渤海海域粉质粘土动力学参数的统计分析

本文整理了26个渤海海域场地土动力学测试报告,并按埋深分段统计了0至115m深度范围内粉质粘土的动力学参数,即动剪切模量比和阻尼比。然后,将本文统计值与袁晓铭推荐值和施春花统计过的北京地区粉质粘土的动力学参数值进行了比较,发现海域场地土与陆地场地土的动力学参数值存在较大差异。之后,选择渤海海域的两个场地,建立了相应的土动力学模型,分别选取实测值、本文统计值、施春花统计值进行场地地震反应分析,发现本文统计值与实测值的结果符合的较好。在渤海海域场地地震反应分析工作中,某些粉质粘土层难以获得动力学参数时,可以参考本文的统计值。     

渤海海域典型场地土的动剪切模量比和阻尼比的统计值

收集渤海海域内近40个海洋平台的钻孔资料,结合室内振动三轴试验,归纳整理出372组渤海原状土样动力学测试的原始数据,利用数理统计方法给出渤海海域内不同类型土体、不同埋深的动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化的平均曲线及统计值。研究结果可作为土动力学研究的补充,同时有利于加深对不同土质动力学性能的认识,为渤海海域内其它海洋建设工程的地震安全性评价工作提供借鉴和参考。     

四川盆地场地土动力学参数统计研究

四川盆地地震构造环境相对稳定,主要遭受近场中强地震和外围大地震的影响。盆地内第四系主要为河流相的砂卵石层夹粘土、粉土层,分布于成都平原及盆地内外河流两岸。这种地层在土层地震反应计算时往往产生一个峰值,具有显著的放大作用。本文收集共计123组土动力学参数的实验资料,统计分析了淤泥质土、粉质粘土、粘土、粉土、细砂和全风化泥岩等6种土类实测土动力学参数,给出了它们在不同深度下的动剪切模量比和阻尼比的统计值。并且将统计值和"94"规范值与袁晓铭推荐值[9]进行了对比分析,结果表明在盆地内使用规范值和推荐值会对工程的抗震设防产生不利影响。该研究成果对盆地内各类工程建设的工程场地地震安全性评价工作具有一定的借鉴和参考价值。     

大连地区场地土动力学参数初步研究

通过收集近年来大连地区地震安全性评价报告中土动力学参数的实验资料,统计分析粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粘土、中砂、碎石、回填土和全风化板岩等7类土的实测动力学参数,给出了它们的动剪切模量比和阻尼比的统计值.然后,选取典型钻孔并建立了土层地震反应分析模型,分别运用本文统计值、94规范值(即原大连地震小区划的土动力学参数值)和袁晓铭等(2000)的推荐值进行土层地震反应计算,并将计算结果中的地表峰值加速度和反应谱形状进行了比较.结果表明,本文的统计值与袁晓铭等( 2000)的推荐值非常接近,而与94规范值有很大的差别.     

太原地区土动剪切模量和阻尼比几种值的合理性比较

通过对山西太原地区常用的几种土动剪切模量和阻尼比的对比,结合2个实际工程场地土层地震反应的计算结果,对《工程场地地震安全性评价工作规范》中给出的土动力参数、袁晓铭,等给出的推荐值以及兰青龙给出的太原地区的统计值的合理性进行了对比研究。结果表明,与规范值相比,统计值和推荐值与太原地区的实测值比较接近,且避免了土层地震反应中地表反应谱的“矮、胖”现象,较符合实际情况,可供无试验资料时参考。     

北京地区粉质粘土土动力学参数的统计分析

土动力学参数即土的动剪切模量比和阻尼比,对土层地震反应分析结果有重要影响。本文首先选取了北京地区2001年以来,地震安全性评价报告中20份具有完整土动力学参数的实验数据,统计分析了粉质粘土的实测土动力学参数,给出了粉质粘土在不同深度下的动剪切模量比和阻尼比平均值;然后,选取了2个典型工程场地,构建土层分析模型,进行土层地震反应分析计算,并对比分析了本文得到的统计值与典型工程场地的实测值、袁晓铭的推荐值和DB001—94规范的推荐值对土层地震反应分析计算结果的影响。分析结果表明,本文得到的统计值在北京地区具有一定的代表性和适用性,对于获得原状土样困难的场地,特别是对于较薄的夹层土,本文的统计结果在实际的地震安全性评价工作中可供参考使用。     

渤海海底土类动剪切模量比和阻尼比试验研究

新北油田位于渤海东北部海域内,工程场地跨度较大,沉积物为黄河冲洪积相、陆海交互相和海相不同沉积类型.本文依托新北油田海上平台工程地震安全性评价项目,对该区域钻孔土样进行了动三轴试验研究工作.该试验研究有利于加深对不同土质动力学性能的认识,可为该工程附近海域内其它海洋建设工程工作提供借鉴和参考.     

土动剪切模量和阻尼比的推荐值和规范值的合理性比较

参照目前国内外试验测得的土的动剪切模量和阻尼比,以及多种土层工况和实际地震动输入下土层地震反应分析计算结果,对袁晓铭等给出的推荐值和《工程场地地震安全性评价工作规范》中给出的数值的合理性进行了对比研究。结果表明,与规范值相比,推荐值与国内外结果更相接近,特别是与国内结果相差不大,且避免了土层地震反应中地表反应谱“矮、粗、胖”现象,较符合客观实际情况,可供无试验资料情形和今后修订规范时参考。     

昆明盆地土体动力参数对土层地震反应影响研究

土动力参数是土层地震反应分析的重要参数之一,且具有较强的区域性特点。本文统计分析昆明盆地区域内101个场地的94组粉土和167组黏土的动三轴试验数据,并通过土层地震反应分析计算,与袁晓铭的推荐值和《工程场地地震安全性评价工作规范》(DB001-94)中给出的规范值做对比。结果表明:三种不同的土动力参数存在较大差异,对土层地震反应分析结果亦有较大的影响,随着超越概率的降低,对峰值加速度、反应谱和特征周期的影响更加明显;统计的土动力参数与实际值对应的土层地震反应分析结果较接近,因此统计的粉土和黏土土动力参数在昆明盆地具有一定的代表性和适用性,在Ⅱ、Ⅲ级工程场地地震安全性评价工作中具有一定的借鉴和参考作用。     

成都平原粘性土动力学参数统计分析

成都平原地震构造环境主要受近场中强地震和外围大地震的影响。成都平原内的第四系分布广泛,主要为河流相的砂卵石层夹粘土、粉土层。这种地层在土层地震反应计算时往往会产生一个峰值,具有显著的放大作用。本文共收集了107组土动力学参数的实验资料,统计分析了粉质粘土和粘土两种粘性土的实测土动力学参数,给出了它们在不同深度的动剪切模量比和阻尼比的统计值。然后,选取1个典型钻孔,建立了土层地震反应分析模型,分别运用本文"统计值"、"十五结果"、"规范值"、"推荐值"进行地震土层反应计算,从反应谱形状、地表峰值加速度和反应谱特征周期等方面,验证了本文"统计值"的适用性和针对性,结果表明在盆地内使用"规范值"和"推荐值"时应谨慎,不然可能会对工程的抗震设防产生不利的影响。本文的"统计值"比"规范值"和"推荐值"更适用于成都平原地区,对各类工程建设的场地地震安全性评价具有一定的借鉴和参考价值。     

渤海海域黏性土剪切波速与抗剪强度统计关系的初步研究

剪切波速与地基土的抗剪强度、剪切模量和卓越周期等参数密切相关,是地震安全性评价中判定场地类别的一个主要指标和参数。鉴于海域工程中剪切波速往往难以直接由原位测得,而室内实验结果又常常与野外现场物探测试值存在较大差异,因此,如何通过其他途径有效获取满足工程需要的剪切波速参数在海域工程的地震安全性评价等方面具有迫切的实用需求。为此本文通过对渤海海域数十个石油平台项目中一系列饱和黏性土样品的剪切波速与抗剪强度实验数据的统计分析,尝试采用多种可能的函数来拟合确定二者之间的经验关系。结果表明:对于渤海海域黏性土剪切波速V_s与抗剪强度S_u之间的最佳统计经验关系为幂函数V_s=53.751S_u~(0.376)。此关系可为渤海海域工程中通过不排水抗剪强度估算剪切波速提供一种简便可行的实用性方法。     

渤海海域现代构造应力场的数值模拟

根据渤海海域的构造演化背景和地质构造特征建立了该区的二维地质模型,用二维有限元方法计算模拟了渤海海域现代构造应力场,获得了该区构造应力场的分布特征;同时,根据计算结果把渤海海域的构造应力场分为辽东湾、渤中、渤东和渤西等4个区域,并对这4个区域在构造应力场上的差异性进行了描述。从渤海海域整体的应力分布可以看出,该区新近纪以来的断裂活动总体水平上西部较东部强烈,海域东部沿郯庐断裂带仍有较高的断裂发育程度及断裂张开性,而海域中部地区的断层发育程度、活动位移均较低     

渤海海域主要新构造活动断裂带

渤海位于渤海湾盆地的东部,是我国华北地区新构造活动最强烈的地区之一,盆地内的沉积盖层(N-Q)中断裂极为发育。许多研究者从不同角度对渤海新构造进行过研究,但认识不一。笔者基于以往的工作,对该区新构造作了较深入的分析,确定渤海新构造运动起始于中新世晚期(12~10Ma BP)。从三维空间分析盖层断裂,并按其与盆地基底断裂的成因关系,将新构造活动的断裂分为继续活动断裂和新生断裂,并划分出3条主要的新构造活动断裂带:北东(偏北)向营口-潍坊断裂带北段是继续活动构造带,右旋逆平移活动,活动性弱;北西西向北京-蓬莱断裂带亦为继续活动构造带,左旋正平移活动,活动性较强;北东向庙西北-黄河口断裂带为新生构造带,右旋平移活动,活动性强。后两者组成一对以庙西北-黄河口断裂带为主的偏共轭活动构造带,该区域地震活动与之关系密切。最后探讨了渤海地区新构造期北东东-南西西至近东西向水平挤压的构造应力场及其与新构造活动断裂带发育的关系。提出新构造应力场与古近纪盆地裂陷阶段的应力场截然不同,新构造为地壳共轭剪切破裂系统,古近纪盆地构造是发育于地壳上部的伸展构造系统,这是两期不同体制的构造系统。     

雷达卫星SAR与防卫气象卫星SSM/I对渤海海冰的观测研究

用雷达卫星(RADARSAT)合成孔径雷达(SAR)和防卫气象卫星(DMSP)特别微波成像辐射计(SSM/I)在1999年1月23日同一天对中国渤海区域海冰的观测数据，进行了主动SAR与被动SSM/I的组合研究.用一层海冰电磁散射辐射的建模与数值模拟，分析了中纬度渤海沿岸海冰的特征性变化，提出用SSM/I辐射亮度温度的散射指数、极化指数、极化比率来识别渤海海冰；用RADARSAT高分辨率SAR数据(水平极化后向散射系数)对渤海海冰物理特征进行识别与分类.这些特征指数在时间与空间尺度上的相关变化可有效地应用于渤海海冰的监察.     

新生代渤海中部强烈沉降的物理条件和深部过程

新生代时期渤海中部的强烈沉降,是多种物理条件的共同作用结果,这些条件是由裂谷期和后裂谷期的深部过程产生成的.裂谷期在异常热地幔背景下的渤海地壳隆起、减薄、张裂,地幔热物质上升侵入地壳,莫霍界面位置升高,积累了重力势能;后裂谷期岩石圈（层）的冷却、收缩及下地壳的相变导致密度增大,加上巨厚沉积物的持续增生,使地壳处于重力不平衡状态,向下的垂直力远大于向上的浮托力,同时还有东部后退位移性板块边界和下地壳侧向流动的支持,使渤海中部成为下沉速率最快、沉降幅度最大的凹陷盆地.后裂谷期的早期的盆地下沉具有分散、局部性特征,表现为多个凹陷和凸起交替组合格局;晚期转变为大范围的整体沉降,显示重力均衡和补偿过程是从浅往深发展的.先存的郯庐断裂带对沉降的空间范围有局部边界控制性作用,其本身可能受到盆地发展的强烈改造影响.盆地的基本变形机制是上地壳的水平向脆性张破裂和垂直向或近垂直向的正断层-剪切破裂,地震震源机制解和大地震时的地表破裂表现的水平错动反映中、下地壳的走滑-平移型应力状态及相应的瞬间水平剪切破裂,它与上地壳残留的伸展、下沉相容并存于三维地壳体内.     

中国东部海域断裂构造格架与地震活动研究

渤海、黄海和东海等中国东部海域在地质构造上是大陆向海的自然延伸,海域内的构造方向与大陆一致,均为NNE-NE向,但属于不同的二级大地构造单元,渤海和北黄海属于华北地块,南黄海属于扬子地块,东海属于华南地块.由于各地块与现今活动板块边界位置不同,构造与地震活动性差异较大,渤海和北黄海地区地震活动主要受印度板块与欧亚板块碰...     

不同抗震标准下的海洋石油平台设计地震动参数研究

在海洋石油平台抗震标准方面,中国与美国规范之间存在一定的差异。本文首先介绍了两国抗震规范中的相关内容。以渤海某油田为例,根据渤海及邻区的地震构造、地震活动环境及地震动衰减关系,利用概率方法进行地震危险性分析;采用一维等效线性化方法,根据场地土动力性能试验资料,确定不同抗震标准下的设计地震动参数。最后分析不同抗震标准下的地震动参数关系,以及对工程设计的影响。结合我国渤海与美国南加利福尼亚地区的地震活动性对比分析,对我国海洋石油平台的设防地震水准提出建议。     

Recent tectonic stress field and major earthquakes of the Bohai Sea basin

Introduction The present Bohai Sea is a half-closed shallow one in the continent, located at the northeast to North China, with an area about 7.3104 km2. Geologically, it is situated in the northern North China basin and of a short development history. Previous studies (WANG, LI, 1983; Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, 1985; HUANG, et al, 1993) show that the Fu-jian-Lingnan uplift in the East China Sea continental shelf sank gradually into the oceanic bottom, mak…