中美日仪器地震烈度的计算方法对比和经验换算关系

2020年修订的国家标准《中国地震烈度表》引入仪器测定的地震烈度,即仪器地震烈度作为评定地震烈度的指标之一,在震后烈度评定中已经得到广泛应用。仪器地震烈度根据实测地震动记录计算得到,国际上现行地震烈度标度和计算方法并不一致,对于深入应用不同国家和地区仪器地震烈度造成不便。应用大量中国和日本4级以上地震的强震动观测记录,计算了中国、美国和日本的仪器地震烈度及相关地震动参数,对比分析了仪器地震烈度计算方法,得到了相关地震动参数之间的皮尔逊相关系数和统计关系,并给出了3种仪器地震烈度之间的经验换算关系。     

设计用随机地震动的模型及其参数确定

本文假定基岩地震动为“马尔柯夫”有色谱,通过地表覆盖土层的滤波,修正了金井清的随机地震动模型。文中从工程抗震设计的应用角度出发,利用随机极值理论和强震记录统计分析的结果,确定了随机地震动模型的参数(平稳持时、谱强度因子和非平稳强度函数)与地震烈度和场地类别的定量关系以及直接与震级、震中距和场地类别的定量关系。本文提出的随机地震动修正模型和确定的模型参数直接为工程结构的随机地震反应分析和动力可靠性设计提供了初步可用的随机地震动荷载设计标准。     

基于GIS的抗震设计地震动查询系统

基于ArcView CIS软件开发平台，建立了设计地震动参数和最不利设计地震动数据库，建成了基于性态设计和考虑最不利设计地震动因素的设计地震动查询系统，该系统主要为基于PC机工作的结构抗震设计人员提供相应的设计地震动参数和最不利设计地震动的设计地震动信息查询服务。     

地震动峰值参数衰减规律的研究

震级和地震波传播途径均有测量误差和不确定性。本文考虑震级和距离的不确定性,用作者提出的回归多随机变量间相关关系的一致加权最小二乘法,对地震动水平峰值加速度(PGA)、速度(PGV)和位移(PGD)的衰减关系进行了研究,在衰减模型中考虑了地震动的近场距离饱和与震级饱和特性。研究结果表明,考虑震级和距离的随机性后,地震动的距离与震级标定系数比常规方法增大16—28％,大震的地震动估计值及小震近场的地震动估计值均高于用常规方法得到的结果;高频地震动具有明显的近场距离与震级饱和特性,且距离饱和范围随震级的增大而加宽;场地条件对地震动衰减规律有明显影响,同时这一影响又同距离和震级密切相关。本文预测结果与新近发生的三大地震(M_s=8.1,7.8,7.1)的观测资料很吻合。     

抗震设防烈度对剪力墙结构土建成本的影响分析

国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）已于2016年6月1日起开始实施。新一代区划图的实施,使得建筑的土建成本相对于之前有所变化。运用结构设计软件按照相关规范规定的最低标准完成剪力墙结构构件在不同地震动参数情况下的内力和配筋计算,并根据最新的建设工程预算定额和估价表,对上述情况进行施工图预算并在经济性方面进行系统的对比分析。结果表明:随着设防烈度的提高,剪力墙结构土建工程每平米成本上浮的比例也会增大,且随着设防烈度的提高,土建成本的增长比例越来越大。     

中国西部地区利用烈度数据估计地震动参数的方法

通过最近收集到的中国西部地区的6次地震的地震动参数和烈度数据,建立了该地区适用于贝叶斯方法的各烈度档P(I|GM)的经验分布。利用2011年发生的四川炉霍地震和新疆伽师地震资料验证了依据烈度数据用贝叶斯方法估算峰值加速度的可行性。研究结果还表明,用贝叶斯方法估计的参数精度与选择的先验概率(衰减关系)显著相关。针对这2次地震,用各烈度档地震动参数的均值法、地震动衰减关系法及贝叶斯法3种方法估算的峰值加速度值与峰值加速度观测值之间的均方根比较表明,用贝叶斯方法估算的参数精度优于用另2种方法所获结果。     

地震动输入界面的选取对地震动参数的影响

地震反应分析中的输入界面是一种规定的假想基岩面,其选取具有很大的不确定性,对确定地震动参数的影响很大.本文以北京地区存在剪切波速较高的卵石硬夹层场地为研究对象,探讨实际工程场地中能否将硬夹层选作地震动输入界面的问题.利用一维等效线性化波动方法,对390个含有剪切波速高于500m/s的卵石层场地模型进行地震反应分析计算,讨论卵石层的上覆土层、下伏土层以及卵石层自身特性对地震反应分析结果的影响.计算结果显示,厚度5m左右、剪切波速小于600m/s的卵石层作为地震动输入界面是否合理,主要取决于上覆土层和下伏土层,而卵石层厚度和剪切波速的影响很小.对于一般性工程,当上覆土层厚度大于15m,下伏土层厚度在10m以内时,选取硬夹层顶面与选取钻探揭示的基岩或剪切波速不小于500m/s的土体顶面为输入界面,计算结果差别不大;当上覆土层厚度达到60m,下伏土层的变化对计算结果影响很小.研究表明,在钻探没有揭示出基岩或坚硬土体时,埋深大于60m的硬夹层可以选为地震动输入界面,这一结论对实际的地震安全性评价工作具有一定参考价值.     

场的指数与地震动参数的关系

利用现场实测资料，对河北省玉田、宁河两县烈度异常区内外的５１个场地（村庄）进行了模拟唐山地震的地震反应计算；研究了地震动参数（地面加速度和反应谱特征周期）与场地指数的关系，验证了场地指数反映场地地震效应的有效性。     

估计和比较地震动潜在破坏势的综合评述

如何估计和比较地震动对结构的破坏作用，一直是国内外抗震研究中的一个至关重要的问题。本主要篇幅用于介绍这一领域迄今所取得的成果并作了简单的评述，并在此基础上，提出了一种可用来比较地震动潜在破坏势的综合评估法，提出该方法的目的并不在意去确定什么量更能代表地震动在潜在破坏势，而只是在考察现有的各种被认为能代表地震动的潜在破坏势的各种参数基础上，考虑采用什么方法才能更合理地判定和比较地震动的破坏势，为此本将通常作为地震动潜在破坏势的地震动参数分成两类：一类为直接由地震动本身得到的参数，另一类为地震动通过结构反应得到的参数，并分别对此进行了讨论和分析，在此基础上得出了一种在目前可认为是研究地震动潜在破坏势押送为合理的方法-地震动潜在破坏势综合评价法。     

设计地震动反应谱长周期区段确定方法的探讨

本文比较了GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中的地震影响曲线和GB18306-20《中国地震动参数区划图》中使用的设计地震动反应谱,并参考实际工程场地的地震动反应谱,探讨了长周期结构工程地震安全性评价工作中的设计地震动反应谱长周期区段的确定方法。     

中美欧水平地震作用的比较

分析了中美欧抗震设计中的水平地震作用问题。首先,比较了中美欧抗震规范中建筑物重要性、强度折减系数的差异,介绍了中国规范的底部剪力法、美国规范的等效侧向荷载法以及欧洲规范的侧向荷载法。然后对一多层框架结构,分别作为办公楼和医院,计算了不同设防烈度下、不同延性等级下的水平地震作用,并进行了比较分析,获得了3种规范关于水平地震作用的一些差异。     

基于遗传算法的大地电磁阻抗张量分解方法研究

本文针对Groom-Bailey分解法在消除地表电性不均匀体对MT数据的畸变效应时存在的问题引入遗传算法,对基于传统线性最优化方法的GB分解算法进行改进,提出基于遗传算法的大地电磁阻抗张量分解方法.通过对理论合成数据以及三维/二维模型正演数据的分解试验,并且对青藏高原北缘阿尔金断裂地区实际MT数据进行分解处理,证明了基于遗传算法的GB分解能够更加有效地校正三维/二维情况下近地表三维电性不均匀体所造成的畸变影响.最后,在已有算法基础上,研究了基于遗传算法的多频率GB分解算法和MT数据静校正算法,并通过实际MT数据的处理证明了这些算法的有效性.     

Global Warming and Risk of Vivax Malaria in Great Britain

Malaria (ague) was once common in many parts of Great Britain (GB). Here we identify areas currently at risk from vivax malaria and examine how this pattern may change as a consequence of global warming during this century. We used a mathematical model to describe how temperature affects the risk of vivax malaria, transmitted by a common British mosquito, Anopheles atroparvus. This model was linked with present-day temperature surfaces and future temperature change scenarios for GB, and used to map areas suitable for malaria transmission. We found an excellent agreement between the present-day risk map for malaria and historical records of ague distribution. This study demonstrates that many parts of GB are warm enough for malaria transmission and the extent of these areas are likely to increase in the future. Health services need to remain aware of the possibility of locally-transmitted malaria, particularly in marshland areas in southern England. This revised version was published online in September 2006 with corrections to the Cover Date.     

Improved design of special boundary elements for T-shaped reinforced concrete walls

This study examines the design provisions of the Chinese GB 50011-2010 code for seismic design of buildings for the special boundary elements of T-shaped reinforced concrete walls and proposes an improved design method. Comparison of the design provisions of the GB 50011-2010 code and those of the American code ACI 318-14 indicates a possible deficiency in the T-shaped wall design provisions in GB 50011-2010. A case study of a typical T-shaped wall designed in accordance with GB 50011-2010 also indicates the insufficient extent of the boundary element at the non-flange end and overly conservative design of the flange end boundary element. Improved designs for special boundary elements of T-shaped walls are developed using a displacement-based method. The proposed design formulas produce a longer boundary element at the non-flange end and a shorter boundary element at the flange end, relative to those of the GB 50011-2010 provisions. Extensive numerical analysis indicates that T-shaped walls designed using the proposed formulas develop inelastic drift of 0.01 for both cases of the flange in compression and in tension.     

柴达木—阿尔金地震带b值统计计算

目前工程地震中使用的b值来源于《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）,地震资料仅考虑至2010年,距今有10多年的地震资料缺失,在此期间柴达木—阿尔金地震带发生了7级以上强震,因此需验证该地区b值是否体现高震级段地震危险性水平。为此,利用1920—2019年地震资料,对柴达木—阿尔金地震带b值进行统计研究,确定b值为0.76。根据该地震带不同构造区提取地震目录,按照震级完整时段计算各自b值,得到b值范围为0.536 5～0.801 9,最大差值为0.272 6,该结果低于《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）确定的b值,体现了近期大地震的发生对该地震带活动强度和大震重现期等地震活动特征和活动水平的影响,本研究确定的b值可作为《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）的补充,可为科学建立重大建设工程地震危险性计算模型提供基础依据。     

青海玛多M7.4地震中野马滩大桥地震动特征初判

2021年5月22日青海省玛多县发生M7.4地震,造成玛多县境内的野马滩大桥和野马滩2号桥发生落梁破坏.中国地震局公布的地震烈度表明野马滩大桥处的地震烈度为Ⅸ.然而野马滩大桥附近无强震台站,未能记录到大桥附近的加速度时程,这也阻碍了野马滩大桥在地震作用下破坏机理的研究.因此,本文尝试采用经验格林函数方法、并参考医学上自身异位皮肤移植的理念,尝试评估野马滩大桥处的地震动的主要特征[包括地震动峰值加速度(PGA)的可能的取值范围和加速度时程],并与已公布的玛多地震的地震烈度、中国地震烈度表(GB/T17742—2020)、第五代地震动区划图(GB18306—2015)中的设计反应谱进行对比.结果表明:(1)本文得到的PGA的取值范围(320~620 cm/s²)与中国地震烈度表(GB/T17742—2020)中地震烈度为Ⅸ区内的PGA的取值范围(402~830 cm/s²)匹配程度较好;(2)本文合成的地震动反应谱与第五代地震动区划图中,野马滩大桥处的极罕遇地震动的加速度设计反应谱整体匹配较好,表明本文合成的加速度时程可以造成野马滩大桥落梁破坏.研究表明本文给出的野马滩大桥附近的地震动强度特征具备一定的参考价值,可作为野马滩大桥处的加速度时程输入,为研究该桥的坍塌机理提供数据支持.     

Sources and variability of CO2 in a prealpine stream gravel bar

Gravel bars (GBs) contribute to carbon dioxide (CO₂) emissions from stream corridors, with CO₂ concentrations and emissions dependent on prevailing hydraulic, biochemical, and physicochemical conditions. We investigated CO₂ concentrations and fluxes across a GB in a prealpine stream over three different discharge‐temperature conditions. By combining field data with a reactive transport groundwater model, we were able to differentiate the most relevant hydrological and biogeochemical processes contributing to CO₂ dynamics. GB CO₂ concentrations showed significant spatial and temporal variability and were highest under the lowest flow and highest temperature conditions. Further, observed GB surface CO₂ evasion fluxes, measured CO₂ concentrations, and modelled aerobic respiration were highest at the tail of the GB over all conditions. Modelled CO₂ transport via streamwater downwelling contributed the largest fraction of the measured GB CO₂ concentrations (31% to 48%). This contribution increased its relative share at higher discharges as a result of a decrease in other sources. Also, it decreased from the GB head to tail across all discharge‐temperature conditions. Aerobic respiration accounted for 17% to 36% of measured surface CO₂ concentrations. Zoobenthic respiration was estimated to contribute between 4% and 8%, and direct groundwater CO₂ inputs 1% to 23%. Unexplained residuals accounted for 6% to 37% of the observed CO₂ concentrations at the GB surface. Overall, we highlight the dynamic role of subsurface aerobic respiration as a driver of spatial and temporal variability of CO₂ concentrations and evasion fluxes from a GB. As hydrological regimes in prealpine streams are predicted to change following climatic change, we propose that warming temperatures combined with extended periods of low flow will lead to increased CO₂ release via enhanced aerobic respiration in newly exposed GBs in prealpine stream corridors.     

基于不同工程分类方法的砂土定名及相应物理力学参数对比分析

土的工程分类是岩土工程设计中的一项基础性工作。结合某实际工程土石坝基砂层勘测资料,依据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)和《土的工程分类标准》(GB/T50145-2007)两种常用的分类方法,对341个实际砂土样进行定名;按照定名结果,对覆盖层砂土样级配包络线、物理力学性质参数进行统计分析;并据此对两种分类方法的特点进行对比分析。     

不同版本规范设计的底框砌体结构地震易损性对比

历次地震震害表明,底框砌体结构在遭遇大地震时破坏严重.本文比较了《GBJ11-89建筑抗震设计规范》和《GB50011-2001建筑抗震设计规范》中关于该类结构的抗震设计要求.参考某地一个实际底框砌体结构建筑设计资料,分别按上述两版本规范设计了2个具有代表性的底框砌体结构.采用层间剪切模型基于IDA方法对结构进行了地震...