水体富营养化程度没有明显改善的情况下,可用于太湖蓝藻水华定量气象评估.上述研究结果有助于更好地理解环境因子、尤其是气象因子在蓝藻生长和水华形成机制中所起的作用,从而为太湖蓝藻水华的监测、预测预警和精细化防控提供理论依据.     

龙泉山背斜的地壳缩短与隆升——来自河流阶地变形的证据

位于龙门山逆冲推覆构造带东侧的龙泉山背斜,构成了四川前陆盆地的前陆隆起。通过室内航空相片对凯江跨背斜段的地貌面的解译,结合野外考察可知凯江发育3级阶地,其中T₁、T₂为堆积阶地,T₃为基座阶地。在野外用差分GPS测量了阶地的空间坐标信息,同时采集了各级阶地堆积物的测年样本,并经实验分析约束了阶地的形成年龄。另外,对石油地震剖面解译揭示出龙泉山背斜北段地壳缩短和隆升主要是通过褶皱膝折带迁移机制进行的,滑脱层的深度约6km。利用面积守恒准则计算出龙泉山背斜晚更新世以来的地壳缩短速率约为(1.36±0.41)mm/a、隆升速率为(0.64±0.19)mm/a。通过滑脱层的推覆抬升机制形成的龙泉山背斜,给青藏高原东缘变形模式中的逆断层推覆地壳缩短造山增加了证据。     

新疆及邻区体波震级初步分析研究

依据《地震震级的规定（GB 17740—2017）》,分析了2009—2017年新疆地震台网所记录的新疆及邻区476次中深源地震事件,测定了13601个m_b（短周期体波震级）和12035个m_B（BB）（宽频带体波震级）的数据样本,回归分析m_b和m_B（BB）得到回归方程及量规函数,结果显示m_b和m_B（BB）相关系数为0.966,表明两者显著相关。因此,建议对于中强型中深源地震可以直接从原始速度型宽频带数字地震记录上测定长周期体波震级m_B（BB）,提高地震速报测定的速度和精度。通过震级偏差统计和台站场地响应计算,分析新疆地震台网中的XKR、HTA、ATS和KSZ等地震台站震级偏差较大的原因为砂岩、灰岩、砂土层等类型的台基放大了场地响应,说明台基类型对体波震级偏差的影响较大。与NEIC测定的体波震级对比时,发现新疆地震台网测定体波震级平均偏大0.42级,且偏差随着震源深度的增加有增大的趋势。     

藻源性湖泛发生过程CDOM变化对水色的影响

利用Y-型沉积物再悬浮发生装置模拟湖泛发生过程,分析其中有色可溶性有机物(CDOM)的变化特征及其对水色的影响.结果表明,藻类死亡过程消耗大量的氧气,水中溶解氧在短时间内消失殆尽,形成厌氧环境;并同时分解产生大量CDOM,使得水中CDOM显著增多.前期阶段,CDOM浓度随时间一直升高,第6 d时CDOM浓度达到峰值,CDOM在443 nm处的吸收系数a_g(443)为4.48 m^-1.水体黑度值(FeS浓度)呈先增大后减小的趋势,最大值0.35mmol/L同样出现在第6 d,整个过程中,CDOM浓度和黑度值变化趋势一致,a_g(443)与水体黑度呈显著正相关.利用Hydrolight和CIE颜色匹配函数模拟不同梯度的CDOM对水色的影响,发现随a_g(443)增大,水体颜色也逐渐由绿色转为棕色,整体向长波方向移动,水色逐渐变暗.因此,可以认为CDOM浓度变化是引起湖泛水体发黑的重要原因之一,可作为定量监测湖泛强度的指示性参数.     

基于生物水文响应模型的刺激四大家鱼繁殖生态调度目标量化方法研究——以三峡水库为例

为了改善生态调度效果,提高生态调度实践成功率,采用医学领域适用性广、准确性高、直观性强的受试者工作特征曲线法(receiver operating characteristic, ROC),以三峡水库为例,提出了一套基于生物水文响应模型的刺激四大家鱼繁殖生态调度目标量化方法,包括涨水事件界定及生态水文指标选择、鱼类自然繁殖事件及有效繁殖响应界定、生物-水文响应模型构建与多指标判别优选等多个环节。运用三峡水库运行后2013—2019年(除2016年)6年47场次宜昌江段的涨水事件和24次四大家鱼有效繁殖响应的实际观测数据构建模型并量化三峡水库生态调度目标。结果表明:(1)依据初始流量Q₀、洪峰流量Q_peak、流量总增长量Q_sum和流量日增长率dQ这4个指标所建立的单指标生物-水文响应模型具有较好判别四大家鱼自然繁殖对水文条件是否响应的能力;(2)各评价指标Q₀、Q_peak、Q_sum、dQ的最佳阈值分别为14960 m³/s、19610 m³/s、4050 m³/s及1405 m³/(s·d);单指标模型性能排序为dQ＞Q_peak＞Q_sum＞Q₀;(3)依据dQ或Q_peak的指标组合方式建立的多指标生物-水文响应模型综合性能最佳。结果表明,ROC模型方法结果形式简单、预见性强,据此量化生态调度目标,可为其他流域、水库的鱼类繁殖响应判别和水库生态调度方案制定提供参考借鉴。     

Earthquake response spectra taking account of number of response cycles

Proposed is a new definition of earthquake response spectra, which takes account of the number of response cycles N. The Nth largest amplitude of absolute acceleration response of a linear oscilator with natural period T and damping ratio h, which is subjected to ground motion at its base, is defined as S_A(T, h, N). By defining a reduction factor η(T, h, N) as S_A(T, h, N)/S_A(T, h, 1), characteristics of η(T, h, N) were investigated based on 394 components of strong motion records obtained in Japan. Two practical empirical formulae to assess the reduction factor η(T, h, N) are proposed.     

Optically stimulated luminescence dating of sediments from the Yellow River terraces in Lanzhou: Tectonic and climatic implications

The stratigraphic chronology of Yellow River terraces was investigated and studied in Lanzhou Basin, western Chinese Loess Plateau. The optically stimulated luminescence (OSL) dating results show that terraces T₁, T₂ and T₃ formed at 8 ka, 20 ka and 70 ka, respectively. Lateral accretion of the riverbed facies gravel sediments occurred during interglacial periods while vertical aggradations of the terrace sediments deposited predominantly under cold and dry glacial period. A thick layer of aeolian loess with a basal age about 35 ka indicates a remarkable drop of air temperature and a dry, cold climate. The temporal correlation between terrace formation and tectonic movement has not yet been established in this research, but the stratigraphic chronology of the terrace sections provides the timing of the terrace formation, the incision rate of the Yellow River, and the slip rate of the fault horizon.     

Artificial ground motion compatible with specified peak velocity and target spectrum

In this paper, a method, which synthesizes the artificial ground motion compatible with the specified peak velocity as well as the target acceleration response spectrum, was proposed. In this method, firstly, an initial acceleration time history α8^（0） （t）, which satisfies the prescribed peak ground acceleration, the target spectral acceleration ST（ω, ζ）,and the specified intensity envelope, is generated by the traditional method that generates the requency domain; secondly,α8^（0） （t）is further modulated by superimposing narrow-band time histories upon it in the time domain to make its peak velocity, approach the target peak ground velocity, and at the same time to improve its fitting precision to the target spectrum. Numerical examples show that this algorithm boasts high calculation precisions.     

景泰老虎山活动断裂地区的第四纪地层的划分与对比研究

老虎山地区的第四系以山麓洪积与山区河流阶地沉积为主，￣１４Ｃ法、ＴＬ法和扩散方程法测定的近４０个年代样品表明：Ⅰ级阶地为全新统，阶地形成年龄为４０８６±１００ａ—４５７８±６０ａ；Ⅱ级阶地为晚更新世晚期沉积，阶地形成年龄为２３Ｋａ；Ⅲ级阶地为晚更新世早中期沉积，阶地形成年龄为７２Ｋａ；Ⅳ级阶地和Ⅴ级阶地为中更新世沉积，其阶地形成年龄分别为２１７±３５Ｋａ和３７８±６０Ｋａ；早更新统仅在局部出露，可能属早更新世早期的沉积。通过与兰州九洲台黄土剖面对比，发现Ⅰ—Ⅴ级阶地的形成年龄与标准剖面中的Ｓｏ、Ｓ＿２、Ｓ＿４等层古土壤形成年龄相一致。这说明河流层状地貌的形成。除了与构造抬升有关外，还与全球冷暖交替的大气候背景有着十分密切的内在联系     

2021年青海玛多7.4级地震强震动记录及特征分析

2021年5月22日,青海省果洛州玛多县发生7.4级地震,中国强震动观测网络在主震中捕获16组强震动数据。对48条三分向加速度记录进行基线校正、滤波等常规处理,计算相应的地震动参数,发现位于断层破裂前向位置的63DAW台NS向记录的地震动速度波形具有长周期分量丰富的特征。分析6个典型台站的单自由度加速度反应谱,并与我国建筑抗震设计谱比较,分析此次地震的频谱特性。将实际观测到的PGA、PGV和S_a(T=0.1 s、T=1.0 s、T=2.0 s、T=5.0 s)与国内广泛使用的几种地震动预测模型对比,研究此次地震的影响场。通过分析S_a-S_d曲线,探讨此次地震靠近断层区域地面运动大位移与桥梁落梁震害间可能存在的关系。     

Residual slip of sliding blocks induced by near‐fault ground motions

The response of a rigid block supported on a horizontally moving foundation through a dry‐friction contact is investigated to near‐fault ground motions. Such motions can be thought of as consisting of a coherent component (‘pulse’) and an incoherent component, which can be described as a band‐limited ‘random noise’. The equation of motion of this strongly nonlinear system is reduced to a normalized form that reveals important parameters of the problem such as the critical acceleration ratio. The response of the sliding block to a set of uniformly processed near‐fault motions, covering a sufficiently wide range of magnitudes, is evaluated numerically for selected discrete values of the acceleration ratio. For each value of the critical acceleration ratio, the numerically computed residual slips are fitted with a Weibull (Gumbel type III) extreme value probability distribution. This allows the establishment of regression equations that describe accurately design sliding curves corresponding to various levels of non‐exceedance probability. The analysis reveals that the coherent component of motion contributes significantly to the response of the sliding block. Furthermore, the relevant acceleration in specifying the critical acceleration ratio is the (normalized) amplitude, α_{H_pulse}, of the pulse and not the (normalized) amplitude of the incoherent component α_H. Finally, the incoherent component is described quantitatively in terms of the root‐mean‐square acceleration a_RMS, and an attempt is made to understand its influence on the response of the sliding block. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Maps of flood statistics for regional flood frequency analysis in New Zealand

Abstract

The two-parameter EV1 distribution adequately describes New Zealand's flood series. Contour maps of [Qbar]/A^0.8 and Q₁₀₀[Qbar] are presented, where [Qbar] is the mean annual flood, A is the basin area and Q₁₀₀ is the 1% annual exceedance probability flood. The maps are based directly on measured discharge series from a large sample of river recording stations. Thus when basins are ungauged, or have just a short record, an estimate of a design flood Q_T with specified annual exceedance probability (1/T) can be obtained using map estimates of [Qbar]/A^0.8 and Q₁₀₀[Qbar], without having first to estimate rainfall statistics for the basin, a particularly difficult task in sparsely instrumented mountainous areas. These maps succinctly summarize a great deal of hydrological information and permit improved flood frequency estimates.     

Prediction of spatially distributed seismic demands in specific structures: Structural response to loss estimation

A companion paper has investigated the effects of intensity measure (IM) selection in the prediction of spatially distributed response in a multi‐degree‐of‐freedom structure. This paper extends from structural response prediction to performance assessment metrics such as probability of structural collapse; probability of exceeding a specified level of demand or direct repair cost; and the distribution of direct repair loss for a given level of ground motion. In addition, a method is proposed to account for the effect of varying seismological properties of ground motions on seismic demand that does not require different ground motion records to be used for each intensity level. Results illustrate that the conventional IM, spectral displacement at the first mode, S_de(T₁), produces higher risk estimates than alternative velocity‐based IM's, namely spectrum intensity, SI, and peak ground velocity, PGV, because of its high uncertainty in ground motion prediction and poor efficiency in predicting peak acceleration demands. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

土层结构对油气管线工程地震动峰值加速度区划图的影响研究

油气管线工程是生命线工程的重要组成部分,工程跨度通常超越几十甚至几千公里,从而导致横穿地区覆盖层中土层结构存在明显差异,对地震动峰值加速度(PGA)产生较大影响,进而影响区划结果。本文采用分区拟合放大系数的方法,对华北平原地区某大型管线进行研究,给出研究区不同土层结构条件下场地放大系数KS-基岩PGA拟合函数结果,得到沿线附近10km范围内的PGA区划图结果,并与第四代和第五代中国地震动参数区划图提出的场地系数公式的计算结果进行比较。三种计算方法的结果表明,研究区内50年超越概率10%条件下实际场地放大系数为1.30~1.45,50年超越概率5%条件下实际场地放大系数为1.15~1.30,均高于我国第四代和第五代区划图对场地系数的建议值。50年超越概率10%下的PGA区划图结果显示,局部区域在第四代和第五代地震动参数区划图场地系数的结果中位于0.15g或0.20g区,由于KS的提高,其实际计算结果会提升为0.20g或0.25g分区,这说明场地系数对峰值加速度区划图结果具有较大影响。