垂直向地震作用对节理岩体失稳破坏的影响

基于线弹性断裂力学理论分析了垂直向地震作用对节理岩体地震动力破坏的影响。在仅考虑峰值时,最不利的单向地震动加速度方向是水平倾向坡外,双向则依据破裂机制是拉剪或压剪,加速度分别是水平倾向坡外与向下或向上的组合。地震动的幅值、作用方向及双向地震动的组合都可使岩体的破坏机制发生转化,并且是突变的、不可逆的。较低峰值的双向地震动产生的应力强度因子可能大于较高峰值的单向地震动所产生的应力强度应子。在岩体节理分布特征和静态应力场一定的初始条件下,第一个导致岩体中产生破裂的地震动加速度幅值及其方向的组合唯一地决定了岩体不可逆破坏发展的方向、机制及最终的破坏特征,其复杂性远大于静力作用时的情况。对岩体地震动力破坏问题的认识应充分考虑垂直向地震动的重要影响。     

节理岩体地下洞室群的地震动力响应分析

节理岩体开挖后经常形成楔形体，对大型地下洞室顶拱和边墙的稳定笥构成威胁。地震的动力作用将加剧块体的运动，进而影响洞室的整体稳定性，合理地评价高烈度地区大型地下洞室的稳定性具有现实意义。节理岩体中地下结构的动力响应与稳定性分析目前研究较少。本文采用了动力离散元法分析了大型地下洞室群的动力响应，认为地下结构并不能完全免于震害，高烈度地震对于节理岩体中的地下结构有明显影响。     

水平地震力作用下岩体破坏机理探究

基于摩尔库伦强度准则和波动理论对地震作用下岩体的破坏机理进行研究。结果表明:当埋深在一定范围内,水平地震作用下岩体的内聚力c和正应力σn与振动速度和埋深呈线性关系。当埋深一定时,振动速度越大c值越小;在振动速度增大的过程中岩体的应力状态由压应力逐渐转变为拉应力,且拉应力随振动速度的增大而增大;当振动速度一定时,岩体埋深越大c值越小;埋深越浅,拉应力越大,当埋深达到一定值时岩体就只在其弹性极限内振动而不产生破坏。     

地震作用下节理岩质边坡稳定性影响因素研究

汶川地震灾害调查表明,在基岩山区地震滑塌主要发育在局部强度相对较大、节理较发育的厚层或块状岩体中.以岩石中含两组节理的岩质边坡为例,输入实际的地震记录,采用离散单元法进行数值模拟,分别探讨坡高、地震烈度、坡角及节理倾角组合对节理岩质边坡稳定性的影响.结果表明:地震作用下坡体中质点的加速度、速度具有高程放大效应;节理岩质边坡稳定性随着坡高、坡角和地震烈度的增加而降低;两组节理不同组合的岩质边坡,其稳定性变化较为复杂,受节理倾角与坡角的关系、节理的倾向、两组节理之间夹角等因素的影响.节理岩质边坡在地震作用下是受拉区逐渐向受剪区扩展而最终导致边坡失稳破坏,是受拉和受剪的复合破坏.上述初步结论为评价山区节理较发育的岩质边坡在地震作用下的稳定性提供一定的依据.     

细砂堆积稳定性试验研究

土体发生坍塌破坏不是偶然的现象,受控于多种因素,而这些因素均为变量,不能精确地知道它们的数值.土体颗粒的大小和形状、表面特征、排列形式及它们之间的连接特征,是影响土体坍塌破坏的因素.通过干燥细砂在3种密实度下的物理模型试验,对试验破坏过程及破坏形态进行分析,找出影响细砂堆积稳定性的因素及内部破坏机理.     

湖北及邻区的斜坡类型及变形、破坏机理

针对湖北省及邻区地质灾害频发,山体滑坡、地裂缝、地面塌陷较多的事实,根据多年灾害防御工作实践经验,提出了不同地貌条件下的斜坡类型及其变形破坏机理,为国土规划和防灾减灾提供一定的科学依据。     

强震作用下层状岩质斜坡破坏的大型振动台试验研究

以“5.12”汶川地震背景为基础,对不同岩性组合水平层状岩质边坡进行了大型振动台模型试验研究.文中介绍了振动台试验过程,通过对试验现象的观察处理分析,考察了边坡的破坏现象特征、变形破坏模式.实验结果表明,地震力作用下边坡的变形破坏程度、特征以及稳定性不仅与地震波的类型、加载方向、频率、振幅有关,同时还受边坡的岩体性质、...     

定量研究粉砂质沉积物在地震过程中导致斜坡破坏的作用：阿尔及利亚边缘的例子

阿尔及利亚边缘是一个地震活动很活跃的地区,上个世纪以来,发生了多个高震级的地震。本研究用数值模拟的方法把岩土工程技术和沉积学的数据结合起来,量化评价当今阿尔及利亚边缘的斜坡稳定性问题。动三轴液化试验、固结试验和十字板剪切试验等土力学试验,被运用在研究区收集来的沉积岩芯上。结果显示,对于2003年5月21日Mw=6．8级的布米尔达斯地震,理论评估在距离震中30km开外的沉积柱仍具有发生液化的潜能。正如对钻孔岩芯中沉积物的描述那样,我们指出薄层的粉砂质岩层是导致沉积岩在地震中变形和发生液化的主要原因。数值计算表明,斜坡破坏可能发生在地震的峰值地面加速度（PGA）超过0．1g时,并且当地震的峰值地面加速度低于0．2g时,浅层的粉砂质沉积物可能会引发砂土液化。另外,把预测的斜坡破坏和海底地形图观测出的破坏迹象作比较可以得出,地震和随后的大量位移能够解释如今这个区域的地形形成过程。     

地震断层作用下埋地管线反应分析方法的研究

地震对埋地管道破坏的方式一般有两种 :一种是地震波产生的地表差动造成管道接口的拉坏 ,另一种是场地永久地面变形 ,例如地表断裂、滑坡、沙土液化、震陷等对埋地管道造成的破坏。坚固而有韧性的钢管道一般能经受住地震动的考验 ,但不能抵御断层作用和地面破坏所产生的较大的永久地面位移。在以梁模型为基础的分析方法中 ,Newmark-Hall法和肯尼迪 (R.P.Kennedy)法是最具有代表性的。其中 Newmark-Hall方法具有简单明了、易于手算而被工程界广泛接受 ,并被我国 (SYJ840 1 -91 ,1 991 )及美国输油(气 )抗震规范 (Guidelines for the Sei…     

特厚煤层开采引起上覆黄土斜坡裂隙化试验研究

为探究特厚煤层开采对上覆黄土斜坡的破裂效应,以彬长矿区斜坡为例,运用物理模型试验与数值模拟相结合的方法,分析黄土斜坡中裂隙的产状和力学特征。结果表明：由于煤层开采,在上覆黄土斜坡中产生的裂隙可分为与坡面近垂直的裂隙和与坡面平行的裂隙两组,表现出了明显分异性和序次;与坡面近垂直裂隙首先出现,具有拉张裂隙特征,起到了切割坡体的作用;与坡面近平行裂隙是由坡面近垂直裂隙逐渐派生的,具有剪切裂隙特征,控制着黄土斜坡中潜在滑面的形成。两组裂隙呈网状分割坡体,使斜坡土体结构碎裂化和散体化。     

汶川地震道路破坏机理浅析

基于2008年汶川地震道路破坏数据与破坏现象,对道路构件（挡土墙、边坡和路基路面）震害相关因素进行统计,宏观分析统计结果。根据道路构件不同的破坏形式进行分类,总结每类破坏形式常见的自然地质条件及工程因素,并给出地震作用下道路构件震害发生机理,加深对公路系统震损特征的了解,有利于因地制宜地提高道路抗震能力和震后恢复能力。     

Test of the EEPAS Forecasting Model on the Japan Earthquake Catalogue

The EEPAS (Every Earthquake a Precursor According to Scale) model is a method of forecasting earthquakes based on the notion that the precursory scale increase () phenomenon occurs at all scales in the seismogenic process. The rate density of future earthquake occurrence is computed directly from past earthquakes in the catalogue. The EEPAS model has previously been fitted to the New Zealand earthquake catalogue and successfully tested on the California catalogue.Here we describe a further test of the EEPAS model in the Japan region spanning 1965–2001, initially on earthquakes with magnitudes exceeding the threshold value 6.75. A baseline model and the Gutenberg-Richter b-value were fitted to the JMA catalogue over the learning period 1926–1964. The performance of EEPAS, with the key parameters unchanged from the New Zealand values, was compared with that of the baseline model over the testing period, using a likelihood ratio criterion. The EEPAS model proved superior. A sensitivity analysis shows that this result is not sensitive to the choice of the learning period or b-value, but that the advantage of EEPAS over the baseline model diminishes as the magnitude threshold is lowered. When key model parameters are optimised for the Japan catalogue, the advantage of EEPAS over the baseline model is consistent for all magnitudes above 6.25, although less than in the New Zealand and California regions.These results add strength to the proposition that the EEPAS model is effective at a variety of scales and in a variety of seismically active regions.     

Analysis of Shallow and Deep Earthquake Doublets in the Fiji-Tonga-Kermadec Region

For the Fiji-Tonga-Kermadec area and for the period from January 1977 to July 2003, the Harvard CMT catalogue lists 1022 shallow, 410 intermediate and 633 deep earthquakes of moment magnitude from 4.9 to 8.0. The magnitude threshold, above which the catalogue is complete, is 5.3–5.4, and the number of earthquakes of magnitude above this value is 691 for shallow, 329 for intermediate and 476 for deep events, respectively. The proportion of earthquakes associated with doublets and multiplets against the total number of earthquakes is approximately the same in both data sets and therefore all earthquake pairs were considered regardless of their magnitude. We investigated all the pairs of earthquakes that occurred at a centroid distance of less than 40, 60 or 90 km from each other and within a time interval of 200, 300 or 450 days, depending on their magnitude. We found 208 pairs of shallow, 31 of intermediate and 92 of deep events. To ascertain whether these earthquakes in pairs are not connected by chance, the possibility of their occurrence in an uncorrelated Poissonian catalogue was considered. It was assumed that in such a catalogue the inter-event time is exponentially distributed, the earthquake magnitude follows the Gutenberg-Richter relation, and the distribution of centroid distances between the events in pairs is controlled by its non-parametric kernel estimate. The probability of the appearance of the observed proportion of doublets of shallow earthquakes in the Poissonian catalogue was found to be very low. The low probability of occurrence in a semi-random catalogue, created by randomising centroid locations in the actual data set, also indicates major importance of the distance criterion used for a doublet specification. In general, shallow earthquakes tend to form pairs at shorter distances and within shorter time intervals than deep earthquakes. Both the distance and the time intervals do not depend on the magnitude of involved events. The largest number of pairs of deep earthquakes is observed at a depth of about 600 km, and the proportion of deep events associated with doublets against the number of all events increases with depth. From comparison of the focal mechanism of earthquakes in pairs, measured by the 3-D rotation angle, it follows that deep earthquakes forming pairs have a more diverse focal mechanism than shallow events; the rotation angle for three quarters of shallow pairs and only for about one third of deep pairs is reasonably small. The azimuth between two events forming a doublet is in about 60–65% of cases close to the strike of one of nodal planes of the first or the second event.     

地震作用下不同厚度饱和砂土中直群桩结构动力响应试验研究

基于振动台试验,设计制作2×2直群桩结构相似模型,通过输入一定峰值加速度的迁安波,对非液化砂土、300 mm厚饱和砂土和380 mm厚饱和砂土中群桩承台横向动力响应特性展开研究。研究结果表明:在迁安波输入下,非液化砂土中群桩承台加速度和位移时程与台面输入时程相比,其波形变化规律与峰值大小没有明显差异;而对于两种不同厚度饱和砂土中承台加速度放大较多,承台位移峰值较台面位移峰值相差不大。在300 mm饱和砂土中群桩承台加速度峰值较台面输入放大了约1.35倍,在380 mm饱和砂土中承台加速度峰值放大了1.42倍,说明在相同输入条件下,较厚的饱和砂土层在发生液化后群桩承台的动力响应更加显著。     

地震作用下核电站环行吊车动力响应的模型实验研究

基于量纲分析理论,提出地震作用下环行吊车缩尺模型动力响应的相似准则,确定核环吊原型和实验模型之间动力响应的相似关系。根据抗震规范要求和相似准则,采用El Centro 1979地震波作为实验台地震输入,对振动台震动输入进行调幅处理,水平地震输入幅值为0.3g,竖向地震输入幅值为0.2g,地震输入的时间缩尺为4。核环吊抗震实验结果表明,与实验台地震输入峰值相对比,吊车大梁跨中水平加速度峰值增加了56.0%,跨中竖向的加速度峰值增加了119.0%;环轨水平加速度峰值增加了66.7%,环轨竖向的加速度峰值增加了43.5%。研究表明,当水平地震波的输入方向与吊车大梁轴线相垂直时,吊车大梁跨中水平加速度峰值最大;当水平地震波的输入方向与吊车大梁轴线相平行时,环轨的水平加速度峰值最大;环轨的垂直加速度峰值受水平地震波的输入方向影响不显著。在地震荷载作用下,核环吊没有发生跳轨现象。     

基于振动台试验的黄土塬边斜坡变形失稳模式研究

以甘肃省平凉市的典型黄土塬斜坡为原型,开展含裂隙黄土塬边斜坡与不含裂隙黄土塬边斜坡的振动台对比模型试验,研究不同强度地震作用下两种黄土斜坡的变形失稳特征.结果表明:两种不同结构的斜坡在不同强度地震作用下的破坏特征显著不同,裂隙的存在降低了含裂隙斜坡的抗震稳定性.随着输入地震波幅值的增加,含裂隙斜坡的变形破坏过程为:坡顶...     

多点冲击荷载作用下K6型单层球面网壳结构失效机理分析

为研究单层球面网壳结构在多点冲击荷载作用下的失效机理,在ANSYS/LS-DYNA中建立了60m跨度的Kiewitt 6型单层球面网壳结构的有限元模型,将整个网壳结构沿肋杆分成6个不同扇区,沿环杆分成5个不同环区,分别对网壳结构在同一环区和同一扇区受到多点冲击时的动力响应及冲击全过程能量传递的规律进行了分析研究。基于网壳结构失效变形特点,定义了多点冲击荷载作用下单层球面网壳结构的4类失效模式;根据整个冲击过程中能量的传递特点,揭示了单层球面网壳结构每类失效模式所对应的失效机理。     

地震发生概率模型多参数组检验研究

在地震活动性参数估计中，对同一地区具有相同地震资料和相同的统计方法情况，关于活动性参数会出现因人而异的估计结果。如何这些参数的不同估计做出评价？对此，从统计角度将似然比检验引入到地震活动参数的不同估计的选优排序决策中，分析了似然比检验的基本特征，并以华北地区为例示范性地分析似然比检验对地震活动性参数的决策性检验。     

输电塔-线体系简化模型地震作用下的连续性倒塌分析

采用输电塔-线体系的简化模型,利用大型有限元软件ABAQUS对某输电塔进行地震作用下的连续性倒塌分析,研究输电塔的薄弱部位和倒塌全过程。分析结果表明,采用简化模型得到的输电塔薄弱环节和连续性倒塌过程与采用三塔四线模型得到的结果具有较好的一致性,简化模型可用于输电塔-线体系的连续性倒塌分析。