近地表速度结构的地脉动探测方法国际盲比检验

本文通过参加ESG2006组织的国际地脉动盲比测验,检验了利用地脉动方法探测近地表速度结构的精度和可信度.在对多个不同测试模型频散曲线的提取精度、速度结构平均速度相对偏差和场地放大效应估计等方面的比较中,本文方法在参加盲比测验的19个国际研究组中均处于前列.同时盲比测验结果表明,不论人工合成记录还是实际观测记录、速度还是加速度记录,地脉动空间自相关方法得到的场地瑞利波频散曲线,均能够为后续反演研究提供可靠的目标曲线;可以根据仪器实际情况自由选择观测加速度或速度.人工合成数据分析中,有两例频散曲线受到了高阶振型影响,在实际观测数据中影响不明显.结合盲比测验结果指出,空间自相关方法的最大可探测波长一般达不到通常认为的15.7倍的最大半径,大多情况小于10倍;而最小波长要小于2倍的最小半径,可以到1倍的最小半径.     

汶川地震农居震害特征及其成因分析与恢复重建建议

本文总结了汶川地震中农居倒塌、严重破坏与中等破坏的特点,并分析了破坏程度与地震动、地震地表破裂、滑坡、滚石和房屋质量等因素的关系。为了减轻未来地震造成的震害,城镇选址应避开危险地段和抗震不利地段,且农居设计与施工应严格遵循抗震设计规范中的相关条款。同时,本文也强调了当地政府在灾区重建中的重要作用。     

基于第四代地震区划的跨越发震断层永久位移概率分析方法

本文主要借鉴了Lee(2007)和Youngs(2003)提出的地表永久位移估计方法,联合中国第四代地震区划图的潜在震源区参数,给出了适合中国跨越发震断层永久位移概率分析方法。震害调查表明,近场的结构破坏不仅是地震动引起的,地震地表的破裂或永久位移引起的破坏也占很大比重。应用与概率估计地震动相似的方法,给出不同概率水准的地震地表永久位移,使之服务于穿越地震发震断层管线、桥梁工程的抗震设防,采取有效的抗御永久地表位移措施,减小地震灾害带来的损失。     

场地瑞利波频散特性的测试方法研究

瑞利波频散特性测试是波速结构的面波探测方法中的关键环节。本文不进行速度结构的比较,而是直接与表面波谱分析方法比较所提取的频散曲线,从而将反演方法可能引入的不确定性因素剥离了出去,能够更客观地说明地脉动台阵方法的有效性和精度。在唐山26个场地进行的两种方法中美联合观测和分析结果表明。地脉动方法在83％的场地达到了与表面波谱分析方法相同的精度,是一种经济有效的场地瑞利波频散特性和波速结构测试方法。     

地震预警仪观测地脉动差异与评估场地条件的可行性研究

根据台站场地条件进行地震动参数校正,有助于提高地震预警的有效性和准确性。针对我国地震预警台网中部分台址场地条件信息不完整及观测仪器的多样性,通过采用不同灵敏度的力平衡式加速度仪、速度仪和MEMS烈度仪,同时进行大量不同类别场地的地脉动观测,多角度对比分析时、频差别,探讨基于地震预警仪观测地脉动评价场地条件的可行性。结果表明,加速度仪灵敏度越高,H/V谱比卓越频率越易识别;速度仪与力平衡式加速度仪观测的地脉动,三分向傅氏谱和H/V谱比的谱形与卓越频率均一致;与TAG-33M强震仪相比,TMA-53烈度仪观测的地脉动整体幅值略高,波形较差,但随着振幅增大趋于一致;在近80%的场地上,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动傅氏谱卓越频率相差＜0.5 Hz;当幅值均方根值＞0.05 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动竖向和水平向傅氏谱均趋于一致;当幅值均方根值为0.02 Gal～0.05 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动竖向和水平向傅氏谱谱形均有较高的相似性;当幅值均方根值＜0.02 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动傅氏谱谱形相差较大,相似性低;依据TAG-33M强震仪观测地脉动H/V谱比的卓越频率判定场地类别,准确率达83.3%;TMA-53烈度仪观测地脉动的H/V谱比过于平坦,大多数场地上卓越频率识别困难。     

一种波速结构的两步优化反演策略

借助虚拟反演思路,通过对各种遗传算子不同匹配方式的比较研究,指出了对于频散曲线反演浮点数编码与轮盘赌选择的匹配方式离线性能最好,提出了一种两步优化反演策略.该两步策略利用浮点数编码、轮盘赌选择、浮点数均匀交换与变异算子匹配组成基本遗传算法框架,在此框架基础上施加免疫启发策略和免重复计算加速策略,多次运行,对每次运行结果继续施加模拟退火算法使其至少达到局部最优,最后取得最优解.免疫启发策略充分利用最佳个体的信息加速进化进程,通过对每代的最佳个体施加一服从标准正态分布的随机数来加强对邻近区域的局部搜索,通过标准差的调整也兼顾了对邻近区域以外区域的搜索,将局部搜索和全局搜索有机地结合起来,同时还最大限度地降低了对遗传算法自身进化进程的干扰;免重复计算策略大大减少了正演计算次数,节约了计算成本,提高了反演效率.两步反演策略避免了多次平均法的缺陷,提高了反演结果的稳定性和精度,降低了非惟一性.     

地震地表破裂特征及其对应的分析方法

介绍了Kocaeli地震和集集地震的板块构造和区域地震的活动特性，及地震引起的地表破裂，提出了一种基于动力学和界面系统的、局部宏观尺寸的震源动力破裂过程分析方法。归纳出基于材料破坏分析基础的地震地表破裂的5种主要特征，应用材料和界面本构描述的控制方程稳定性讨论，阐明了地表破坏类型对应的力学机制，提出了相应的分析方法。     

饱和多孔介质材料的应变局部化萌生条件

在单相介质和非渗流饱和多孔介质应变局部化萌生条件的基础上,应用饱和多孔介质控制方程和Liapunov稳定理论,导出了渗流条件下的固相应力-应变描述和有效应力-应变描述的多孔介质固相部分的应变局部化的萌生条件。不同应力描述下的萌生条件的形式有一定变化。应用简单算例,讨论了Terzaghi有效应力描述的应变局部化萌生条件中两种固、液相对运动特例下的饱和多孔介质应变局部化破坏的形式。     

DEM分辨率对提取东北地区坡度的影响研究

目前国内外广泛采用的坡度-等效剪切波速关系模型中,坡度主要基于30″分辨率数字高程数据的提取。DEM分辨率对坡度的提取具有重要影响,且对于不同地区、地貌单元的影响不同。本文以我国东北地区1″、3″、30″分辨率DEM为基础,分别提取研究区域内公里网格点的百分比坡度,分析不同分辨率下提取坡度差异的原因。区分平原、丘陵和山地统计分析坡度随分辨率变化特征,通过比较多种拟合模型的拟合优度和坡度分级平均相对差值,给出不同分辨率下的最佳坡度转换关系。研究结果表明,坡度体现计算面积的平均特性,随着分辨率的增大,栅格计算面积减小,导致坡度有所差异,区域坡度变化越大差异越大;在我国东北地区,随着DEM分辨率的降低,坡度-频率分布曲线向低坡度段移动,且均值、方差及值域变小,不同地貌的坡度-频率分布曲线向低坡度方向移动,且峰值区域变窄,其中平原地貌变化趋势性显著,丘陵次之,山地最小;平原及山地地貌最佳坡度拟合为线性拟合,丘陵地貌下1″、3″与30″分辨率下最佳坡度拟合分别为线性拟合和多项式拟合。     

地脉动方法最新研究进展

因其简便、经济的独特优势,地脉动方法在场地动力性能评价中得到了国际学术界广泛关注,业已取得了大量的研究成果和并得到了广泛应用。由于对国际地脉动研究的最新进展缺乏足够的了解,我国地震工程界对其研究和应用尚存在不同认识。本文着重介绍了地脉动单点谱比法和地脉动台阵方法的国际最新研究进展和实践现状,指出了各种方法的特点及其应用条件,以期促进地脉动方法在我国的合理使用,推动我国地脉动研究的不断深入。