再生混凝土框架结构地震反应有限元分析

基于不同再生骨料取代率下所得再生混凝土基本材性试验结果,获得了其相关的本构关系,并利用ANSYS有限元软件对后续缩尺比例为1∶4的3层再生混凝土框架结构模型(采用多种再生混凝土材料)进行了实体建模。通过对压碎指标,剪力传递系数等参数的优化设置,最终得到了其在El Centro波作用下的结构地震响应。通过与该模型所得振动台试验数据进行对比,结果表明:利用ANSYS有限元软件能够较为有效地对再生混凝土框架结构进行地震作用下的非线性分析,从而弥补相关试验的局限性,对相应的理论分析亦具有一定的指导作用。     

型钢混凝土框架结构地震易损性数值模拟研究

基于地震工程模拟平台Open SEES,研究了型钢混凝土(SRC)框架的数值建模方法。根据试验结果对比了3种不同非线性梁柱单元模型的计算效果,确定了最优单元模型。基于Open SEES平台和增量动力分析(IDA)方法研究了型钢混凝土框架结构的地震易损性。设计了3个具有不同柱梁抗弯承载力之比的结构,对其进行IDA分析,获得了各模型的抗震能力曲线。根据结构抗震能力曲线,求解了结构的地震易损性曲线,得到了结构在地震作用下各性态点的超越概率。对场地地震危险性进行分析,获得了场地地震危险性概率模型。基于结构地震易损性曲线及场地地震危险性概率模型,计算了结构各性态点的年平均超越概率。结果表明:柱梁抗弯承载力之比对计算结果的影响显著,随着柱梁抗弯承载力之比的增大,结构在特定地震动作用下倒塌的概率呈减小趋势。     

预报地震的一种模糊数学方法

本文提出了一种预报地震的模糊数学方法。该方法包括:(1)从特征因素和预报指标二个论域进行多相模糊统计;(2)对所得的隶属函数进行直积运算,并用条件概率公式建立模糊关系矩阵;(3)通过模糊变换和最大隶属优势准则得出预报意见。对云南地区近期地震活动的预报试验表明,该方法是可行的。     

由峰值速度估算地震应力降

根据Brune(1970)提出的震源位错模式，用发生在滇西地震实验场区鹤庆MS＝5.3中强地震的地震数字化监测资料，计算了S波谱，测定了鹤庆地震序列的震源参数．在此基础上研究了地面运动峰值速度参数(r.v)对地震应力降的依赖性．由地震标定关系给出(r.v)2/3，导出了用峰值速度参数求地震应力降的3个关系:lg(r.v)＝d1+(1/3)lgM0+(2/3)lg；lg(r.v)＝d2+(1/3)ML+(2/3)lg；lg＝－1.0+1.5lg(r.v)．假定对大小地震的平均应力降取3.0 MPa，由鹤庆地震序列的观测资料定出常数d1＝－3.88和d2＝－0.38．序列震源参数测定结果给出，地震矩为1011～1015 Nm，破裂半径a＝200～600 m．根据峰值速度测定的应力降＝0.1～10 MPa，平均为3.7 MPa．用这些标度关系求出的应力降结果与Brune模式求应力降的结果比较一致．本文的研究结果还表明，地面运动峰值速度参数对地震应力降的依赖性比对地震矩的依赖性更强．      

武定6.5级地震序列的地震应力降研究

以Brune提出的中小地震圆盘形破裂位错模式为理论基础，研究了地面运动峰值参数（r.d)和（r.v)对地震应力降△σ的依赖性，并考虑地球介质Q值对峰值参数的影响，利用武定M6．5级地震序列的近场数字记录地震资料，由此导出了用峰值位移d和峰值程度v求地震应力降△σ的关系式：lg(g.d/e^-qr)=-10.56 2/3lgM0 1/3lg△σ；lg（r，v/e^-qr)=-2.566 1/3lgM0 2/3lg△σ.用上述公式测定了武定地震序列的地震应力降△σ，结果给出地震序列的应力降△σ构大多数在5．0－50MPa的范围内，是典型的高应力降序列。通过分析应力降的时空分布特征，发现应力参数与余震活动的频度及强度相关，也与地震构造背景相关。研究结果还表明用地面运动峰值参数估算地震应力降是一种新的实用性较强的方法。     

生命线地震工程的若干最新研究进展

本文回顾了国内外生命线地震工程领域近10年来的研究进展。通过统计中英文期刊上的论文发表数量,分析了生命线地震工程各研究方向的发展动态。总结了埋地管道和隧道与地下结构两个方面的研究进展,并重点梳理了埋地管线抗震研究中大型试验、精细化模拟和理论方法3个方面的研究成果。最后,结合第16届世界地震工程大会(16WCEE)上发表的最新研究成果,对未来生命线地震工程研究的发展进行了分析与展望。     

建筑结构地震倒塌及存活空间分布规律研究

国内外历次大地震表明,建筑物的破坏倒塌是造成人员伤亡的主要原因,提高结构的抗倒塌能力、震时采取有效的避难策略和震后安全快速的救援则是减少人员伤亡的重要途径。本文通过地震废墟现场调查、地震模拟倒塌试验、结构倒塌的有限元数值模拟和理论分析相结合的手段,研究了3类典型建筑结构在地震中的倒塌机理与倒塌规律,并对废墟结构特点及其内部存活空间的类型和分布规律做出总结,结合实际地震情况,对震时人员的应急避难方法和搜索救援策略提出了建议。本论文主要完成了以下6个方面的工作:(1)基于实际震害分析,初步给出了3类典型建筑结构地震倒塌模式及建筑废墟类型划分原则、存活空间分布规律。收集查阅了大量实际震害资料,并在汶川特大地震造成的北川地震遗址详细调查的基础上,从北川老县城大量建筑废墟中筛选出28个典型案例,对其体型尺寸、格局布置、倒塌方向、支撑构件及可能的存活空间分布规律进行了详细研究,总结给出了建筑废墟类型的划分原则,初步揭示了废墟中存活空间的分布规律。(2)设计完成了RC框架结构、底框砌体结构、砖混砌体结构3类8个代表性结构缩尺模型的地震模拟倒塌试验,获得了上述3类结构地震作用下动力特性变化、破坏性裂缝产生、发展及最终倒塌全过程的系统认识,在与实际震害交互验证对比分析的基础上,进一步总结了3类房屋结构的倒塌机制及其废墟中可能的存活空间分布规律。(3)以RC框架结构振动台倒塌试验结果为基准,总结建议了一套利用显式动力有限元软件对结构地震倒塌进行数值模拟的高效分析方法。采用ANSYS软件中的非线性显式有限元动力分析模块,通过对RC框架结构进行大量的倒塌模拟分析并与试验结果进行对比,给出了倒塌数值模拟过程中需要注意的"重力预应力化"、"沙漏控制"、"应变率效应"、"侵蚀接触"、"材料选择"等关键问题的处理方法,指出了采用不同模拟方法之间的优缺点,建议了一套高效模拟方法。(4)通过10组不同频谱特性、不同输入方向的地震动作用下典型RC框架结构的倒塌数值模拟分析对比,总结给出了地震动输入对典型RC框架结构倒塌模式的影响规律;通过对典型砌体结构、底框砌体结构两类不同形式建筑的倒塌数值模拟分析,进一步验证了由RC框架结构倒塌分析得到的地震动对倒塌模式的影响规律;通过对内廊式RC框架结构、多跨外廊式RC框架结构两类不同布置形式结构的倒塌数值模拟,分析了这两类结构与双跨外廊式RC框架结构在倒塌特点上的异同;对倒塌模拟过程中发现的RC框架结构的"扭转异常"和"小跨倒塌"及多跨RC框架结构的"上部楼层扭转"和"上部倾斜方向改变"4类特殊倒塌模式进行了深入分析,并揭示了其产生机制。(5)基于本研究大量的倒塌试验与倒塌模拟分析结果,提出了"地震动致塌方向"的概念,并建立了用于判别结构倒塌模式的新方法——"M值"法。通过分析8个模型倒塌试验以及倒塌数值模拟过程中地震动作用方向与倒塌模式之间的关系,证明了水平地震动分量在对结构倒塌的方向影响上具有定向性,由此提出了"地震动致塌方向"的概念,深入探讨了其产生机理及影响因素;以此为基础,结合对结构倒塌全过程的理论分析,提出了结构倒塌模式的"M值"判别法,并通过倒塌试验及倒塌数值模拟结果验证了方法的合理性及可行性。(6)结合实际震害、典型结构地震模拟试验以及数值模拟分析结果,对3类典型建筑废墟的结构特征进行了深入剖析,进一步给出了地震致塌的建筑废墟中存活空间的分布规律。基于建筑倒塌模式及存活空间分布规律研究结果,对实际地震中人员逃生路径、应急避难位置以及震后应急搜索、救援中的安全应对措施提出了原则性建议。     

黄土场地地震液化研究

通过往返加荷动三轴试验,对兰州某民用机场扩建工程场地的饱和黄土和砂土进行了液化试验。在试验结果的基础上,运用抗液化剪应力判别方法、地震危险性分析计算结果以及根据有限元一维模型计算求得的该场地的地震剪应力,对该场地饱和黄土和砂土的地震液化进行了综合判断。结果表明,在未来遭受到50年10％超越概率的地震作用时,该场地的饱和黄土比饱和砂土更容易发生液化。     

松原市城市设定地震浅析

通过对吉林省松原市及附近(50km范围)历史地震、地震构造、现代小地震活动分析及地震危险性概率分析,综合确定了松原市城市设定地震,其结果可以为松原市制定大震应急预案、建立大震快速反应系统提供参考。     

地震数据结构分析与油气预测方法

文中引入了地震资料数据结构的概念并解释了地震数据结构和地震数值之间的不同之处。我们的研究表明:地震数据结构与地层含油气性紧密相关,因此对地质和地球物理工作者精确地从地震资料解释含油层是非常有用的。此项技术可用于勘探开发的任何阶段。此方法已在中国一系列勘探井和开发井上试验,并已被证明是可靠的,试验成功率超过80%。此预测的新方法可应用于:(1)海相、三角州相或非海相的沉积环境;(2)非海相碎屑岩和灰岩岩层的沉积岩以及(3)埋深度从300m到2000m,油层最小厚度为8m(主频为约50周)。关键词:     

结合天然地震推导水库地震的建筑物易损性

通过类比的方法,选择有现场调查资料并有建筑物破坏比结果的天然地震,基于地震中建筑物震害表现的一致性,以震级、震源深度和极震区烈度为标准,聚类得到与水库地震震害相似的天然地震震例。考虑到宏观经济水平与地震经济损失已有的统计模型,采用了人口密度、人均GDP和三产比例等3个宏观经济指标来反映不同地区的建筑物总体抗震水平,以加权海明(Hamming)距离来定义已知矩阵与目标矩阵的近似度,最终的加权结果即为待求地区的易损性矩阵。通过实际检验,所得的建筑物易损性关系能够反映水库地震的破坏特点,较中强天然地震的易损性要高。这种工作思路也可以用于水库地震其它方面的研究中     

山西地堑带地震活动特征及地震发展趋势分析

本文对山西地堑带6—8(Ms)地震时空分布,迁移特征作了进一步研究,并据研究结果对地震发展趋势作了分析,认为1815年平陆6 3/4级或1898年代县6 3/4级地震均非≥7级地震之前的强信号震,今后此带应先发生6(Ms)地震,然后才有发生≥7级地震的可能性。今后第一个6级地震应由代县63/4级地震向南迁,并迁至北东或北北东向某一地堑中发生,北迁的可能性很小。据此带≥7级地震向南呈多个顺序南迁、先后地震时间差依次递减及单个北跳的迁移特征分析,此带≥7级地震第二次南迁序列已结束,下一个≥7级地震不会由1695年临汾8级地震继续南迁,而应北跳至此带北部某一地堑中发生。     

云南及其邻近地区地震活动的模式识别

本文用模式识别方法(CORA—3修改方法)研究了云南及其邻近地区大地震的发生时间与中强地震活动特性的关系。结果表明(不分子集):M≥7.0级大震前1—2年内,5—5.9级地震频度有明显增强。前1年6—6.9级地震相对减弱,前2—4年内6—6.9级地震可增至一定水平。对于CORA—3修改算法在采用“CLUSTERS”算法和不用“CLUSTERS”算法所得识别分类结果基本一致。FH(future history test)试验表明,用1930—1986年为学习时段,1969—1986年为预测时段。得到D类识别率为0.6,N类误识率为0.38。     

海上爆破与天然地震的记录差异

舟山地震台周围海域常进行人工爆破试验,其波形与天然地震(以下简称地震)相似,不易区别,给分析带来困难。经台站一年多的记录,积累了不少资料,通过对这些资料的整理、分析,初步认为海上爆破记录有如下特征。     

模拟退火算法在地震定位中的应用

阐述了模拟退火算法及其在地震定位中的原理,以震相观测到时与理论到时之差(到时残差)为目标函数,利用模拟退火算法求解目标函数的最小值以获得地震的震源参数。在模拟退火算法的地震定位中根据震相的可靠程度对不同震相设置了相应的定位权重;对震相的走时误差设置了3组不同的值,以分析走时误差对定位结果的影响,对随机生成的1000个模拟地震进行模拟退火算法再定位。结果表明,走时误差越小,定位结果越准确。最后,通过地震震例进一步验证了模拟退火算法在地震定位中的可用性。     

地震三兄弟与宫城县附近的地震

2003年5月26日和7月26日在宫城县附近相继发生了宫城县近海地震(M7．0)和宫城县北部地震(M6．2)。地震学家们预测不久的将来在宫城县近海将会发生更大的地震(M7．5)。应该注意的是,从地震学的角度来看它们分属3种不同类型的地震。为了使非专业人员也容易理解,我将这3种不同类型的地震称之为“地震三兄弟”。这3兄弟,老大、老二在宫城县附近及其洋面上已和谐地出现,不久,老三也欲粉墨登场。     

中等地震对华南中强地震的指示意义

研究了华南地区14次中强地震前中等地震活动特征,据此提出了本区中强震短期预测判据：中期(或中短期)中等地震累积频度呈指数(加速)增长,短期至发震中等地震持续平静(通常小于3个月)。     

地震证实了建筑物抗震装置的有效性

1990年2月20日伊豆大岛地震时,通过东京东阳町的实验楼证实了竹中工程公司开发的能动减震装置(AMDS)在中等强度地震中的有效性。下午3时53分左右发生的地震震级为6.6级,东京的烈度为4度(日本气象厅标度)。据说,该公司技术研究所对安装了 AMDS装置的高22米(相当于普通六层楼)的实验楼楼体部分的晃动进行了调查。其结果为,与没     

考虑两次地震作用的RC框架结构地震反应分析研究

大量地震表明,地震过程中仅发生单次地震的情况较少,即孤立型地震发生的概率较低,一般为11%。强震的发生通常伴随多次余震,且大部分余震与主震时间间隔较短,受损结构在未进行加固的情况下再次遭受地震作用,致使结构发生更为严重的破坏,甚至倒塌。目前国内外抗震规范的设计方法仅考虑了单次地震作用,即只考虑主震影响。因此,探讨合适的途径考虑多次地震作用对结构的影响具有重要理论意义和工程价值。本文收集了国内外广泛用于结构地震反应分析的地震动记录,以典型RC框架结构为例,研究了两次地震作用下结构的抗震分析方法;探讨了两次地震作用时设计PGA调整系数的确定方法;当设防烈度、场地条件以及输入地震动特征不同时,分析了单次与两次地震作用下结构损伤状态的差别,确定了设计PGA的调整系数。主要内容包括以下几部分:(1)选取了损伤指标及强度折减系数模型。从加速度时程、反应谱、傅立叶谱及对结构的损伤4个方面分析了两次地震与单次地震的联系和区别;通过分析不同损伤指标的适用情况,确定了损伤指标;通过对3种强度折减系数模型的比较,选取了Vidic模型。(2)提出了考虑两次地震作用的抗震分析方法。以典型结构为例,比较了目前用于单次地震作用结构抗震分析的常用方法。在分析各类方法的优点和不足的基础上,给出了结合动力时程分析、静力往复加载分析与Pushover分析的考虑两次地震作用的结构抗震分析方法;并以3层典型RC框架为例,验证了方法的可行性。(3)基于损伤相等的原理,提出了考虑两次地震作用的设计加速度峰值的调整系数的确定方法。通过选取、构造序列型地震动,对某3层典型RC框架结构进行了600次单一地震和3 600次连续两次地震的动力弹塑性时程分析,统计了结构整体损伤指数特征,定义了整体损伤指数(DI)的放大系数和PGA的等效调整系数两个参数,给出了考虑两次地震作用时的结构设计加速度峰值的调整系数建议值。(4)建立了考虑两次地震作用时DI的放大系数和PGA的等效调整系数的经验公式。对不同典型RC框架结构进行了动力弹塑性时程分析,并统计了结构整体损伤指数特征,得到了放大系数、等效调整系数与结构自振周期之间成正比的结论。(5)研究了设防烈度、场地条件和输入地震动对放大系数和等效调整系数的影响。通过研究4层RC框架结构在设防烈度、场地条件和输入地震动等因素影响下的动力时程分析,根据整体损伤指数统计分析,得到放大系数和等效调整系数与设防烈度成正比,与输入地震动场地VS30均值成反比的结论,给出了输入地震动对放大系数和等效调整系数的影响的建议值。     

地震危险性与地震预测研究状况

综述近年来世界各国地震危险性与地震预测试验研究的状况和动态，以及编绘的各种预测和防灾图；简述了地震预测试验的部分新观点及前兆与地球动力学研究的结果；介绍了地震灾害风险保险研究的新结果。