重复列车荷载作用下季节性冻土区桥墩-基础场地振动特性及长期变形分析

基于高速列车运行引起的轨道-桥梁-桥墩-季节性冻土区场地的地面振动和沉降问题, 选取哈大高速铁路铁岭至四平段某桥墩及周围基础场地为测试段, 对实测数据从时域和频域两方面进行分析, 研究了桥墩及周围不同场地的振动特性, 结果表明:桥墩和基础场地的振动特性存在很大的差异, 基础场地对振动有放大效应, 且不同基础场地对振动的放大效果也明显不同。结合实测概况建立了桥墩-基础场地有限元数值模型, 分析桥墩及基础场地在不同季节的振动传播特性, 以及基础场地土体内部的应力分布情况, 并利用累积塑性应变模型对重复列车荷载作用下季节性冻土区基础场地的沉降变形进行分析, 发现场地振动加速度峰值随与桥墩距离R的增大而衰减, 且在冻结季的振动衰减速度明显小于非冻结季的; 基础场地地表的累积沉降在距桥墩R=0.5 m处最大, 且随着列车荷载作用次数的增加而增加, 最后逐步趋于稳定。     

黄土河谷场地地形放大效应的研究

使用黄土河谷场地模型对地震动峰值加速度和频谱特征进行研究。结果表明，不同工况下各观测点PGA的放大比呈现出不同的变化规律。分析山顶和山谷各点的傅里叶谱以及谱比发现，在地形和土层共同作用下的放大效应是各自单独作用下放大效应的乘积。     

地脉动频谱特性在探究场地评价中的应用

运用单点谱比法对地脉动频谱特性进行分析,根据频谱类型分类结果给出场地卓越周期建议值。在已有钻孔资料基础上,建立卓越周期与覆盖层厚度间的相关关系,并通过实际的工程数据验证了二者关系式的准确性和普适性。由于地脉动观测具有经济、简单、快捷的优点,可将其运用到不宜进行钻孔勘探的复杂场地,从而为该地区工程场地地震安全评价和地震小区划、场地类别划分、场地选择和评价提供基础资料。     

近地表速度结构对场地强地震动特征的影响

近地表松散沉积层对地震波具有强烈的改造作用。为了揭示近地表速度结构对场地强地震动特征的影响机理,采用横波勘探和地脉动测试方法研究两个地震台站的场地条件,并对比分析场地测试结果与汶川地震记录的频谱特征。正如浅层地震勘探和地脉动数据所揭示的那样, MXT地震台的强震记录中,对应横波图像0.10 s处强反射波的地震动分量（频率5 Hz左右）在该场地占明显优势,而对0.22 s的弱反射界面（对应的基频为2.3 Hz）的反映并不明显,分析认为这一现象归因于地下10~11 m处粉土与卵石层间具有较大的波阻抗差异,因而造成地震反射图像上0.10 s附近的强振幅掩盖了0.22 s的反射波组,岷县强震记录频谱也显示为单峰值形态。横波勘探在WUD台获得的地震图像显示分别在0.22 s和0.50 s处有两组比较明显的反射波,其所对应的场地潜在响应频率分别为2.3 Hz和1.0 Hz,WUD台的强震记录频谱的形态也明显受这两个波阻抗界面的影响;通过对比地脉动与地震记录的频谱图,认为场地结构对地震信号与一般地脉动信号的影响是有差别的。研究表明：（1）剪切波的强阻抗界面深度及其平均波速是控制场地频谱主频的主要因素,近地表地层中阻抗强的界面对地震波的改造作用占主导地位;（2）近地表松散覆盖层的波速结构影响着场地地脉动频谱与地震动频谱的谱形变化;（3） 一般情况下,浅部强波阻抗界面对地脉动频谱特征的影响可能大于深部（百米以内）,强震作用下深部波阻抗界面会使场地的响应主频向比其脉动基频更低的频段发展。     

河谷地形的地震反应分析

震害现象显示在一些覆盖层很薄的基岩河谷山区地震动分布差异明显.为了厘清各形状要素的均质地形模型对地震动特性的影响,侧重分析了河谷坡角、坡高及不对称坡体等要素对均质体河谷模型的地震动(PGA)的影响.研究结果表明:河谷地形谷底内部的地面运动幅值在坡角40°～50°范围内达到最大值;在高坡角的河谷内波衰减比较慢,波形相对较复杂;在深宽比较小时,高频和低频脉冲的地面加速度峰值都呈现同样的变化趋势,且谷底地面各个位置PGA变化不明显,随着深宽比的增加,高频脉冲的地震反应变化复杂,出现谷底中心加速度幅值大于山脚;河谷的不对称形状对谷底PGA有影响,谷底PGA最大的位置靠近坡高小的一侧,且坡角大的一侧山脚附近谷底PGA要小一些,即坡度和高差越大,会很大程度地增加河谷两侧坡体的临空面,并增大地震加速度的放大系数,凸起地形对地震响应有放大作用,对它附近区域却有抑制作用,而且坡高、坡角越大,抑制作用越明显.     

浅层弯线地震勘探采集与处理技术

在浅层地震勘探中,测线常常由于场地的限制而不能沿直线布设.而弯线地震勘探施工过程中炮检中点比较分散,影响共面元道集的叠加和最终剖面的真实性.加之浅层地震资料又有其自身的特殊性,所以选择合理有效的浅层弯线采集与处理技术非常必要.本文以甘肃陇南山区新文县一中测线为例,结合弯线共中心点面元叠加的时间、空间条件,在采集和处理两个环节分析控制炮检中点分散范围的具体方法,获得了真实且高品质的地震剖面.剖面有效波的能量较好,同向轴连续清晰,各种干扰波得到了压制,说明浅层弯线地震勘探的方法在理论上和技术上都是可行的.     

2013年岷县漳县6.6级地震灾害损失评估

2013年7月22日甘肃省岷县、漳县交界发生6.6级地震,造成95人死亡,2 414人受伤;农村民房、生命线工程、教育和卫生系统等都遭到不同程度的破坏。本文通过震害调查给出了地震烈度图,揭示了房屋破坏特点;按照国家相关标准规定,采用大范围均匀抽样调查、单项调查等方法获得了大量基础资料;确定了不同评估区各结构类型房屋破坏比等参数,合理评估了此次地震造成的总直接经济损失和灾后恢复重建经费;提出了灾后恢复重建建议,为抗震救灾和科学重建提供了依据。     

岷县漳县地震灾后重建场地黄土震害预测

通过对取自2013年岷县漳县Ms6.6地震影响区8个灾后重建安置点的黄土进行室内动、静三轴试验,研究了极震区2个灾后重建场地黄土的动、静力学特性,分析了地震影响区内3个灾后重建安置场地的黄土斜坡稳定性和5个场地黄土的震陷性;并结合安置点的地形地貌特点,对灾后重建场地潜在黄土地震地质灾害进行了预测。结果表明:极震区黄土在静力作用下具有明显的应力强化特性,在循环动荷载作用下具有刚度迅速衰减和粘滞性急剧增强的特征;MX-2和MX-3重建场地的斜坡在地震作用下存在失稳的可能;Ⅷ度以上地震作用下,MX-1、ZX-1、LT-1和LX-1场地存在产生不同破坏等级震陷灾害的风险;Ⅷ度以上地震作用下MX-1场地的黄土可产生液化,存在导致山体液化滑坡、泥流以及建构筑物地基失稳和不均匀沉降等地震灾害的风险。     

三危山断层近场地震动对敦煌莫高窟的影响研究

三危山断层距敦煌莫高窟仅约3km。本建立横向均匀成层的地震断层模型，利用随机有限断层方法，预测三危山断层发生5．5级、6．0级、6．5级地震时地震动对莫高窟的影响。研究表明逆断层使三危山断层辐射的地震动分布形态呈现出明显的上下盘效应。同时，将计算PGA值与已有的根据其它地区地震记录推出的PGA衰减关系进行了对比分析，认为该结果可供莫高窟抗震防护加固设计时参考。     

甘肃文县上城台地的地震记录分析

选取文县上城台地三个不同高程强震台同时记录到的汶川大地震的9次余震记录,研究场地的地震反应和波的传播效应。通过对比峰值加速度、地震反应谱、加速度时程等地震动参数,全面分析了地震动放大效应与地形的关系以及地震动特征与震源的关系。结果表明:相对于山脚,山顶的峰值加速度明显放大,并且山顶的地震动在场地卓越周期附近放大最显著;多数地震记录显示山顶处垂直白水江河谷分量的峰值加速度比值大于平行河谷分量比值;地震动绝对持时从山脚、山腰到山顶依次增长。总之,地形条件和其上覆松散层共同作用造成了上城台地的地震动放大。