地震动场地影响校正在烈度速报中的应用研究

以1918年2月13日南澳海外7.3级地震为例,在对福建地区网格化基础上,利用地震动衰减关系计算出基岩地震动,采用地震动场地影响校正方法得到实际地表的地震动,再通过地震烈度物理关系转换得到福建地区烈度分布图,并与文献记载的该地震的影响烈度分布图进行对比,验证了地震动场地影响校正在地震烈度速报应用中的重要性。     

利用混合法合成成都断层宽频地震动

首先,依据成都活断层探测的深、浅层地震勘探资料、钻井资料、地形资料,建立成都地区地下三维介质模型,并基于活断层确定的双石-大川断裂发生7.6级潜在地震的地震活动性探测结果,设定断层破裂震源模型,采用随机有限断层方法模拟短周期地震动、谱元法模拟长周期地震动,利用混合法通过频域合成技术获得了研究区域的宽频地震动。最后,讨论了合成结果的PGA、PGV、PGD以及0.3s和1.0s反应谱的分布特征,依据分布结果对成都市区进行了本次设定地震的地震动讨论。     

众值烈度作用下基于抗震结构响应等效的地震动模型研究

运用结构响应等效的思想，对地震动模型进行了研究。在用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ地求取大量结构在众值烈度作用下弹性时程分析的响应统计特征的基础上，将地震地面运动等效成了形式简单的简谐激励模型，同时在频域上为随机地震模型－Ｋａｎａｉ模型确定了有明显意义的模型参数。     

基于假设检验的地震动强度(烈度)速报方法

地震发生后数分钟内,快速、可靠地判别出地震动强度(烈度)的空间分布,用以估计不同地区的受灾程度,可以为政府开展应急救援并合理分配救援力量提供决策依据,保证救援人员及时、准确地到达极震区并展开搜救,以减少生命财产损失。本文基于统计学中的假设检验方法,对历史震害资料进行统计,提出了一种利用强地震动参数判别地震动强度(烈度)的方法。比较结果表明,本方法所确定的地震动强度(烈度)与实际震害烈度对应较好,能较真实地反映实际震害情况。     

随机有限断层法合成地震动的研究与应用

目前很多研究者采用随机有限断层模型预测地震动并被证明是可行的.本文运用随机有限断层地震动叠加合成方法,模拟了1988年肃南5.7级地震,与实际记录进行对比分析,发现：用有限断层方法模拟得到的峰值加速度以及峰值加速度出现所对应的特征时刻与真实记录较为吻合;比较模拟的地震动反应谱和实际记录的加速度反应谱,总体上在工程感兴趣的频段内,有限断层方法拟合的结果基本能满足实际工作的需要.为进一步开拓该方法在工程应用中的前景,以兰州市柴家峡水电站为例,将此理论方法应用于缺乏强震记录地区的近场地震动估计中,模拟分析了马衔山北缘活动断裂发震时在坝址区产生的地震动特征,其近场合成结果与1125年兰州7.0级地震的烈度分布符合较好,可供工程抗震设计参考使用.     

河北及邻近地区地震动衰减关系的分析与确定

根据河北及邻近地区的地震烈度资料,美国西部地面水平加速度记录、地震动衰减关系和我国地面水平加速度记录,用最小二乘法及等震级的烈度地震动转换方法。确定了河北及邻近地区烈度衰减关系和不同场地地面运动水平加速度峰值衰减关系。这些研究成果可供河北及邻近地区进行地震危险性分析和抗震防灾规划时使用。     

仪器烈度计算方法研究

通过分析研究美国地质调查局和日本气象厅的仪器烈度算法,认为计算仪器烈度要综合考虑幅值、频谱、持时等地震动参数的影响,创新地提出了利用三分向合成加速度、速度计算仪器烈度,并通过汶川8.0级地震进行验证。结果表明,本文推荐的仪器烈度算法,其结果具有较高的准确性和可靠性,可为地震烈度速报提供参考。     

地震危险性分析与抗震设防标准的确定

确定抗震设防标准是地震安全性评价工作的主要目的，目前通常的做法是以５０年超越概率６３％的地震动作为第一阶段设计的强度验算标准，而以５０年２－３％的地震动作为第二阶段设计的弹塑性变形验算标准，并认为此种做法可以体现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的原则，本文从危险性分析不确定性的角度指出上述做法存在较大的问题，以引起讨论和进一步的研究。     

强震地面运动的混沌特性分析

引入非线性动力学理论和混沌时间序列分析方法考察强震地面运动加速度时程的非线性特征。首先采用功率谱分析法、主成份分析法和Cao方法定性判断地震动加速度时程具有混沌特性,然后应用混沌时间序列分析方法定量计算了30条地震动加速度时程的三个非线性特征参数。计算表明,这些地震动时程的关联维数为2．0～4．0的分数维,Kolmogorov熵K2为大于零的有限正值,最大Lyapunov指数在o～i．0之间。结果说明,强震地面运动具有混沌特性,地震动的高度不规则和复杂性是地震过程强非线性的反映。     

1920年海原地震滑坡密集区的地震动场地效应研究

地震动作为引起地震灾害的原动力,常常通过造成建筑物倒塌、山体滑坡等形式引起大量人员伤亡和财产损失。1920年海原8½级地震,在震中距80 km远的西吉—静宁交界的黄土丘陵区引发了大量的山体滑坡,并造成重大人员伤亡和财产损失。在分析海原地震高烈度区滑坡分布特征的基础上,通过场地调查和数值计算等方法,研究典型滑坡密集场地的地质条件及地震反应特征。研究表明起伏地形和黄土厚度不均等因素造成丘陵山体两侧地震反应的差异,从而导致地震滑坡在斜坡土体较厚的一侧成群连片发育。海原地震造成的滑坡密集区的地形地貌、岩土性质、土层结构等条件决定了该地区地震动随局部场地条件变化非常迅速,地层场地效应和地形场地效应联合作用加剧了斜坡地表的地震动放大作用,增加了触发地震滑坡的动力。     

A Survey of Techniques for Predicting Earthquake Ground Motions for Engineering Purposes

Over the past four or five decades many advances have been made in earthquake ground-motion prediction and a variety of procedures have been proposed. Some of these procedures are based on explicit physical models of the earthquake source, travel-path and recording site while others lack a strong physical basis and seek only to replicate observations. In addition, there are a number of hybrid methods that seek to combine benefits of different approaches. The various techniques proposed have their adherents and some of them are extensively used to estimate ground motions for engineering design purposes and in seismic hazard research. These methods all have their own advantages and limitations that are not often discussed by their proponents. The purposes of this article are to: summarise existing methods and the most important references, provide a family tree showing the connections between different methods and, most importantly, to discuss the advantages and disadvantages of each method.

地下管网地震反应分析模型

建立了多点地震动激励作用下的地下管网地震反应拟静力分析模型。首先建立基于有限单元模型的地下管网系统刚度方程,接着给出考虑地震动空间相关性及场地条件等诸多因素的地震动场模拟思路及管网系统地震动施加策略,最后通过解析法验证了模型的正确性。采用本文方法对一＂十＂字形管网进行了地震反应分析,结果表明：①管线轴向应力沿着管线长度从管线端部向管线交叉点逐步增大,在管线交叉点处应力达到最大值;②与轴向应力相比,尽管管线的弯曲应力不是控制应力,但在管线端部及管线交叉点处弯曲应力值将会有较大突变。因此,对于地下管网而言,在受到地震作用时,不同布置方向的管线之间的相互影响是不容忽视的。     

攀西地区地震动参数区划图的编制

利用“八五”和“九五”期间取得的新资料，新成果，研究了我国西南地区的地震构造环境，地震活动性，划分了地震区带及潜在震源区，确定了地震活动性参数和地震动衰减关系，用多参数，多方案方法编制了攀西地区地震动参数区划图。     

北京地区地震动的三维有限差分模拟

根据北京地区地壳结构和1679年三河-平谷8级地震的研究结果，对北京地区进行了三维有限差分地震动模拟研究，并研究了北京地区的盆地效应。结果表明，盆地效应非常明显。在北京盆地内的大部分地区，盆地效应的放大系数达到1.3，在某些地区甚至达到2.0。将盆地的放大效应与北京市区地表土层的放大效应进行了对比，发现它们的放大率为同等水平，在部分地区盆地的放大效应更为明显。我国现行的抗震规范中只考虑了地表土层效应的影响，由于许多城市位于盆地内，并且已经修建或正在修建大量的具有较长自振周期的高层建筑。因此，本文的研究结果对城市规划与防震减灾具有重要的指导意义。     

基于小波变换的地震动时-频特性研究

对美国NGA,采用一维连续小波变换得到每条记录的小波功率谱。研究了任意时间处小波功率谱最大值所对应的主频率。结果表明:地震动主频率随时间的增大逐渐减小;竖向地震动分量的主频比水平向分量随时间减小更快。分别采用线性函数模型、指数函数模型和指数三角函数模型,分析了场地、震级和震中距对主频变化曲线的影响,拟合了主频率在不同场地条件、震级、震中距等情况下随时间的变化曲线,水平向和竖向的频率时变曲线整体上都是随时间递减的,且竖向衰减得更快些,大多数情况下竖向记录的高频成分比水平向记录的相应成分要多。     

Estimation of Strong Ground Motions for 2001 Bhuj (M w 7.6), India Earthquake

The strong ground motions for the 2001 Bhuj (M _w 7.6) India earthquake have been estimated on hard rock and B/C boundary (NEHRP) levels using a recently modified version of stochastic finite fault modeling based on dynamic corner frequency (Motazedian and Atkinson in Bull Seismol Soc Am 95, 995–1010 2005). Incorporation of dynamic corner frequency removes the limitations of earlier stochastic methods. Simulations were carried out at 13 sites in Gujarat where structural response recorder (SRR) recordings are available. In addition, accelerograms were simulated at the B/C boundary at a large number of points distributed on a grid. The corresponding response spectra have also been estimated. The values of peak ground accelerations and spectral accelerations at three periods (0.4, 0.75 and 1.25 s) are presented in the form of contour maps. The maximum value of peak ground acceleration (PGA) in the center of meizoseismal zone is 550 cm/s². The response spectral acceleration in same zone is 900 cm/s² (T = 0.4 s), 600 cm/s² (T = 0.75 s) and 300 cm/s² (T = 1.25 s). The innermost PGA contour is on the fault plane. A comparison of the PGA values obtained at 13 sites in this study with those obtained in earlier studies on the same sites, but employing different methods, show that the present PGA values are comparable at most of the sites. The rate of decay of PGA values is fast at short distances as compared to that at longer distances. The PGA values obtained here put some constraints on the expected values from a similar earthquake in the region. A synthetic intensity map has been prepared from the estimated values of PGA using an empirical relation. A comparison with the reported intensity map of the earthquake shows the synthetic MMI values, as expected, are lower by 1 unit compared to reported intensity map. The contour map of PGA along with the contour maps of spectral acceleration at various periods permit the assessment of damage potential to various categories of houses and other structures. Such information will be quite important in planning of mitigation and disaster management programs in the region.     

地震动强度及频谱特征对场地地震反应分析结果的影响.

通过收集整理235个实际钻孔资料并建立了2820个计算工况,运用一维波动等效线性化地震反应分析方法,基于不同类别场地条件,研究在不同强度、频谱特性的地震动输入形式下,场地条件对地表地震动参数影响,重点考察地表峰值加速度的变化特征及规律,并对计算结果进行了统计回归分析,给出了不同场地类别条件下地表峰值放大倍数的一般经验值.由于我国现行抗震设计规范中,没有考虑地震烈度或地震动强度对设计反应谱的影响,也没有考虑地震动频谱特性对地表峰值的影响,因此,本文的研究成果可为未来修订抗震设计规范提供参考依据.