逆冲型地震地表破裂带宽度与活断层“避让带”的分析研究

综合分析大量汶川地震地表破裂带宽度资料与其它逆冲型断层历史地震地表破裂带宽度数据,采用统计分析方法,计算得出逆冲型活断层“避让带”的有效宽度约为30 m,并给出活断层上盘的避让宽度约20～ 22.5 m,下盘的避让宽度约为7.5～10 m.研究结果可为建筑工程避让逆冲型断层和其他类型断层提供参考依据.     

紧邻倾滑型强震地表破裂带场地的地震动分析

强震地表破裂对破裂带附近的建筑物造成巨大的破坏,如何在工程建设的场址选择中避开活断层是工程地质界和岩土工程抗震设计者关心的问题。利用汶川、玉树及数次强震断裂现场科考资料,基于破裂主要特征、模式、机理等构建了典型的倾滑型活动断层附近地质力学模型及工况,考虑贯通地表的基岩位错和强震动效应,结果表明:①在脉冲型地震动输入下,上盘均有明显的上盘效应,上盘效应外一定距离内有明显的"减震"作用;②对于具有速度脉冲的波,在0.2 g、0.4 g地震动输入时,A_(max)在上盘20 m范围内显著增大,下盘10 m范围内增大;③对于速度脉冲更明显的波,在0.2 g地震动输入时,A_(max)在上盘40 m范围内显著增大;在0.4 g地震动输入时,A_(max)在上盘30 m范围内显著增大在下盘10～20 m范围内增大;④应用地表地震动的参数合理分析确定了避让距离的数值,给出了一定解释。     

活断层地震地表破裂“避让带”宽度确定的依据与方法

基于不同类型活断层产生的地震地表破裂带宽度和跨断层探槽地质剖面的地层强变形带宽度等观测事实 ,结合地面建筑设施毁坏带与活断层密切的空间位置关系 ,采用统计分析方法 ,确定了活断层“避让带”宽度为 30m。各活断层更为准确的避让带宽度可通过分析跨断层探槽地质剖面上地层的变形特征加以验证或修订 ;活断层斜列阶区、平行次级断层围限区、走向弯曲区等特殊地域的避让带宽度为这些地域宽度与两外侧各 15m之和。建议有关部门进行活断层“避让带”立法与执法管理 ,并加强活断层鉴定及其地表活动线几何结构形态的准确定位工作 ,积极而有效地减轻地震灾害     

汶川MS 8.0地震断层与地震灾害初步分析

对于特大地震近断层地震场的空间分布的复杂性学术界一直很关注,由于样本地震数量和资料的不足,至今还没有非常清晰的结论。通过参加汶川MS8.0地震的应急科学考察,对震中区和高烈度区断层破裂带附近的地震灾害情况进行了现场调查。文中以典型事例为主线介绍了现场考察的结果,结合既往的研究成果和汶川地震的震源特性,分析讨论了地表破裂带、地震动以及建筑物震害之间的关系。结果表明:1)地震断层发生强变形和地表破裂对建筑物的损害现象非常明显,对具有大震级发震危险的断裂带,今后应该考虑进行一定宽度的破裂避让或采取针对性的必要措施。2)初步探讨了紧邻断裂带的建筑物没有倒塌的可能机理,第一,出现地表破裂的大部分区域为基岩或坚硬的场地,场地条件相对较好;第二,存在导致地表破裂的浅部有效应力降和破裂速率相对较低,导致了1s附近的地震动相对低下的可能性     

2022年青海门源MS6.9地震地表破裂带宽度调查与启示

地震地表破裂带是地震破裂在地表的直接表现,其宽度是活断层“避让带”和工程抗震设防重要的指示参数.无人机等测量手段的发展为获取地表破裂带的高分辨率影像数据、精细测量破裂带宽度、分析破裂带宽度空间分布特征以及限定合理的活断层“避让带”提供了有利条件.2022年门源M_S6.9地震在青藏高原东北缘冷龙岭与托莱山断裂阶区部位产生了显著的左旋走滑型地表破裂带.基于震后获取的高精度无人机正射影像和数字高程模型,文中在门源地震地表破裂带全段精细解译的基础上,沿走向间隔100 m测量了251个宽度数据,R1破裂带最大宽度为209.78±14 m,平均宽度为42 m, R2破裂带最大宽度为115.31±15.72 m,平均宽度为26.14 m.宽度沿走向具有差异性,这主要受控于同震变形强度、破裂带几何结构以及地表第四系松散层发育状况;具体表现为同震位移量大、阶区等复杂几何结构以及穿过第四系松散层区段的破裂带比同震位移量小、平直段以及基岩区段的破裂带要宽.通过对去除离散值后的破裂带宽度数据统计分析,计算出95.4%和68.2%置信区间的有效宽度分别是70或50 m.在工程抗震设防中,若...     

汶川地震汉源县城高烈度异常区基岩地震动输入

合理的地震动输入是定量解释震害和烈度异常的基础.以汉源老县城震害为评价基准,确定了汉源老县城高烈度异常区的汶川地震基岩地震动输入.基于汉源老县城周边的九襄、清溪、宜东和乌斯河4个强震台站记录,采用LSSRLI-1程序反演给出了各自台站的水平向基岩地震动;选取汉源县城典型场地,利用LSSRLI-1程序计算给出了不同强震台站基岩地震动作用下的场地地表加速度时程和反应谱,以最可能引起汉源老县城震害的强震台站基岩地震动作为汉源县城的基岩地震动输入.研究结果表明:九襄台站反演的基岩地震动最可能反映汶川地震时汉源老县城的基岩地震动特性,因而用九襄台站的基岩地震动作为汉源老县城的地震动输入解释汉源县城高烈度异常现象是合理的.本文的研究思路为定量解释震害的地震动输入确定提供了重要参考.     

汶川8.0级地震地表破裂带宽度调查

根据汶川8.0级地震地表破裂带的实地调查,龙门山断裂带的中央断裂与前山断裂地表破裂带宽度自北向南一般<40m。在Ⅹ—Ⅺ度极震区,沿断裂延伸方向破裂带之上及其两侧,各类房屋建筑无论何种结构均绝大部分倒塌损毁。考虑到逆断层作用引起的"地壳缩短"以及各种不确定性,并结合以往历史强震地表破裂带的宽度统计,提出汶川8.0级地震灾后重建时,极震区地震断层两侧的"避让带"宽度为25m。在"避让带"之内,只能建造高于抗震设防标准的2层以下的建筑物,应明确禁止兴建学校、医院等公共建筑     

唐山响嘡强震动观测台阵局部场地工程地质条件

<正>大量震害实例表明,地表附近的局部场地条件显著地影响着地震动特征,进而影响着结构的地震反应和震害程度及分布(谢礼立等,1999).只有获取土层场地的强震动观测数据,才能对现行的场地地震反应分析理论、计算模型和方法加以验证,给出定量的预测(谢礼立等,1999).基于这种考虑,"八五"期间,完成了     

2010年4月14日玉树Ms7.1地震加速度场预测

基于有限断层震源、且使用动力学拐角频率的地震动随机模拟方法预测玉树地震近断层的加速度场.首先,基于有限断层震源建模方法建立该次地震的震源模型;然后,基于上述地震动模拟方法预测玉树地震近断层191个节点的加速度时程.在此基础上,取每个结点的加速度峰值绘制该次地震的近断层加速度场.结果表明:(1)近断层加速度场主要受震源破裂过程和断层面上滑动分布的影响.断层面上凹凸体投影到地表的区域附近,加速度峰值最大,也是震害最严重的区域;(2)对于走滑地震,断层沿线附近的场地并非均会发生破裂方向性效应;发生破裂方向性效应的场地与凹凸体在断层面上的位置有关.     

基于小田原试验场地数据的不同基岩输入模型对预测地震动特征的影响研究

随着强震台网的密布及观测记录的增加,为研究各类局部场地地震反应预测模型的合理性提供了有效的参考依据,也使利用强震记录及场地条件研究地震动特征成为可能。选取场地地质参数资料和地震记录数据齐全的日本小田原（Ashigara Valley）盲测试验场地,通过对比不同地震动输入方式及场地反应分析模型,研究地震动特征,分析现有模型的优劣。基于1990年8月5日M5.1强震事件的地表基岩记录和地下基岩地震记录,采用地下台强震记录直接输入、地表基岩台强震记录减半为基底地震动输入、地表基岩台强震记录反演为基底地震动输入作为3种基岩地震动输入。基于局部场地条件分别建立一维等效线性模型、二维黏弹性模型及二维时域等效线性化模型等工程中常用的场地数值分析模型,进行局部场地地震反应分析,预测该盲测场地的地表地震动特征,并与对应的实测强震记录结果进行对比,分析不同基岩地震动输入方式对预测地震动特征及地表土层反应谱特征的影响,重点分析地震动输入、土体非线性、场地横向不均匀性及几何与非线性特征共同作用等因素对地表地震动特征的影响,以期为地表地震动的合理预测提供参考。     

土层结构对汉源烈度异常的影响

汶川MS8.0大地震在远离震中近200 km的汉源县县城产生了高烈度异常, 其原因比较复杂．为了分析土层结构对汶川大地震中汉源县老县城高烈度异常的影响, 在汉源县城震害科学考察基础上, 依据地震烈度异常的分布情况, 在背后山滑坡前缘地带布设5个工程地质勘察钻孔, 获得了汉源县老县城场地土层结构资料．在现场测试和室内试验的基础上, 给出了汉源县老县城场地各层土体动力学参数．本文利用汶川地震九襄强震台的强震记录, 结合其台站的场地资料反演给出了汉源县老县城的基岩地震动时程, 作为地震反应分析的基岩输入地震动．在此基础上利用土层地震反应一维等效线性方法对汉源县老县城场地进行了地震反应分析, 并将计算所得结果与Ⅵ度区其它强震台站获得的强震记录进行比较．研究结果表明, 汉源县老县城土层结构对地震动的放大作用导致地表地震动异常, 是汉源县老县城高烈度异常的主要原因之一．      

强震地表破裂评估方法研究

强震在合适的条件下可产生地表破裂,地表破裂通常会造成严重的灾害,工程建设中必须回答建设场地是否存在地震地表破裂的潜在危险这一问题,因此,地震地表破裂的评估是当前岩土工程抗震领域的热点问题之一。开展这一领域的研究工作对城市防灾规划、工程建设以及探索地震的发生机理等都具有重要的理论意义和工程应用价值。在地震地表破裂问题的研究中,工程上感兴趣的问题有3个方面。第一,发震断层发生强震时,地表产生破裂的可能性有多大;第二,如果产生地表破裂,破裂的长度和宽度多大,覆盖的范围有多大;第三,在覆盖范围内可能产生哪些震害。回答上述3个问题十分困难,这是因为地表破裂的发生受断层的活动性、强震的震级、震源深度和场地覆盖层厚度等多种因素的控制,并且与地震的发生一样,地表破裂的产生同样具有不确定性。100多年来,学术界在这一领域开展了一系列的研究工作,取得了丰富的研究成果。本文在总结已有研究成果的基础上,围绕地震地表破裂数据库建设、地震地表破裂的概率计算方法、破裂规模的估计和地震地表破裂评估方法的工程应用等方面开展了系统的研究工作,取得如下主要成果:(1)地震地表破裂的研究综述。本文系统地总结、归纳了地震地表破裂这一科学和技术问题的研究历程,评述了当前地震地表破裂研究领域的前沿成果,指出了存在的问题和今后在这一领域需要继续开展的研究工作。本文的这一部分工作对有兴趣开展这一方面研究工作的科技人员有一定的参考意义。(2)建立了有工程特色的地震地表破裂数据库。广泛收集了历史地震和现代地震资料,对历史地震资料进行了认真的辨析和核实,给出了可靠度的标识,制定了数据录入标准,建立了目前国内最为丰富的地表破裂的数据资料库。这一工作为开展地震地表破裂研究工作提供了宝贵的基础资料。(3)本文将Logistic回归分析方法引入到地震地表破裂评价中。逻辑回归分析是研究多变量参与、预测某一事件发生概率的数学分析模型,由于对自变量约束弱化而广泛地应用于工程、经济和医学等领域。本文介绍了逻辑回归方法的原理和用于地震地表破裂概率预测的适宜性,确定了评价因子及分级,应用SPSS软件及matlab程序进行了数据计算和显著性检验,并用实例证明了这一方法应用于地震地表破裂概率评估是合适的。这一工作实现了地表破裂评估结果的概率表达。(4)统计给出了地表破裂的几何参数与震级的关系。在现有资料的基础上,用最小二乘法拟合了地表破裂长度、宽度、水平位错和垂直位错与震级的关系,分别给出了中国大陆、中国西部、中国东部、中国西部走滑断层、中国西部正断层和中国西部逆断层对应的统计关系式,给出了相关系数和剩余方差。同时,统计了震级分别为6.0~6.4、6.5~6.9、7.0~7.4、7.5~7.9和8.0~8.5时,不同破裂长度、宽度、水平位错和垂直位错量的发生频度。上述工作建立了适用于中国大陆地区的震级与地表破裂参数关系式。(5)提出了地震地表破裂的工程评估方法。本文在综合考虑断层的活动性、发震断层的上限震级以及覆盖层厚度的基础上,应用本文提出的地震地表破裂可能性的概率评估方法和几何评估方法,给出了地震地表破裂的工程评估方法、危险性分级和工程评价的建议。本文的这一工作推进了活断层研究成果与工程应用的密切结合,为工程场地活断层工程应用提供了新的途径。本文建立的地震地表破裂数据库为进一步深入开展这一领域的研究提供了重要的基础资料。本文将Logistic分析方法应用到地震地表破裂的评价中,实现了地震地表破裂的概率表达,丰富了地震地表破裂的研究成果。本文提出的地震地表破裂评估的工作流程和统计给出的地震地表破裂几何参数的表达式,对工程场地地震地表破裂的评价具有一定的工程应用价值。本文作者深知这一工作的工程重要性和解决这一问题的难度。科学需要探索,探索就会有失误,由于水平所限,错误在所难免,希望本文的审阅者和读者在批判地阅读本文时,提出宝贵意见。     

近断层地震动场预测——以长春市为例

断层带附近地震动场分布的研究,是当前地震工程领域研究的热点问题之一。近断层地震动场的分布对在断层附近进行抗震结构设计时,不仅是提供地震动输入,也是确定建设场地避让范围的重要依据之一。以区域地震构造背景分析、目标断层活动性鉴定、地震危险性评价为基础,结合断层探测结果,利用统计经验关系等最终确定发震断层,并建立相应的震源模型。采用显式有限元和并行计算技术计算目标区域场地的长周期地震动。利用有限断层随机合成的方法,计算高频地震动。将低频和高频地震动合成为目标区域内的宽频带地震动时程。对局部特殊场地条件地区,基于场地调查和勘探的数据,利用等效线性化等方法进行一维土层的非线性反应计算,给出这些特殊场地的宽频带地震动时程。最后,根据地震动时程获得设定地震发生时,目标区域的峰值加速度分布预测图和相应的反应谱。以长春市为例预测了在设定地震发生时,近断层地震动场的分布情况。当长春尖山子—卡伦断层发生6.0级地震时,潜在破坏性地震动的影响范围集中在附近,沿断层走向分布。加速度峰值沿断层垂直变化,主要为90 Gal～140 Gal。只是在长春市南部加速度峰值达到200 Gal。本研究的预测结果具备断层附近地震动的一些最基本的特征,符合当前对断层附近地震动的基本认识。     

强震动台站周边地面建筑物对观测结果的影响分析

强震动观测是获取地震地面运动最基本的手段,但其观测质量会受到观测台站周边环境的影响。本文针对不同场地条件的观测台站和附近不同高度建筑物,开展建筑物对观测场地地震动影响的模拟分析,探讨其对强震动观测的影响规律。基于ABAQUS有限元分析软件以及粘弹性边界方法,建立了8个场地-建筑物体系计算模型,分别考虑了4种不同剪切波速的场地和4种不同层数的框架结构建筑物,计算分析了建筑物高度、观测点与建筑之间的距离对强震动观测及场地土波速变化的影响。结果表明:强震动台站附近地面建筑物的存在对观测结果将产生明显的影响,近距离建筑物影响的相对误差可高达20%以上;建筑物高度的变化并没有明显改变其影响程度和影响较大的地震动周期范围,但较高建筑物的影响程度会随距离增加衰减速度减慢;场地土越软,周边建筑物对观测带来的影响越大。建议:对于较软弱场地（土层平均剪切波速低至210m/s）,强震动台站避让建筑物的距离应不小于40m,对于较坚硬场地（土层平均剪切波速大于250m/s）,强震动台站避让建筑物的距离应不小于25m。同时还认为,如果强震动观测要求较高精度,需进一步增加避让距离,且应具体考虑建筑物高度等因素的影响。     

汶川地震地表破裂周围建筑物重建的避让距离

2008年5月12日汶川M_s8.0级地震地表破裂迹线周围建筑物倒塌率非常之高,导致重大的人员伤亡,举世震惊.为了避免历史悲剧重演,沿地表破裂迹线周围建筑物重建时,必须确定一个合适的避让距离.本文依据现场科考地表破裂带宽度、建筑物完全倒塌宽度、倒塌率与断层距之间的关系,联合未来一段时间范围内断层地震危险性分析、地表破裂迹线永久位移分布模式,建立完全倒塌与断层距之间的关系.提出了几种情况下的汶川M_s8.0级地震地表迹线处建筑物重建应考虑的避让距离.     

宁洱6.4级地震城市工程震害调查

本文根据2007年6月3日发生的云南省宁洱6.4级地震现场调查结果,简要分析了此次地震记录到的强震加速度记录及其与工程结构震害的关系,简要描述并总结分析了调查获得的各类城市工程结构、非结构附属物及设备等的部分震害状况及原因,并针对性的给出了提高其抗震性能的建议,探讨提出了需要进一步深入研究的问题。     

玉树地震地表破裂对建筑物影响的分析

本文首先以玉树县结古镇、隆宝镇沿破裂带追索等调查资料为例,详细介绍了该地区地震破裂带附近的典型建(构)筑物灾害事例,然后结合既往有关的科研成果和关于汶川地震地表破裂的研究成果,根据地表破裂的特征和建(构)筑物震害性质,对考察现象进行了分析和讨论,探索提出了玉树地震地表破裂宽度和建(构)筑物震害指数的相关性和基本特点,为今后该地区的抗震防灾提供参考。     

银川隐伏活动断裂工程避让问题初步研究

基于多手段多层次综合探测的结果,评估了银川隐伏活动断裂及其分支断裂未来产生地震地表破裂的可能性;通过对多种勘探剖面深浅部的衔接性分析,讨论了未来地表破裂发生的原地重复性。考虑勘探精度和前人对地震地表破裂带宽度的统计资料,确定了银川隐伏活动断裂未来地震地表破裂带的可能范围,划分了断裂附近的危险地带和不利地带,并给出了不同类型建筑物避让危险地带的建议距离,可供城市规划和建设参考。     

活断层设防分析

我国是一个多地震的国家,活断层分布广泛.对活断层地震的防御通常采用避让和抗震设防设计两种手段.避让距离的确定和在抗震规范中如何考虑近场地震动的影响两方面的研究目前正是迫切需要解决的重要问题.文中主要针对这两方面的研究现状和发展前景做初步探讨.     

大柳树高坝F201断层避让距离研究

利用国内外类似构造位置上的走滑型、逆走滑型发震断层极震区IX度等震线短轴在断层上、下盘分布宽度的统计分析,探讨了大柳树高坝的F201断层避让距离问题。经统计分析,给出了活断层IX度等震线短轴在断层上盘的优势宽度为6～6．4km,在这个距离之内,活断层的粘滑或蠕滑运动都可能会在地表产生永久性形变,同震或震后灾害严重,对于工程而言存在抗断问题。因此,这个数据可作为F201发震断层避让距离的参考值。野外调查表明大柳树高坝距F201活断层仅1．5km,小于本研究得出的活断层避让距离,而且坝址位于F201活断层上盘,因此不适宜在大柳树坝址修建水利水电工程。