1920年海原8.5级地震震中区地电阻率各向异性研究

通过海原8.5级地震震中区环行电测深研究,发现在断层破碎带有明显的电阻率各向异性,垂直断层走向呈现明显的高电性,断层走向呈现明显的低电性.根据电性差异讨论了断层地表的变形特征.研究结果表明：环形电测深工作,对研究地面附近地层物性变化有重要意义.     

山东地区地震动峰值加速度场地效应的定量分析

地震动峰值加速度场地效应研究在地震区划、地震预警及震害快速评估等方面有着广泛的应用前景。收集整理了2004—2012年山东地区2630个地震安全性评价工程的相关资料,包括场地类型、覆盖层厚度、钻孔剪切波速、自由基岩和土层表面地震动峰值加速度计算结果。利用上述资料计算得到了每个工程场地的场地效应放大因子和场地指数;采用回归分析方法,对场地效应放大因子与基岩峰值加速度、场地指数之间的关系进行了研究并得出了三者之间的定量统计表达式,实现了场地效应放大因子的连续取值。结果表明,场地效应放大因子与基岩峰值加速度之间为线性负相关,与场地指数之间为非线性相关。     

1920年海原地震100年国内研究文献计量分析

2020年是海原大地震过去的第100年。利用文献计量学方法,以CNKI数据库为数据源,采用Bicomb和Excel作为分析工具,对我国海原地震研究队伍及成果产出的发展特点和现状予以统计分析,以期为该领域的相关研究和决策提供参考。研究发现,我国学者对于海原地震一直有所关注,但发文总量不多;发文量最多的期刊是《地震工程学报》;资助文献数量最多的是国家自然科学基金和地震科学联合基金;主要产出机构是中国地震局兰州地震研究所和中国地震局地质研究所;海原地震研究的主要研究热点和方向包括古地震研究、黄土滑坡形成机制与运动特征、震源机制解、活动断裂带特征、灾后重建与赈灾考等。     

基于场地效应的地震动特性研究

为了研究强地震作用下,场地类别对于地震动幅频特性的影响,本文统计了3 579条日本地震动的时程,并针对场地类别的不同,分别从基岩和土层的峰值加速度幅值特性角度,以及从标准化反应谱和平均加速度反应谱等频谱特性的角度研究其幅频衰减特性,最后给出了各类场地峰值加速度衰减曲线。结果表明,土层对于地震动幅值和频谱的放大作用会随着场地类别的变软而增加,并且场地越软,远场的长周期特性越明显。利用平均加速度反应谱可以有效地反映频谱中的长周期成分。     

基于强震动记录的汶川地震场地效应研究

场地效应一直以来是地震工程领域研究的热点。利用数值模拟和理论计算的方法进行这方面的研究已极为普遍。由于不需要太多的假设和简单的计算过程,基于强震动记录的场地效应分析方法越来越得到认可而被广泛应用。2008年汶川地震中,我国强震动观测网络(NSMONS)在主震和余震中分别获得了大量高质量的自由场加速度记录。这些记录为研究汶川地震场地效应提供了良好契机。本文以此为基础数据,从场地类别划分、场地反应广义反演和场地反应非线性识别3方面开展研究,旨在拓宽强震动记录在我国科学研究和工程实践领域的应用范围,推进强震观测事业的发展。主要工作如下:(1)在总结了目前国内外3种常用的HVSR场地分类方法优缺点的基础上,提出了一种新的分类方法——谱比熵权决策法,改进了现有方法。采用这4种方法划分了汶川地震中54个强震动固定台站和66个流动台站的场地类别。通过比较不同分类结果的差异,验证了新方法较以往方法更具合理性。(2)提出了一种新的基于HVSR形状的场地分类标准。在汶川地震强震动流动台站的场地分类中,证实了新标准可提高分类准确率,有效地解决了以往方法当HVSR曲线出现多个峰值或没有峰值的情况下无法适用的局限性。另外分类结果还表明,HVSR方法识别的场地自振周期TG与台站高程存在一定的相关性,总体上,高海拔地区的台站场地TG相对较小。(3)选取了28个强震动台站在汶川地震余震中的96个地震中获取的602组记录,采用广义反演法(GIT法)分离了其震源、路径、场地3项因素。针对台站062WUD,采用标准谱比法(SSR法)估计其场地反应并与GIT法的结果进行比较,显示两者较为一致,验证了广义反演结果的可靠性。将GIT法获得的28个台站的场地反应与HVSR法获得的结果进行比较,发现HVSR法计算的台站场地卓越频率与GIT法较一致,但场地反应幅值大都低于GIT法,验证了HVSR法能很好地估计场地卓越频率但会低估场地反应幅值的已有认识。在对数刻度下回归了1.0~5.0Hz、5.0~10.0Hz及1.0~10.0Hz频率段内的平均场地放大因子与上地表土层20m深度的等效剪切波速VS20值的线性关系,结果显示两者具有较好的相关性。(4)在运用广义反演法对汶川地震场地非线性反应进行识别与分析的过程中,定义了一种新的表示场地至地震源(site-to-source)距离的形式——凹凸体距,并验证了其相比目前常用的破裂距、断层距和震源距更能科学近似地表示大震中场地至地震源的距离,解决了广义反演方法不适用于大地震的局限性。(5)提出了将S变换应用于场地地震反应的非线性识别与分析的研究思路,与GIT法和HVSR法分别对33个强震动台站在汶川地震主震中的场地地震反应进行非线性识别与分析。结果表明,当地震动PGA300cm/s2或PGV20cm/s时,场地地震反应出现明显的非线性现象,对应台站051AXT、051GYS、051GYZ、051JYC、051JYD、051JYH、051JZW、051MXN、051SFB和062WUD,在汶川地震主震中产生了显著的场地非线性反应。通过与GIT法和HVSR法的研究结果进行比较,证实S变换在时域内可有效地进行场地反应的非线性识别,并且较频域方法具有能识别非线性发生的具体时间的优点。(6)在对汶川地震场地地震反应进行非线性识别过程中,分析了GIT法和HVSR法获得的弱、强地面运动作用下的场地卓越频率之比RFp与地震动水平PGA、PGV以及场地系数VS20、VS30之间的相关性。结果显示,RFp与PGA、PGV存在较强的正相关性,却与VS20、VS30弱相关。提出了一种新的定义场地反应非线性程度的参数——ADNL,计算了各台站的ADNL值以及其他类似参数fNL、DNL和PNL,并与地震动参数PGA进行经验回归分析,结果显示,各参数与PGA都存在强烈相关性。     

1920年海原8.5级地震对兰州地区的减震作用

１９２０年海原８．５级大震在其发震断层两侧１６０ｋｍ范围内今后几百年内不会发生大于６．５级的地震．兰州地区距海原大震断层约１２０ｋｍ，所以兰州地区今后几百年内也不会发生大于６．５级的地震，即不会发生烈度大于Ⅷ度的地震．而兰州地区是按Ⅷ度抗震设防的，即使今后发生６．５级的地震，其破坏亦不会很严重．这是按最坏情况考虑的．     

考虑非线性场地效应地概率地震危险性分析

提出了一种改进的考虑非线性场地效应的概率地震危险性分析方法。文中应用实例展示了考虑吉尔罗伊2号场地土层非线性效应的危险性曲线。在卡拉韦拉斯断层上指定了震源参数和地震发生模型，假设该断层为影响该场地的主要震源。采用3次地震的记录经NONLI3程序（可计算土层对强地面运动的非线性响应）建立了该处地表和基岩加速之间的关系。对一定的基岩运动，估算出的地面峰值加速度（PGA）标准误差的不同值可作敏感性分析。实例研究包括一个可替换的非线性关系。除了非线性模型，在吉尔罗伊2号场地上的相同土壤剖面也采用了线性响应模型。结果显示，危险性曲线对估算的该处地表加速度峰值的标准误差非常敏感。如果对场地土壤的非线性程度考虑不足，危险性曲线将严重失真。得自回归分析的可替换的非线性模型和线性响应模型在考虑非线性场地效应的危险性评估是不适用的。     

Interpretation of the Spatial Distribution Characteristics of the Co-seismic Landslides Induced by the 1920 Haiyuan M8 1/2 Earthquake Using Remote Sensing Images

Analyzing the spatial distribution characteristics of earthquake-induced secondary disasters based on advanced techniques is significantly important, especially in understanding the process of strong earthquakes in the Loess Pateau. Using ArcGIS, this study interprets multi-temporal high-resolution satellite images, field investigation data, and historical seismic records. Major conclusions are obtained as follows:① Landslides induced by the Haiyuan earthquake are mainly distributed in the intersection area of the end of the Haiyuan fault and Liupanshan fault, as indicated by multiple dense distribution centers; ② The landslide distribution of the Haiyuan Earthquake is determined by the distance to the fault, topographic relief, slope, lithology, and other factors. In detail, the closer the distance to the fault, the greater the density of the landslide. The greater the slope and relief of the terrain, the greater the density and the smaller the average area of a landslide. Compared with tertiary strata, Quaternary strata has a larger average area, and the density of the landslides is smaller; ③ The density curve of the death toll in the Haiyuan earthquake can be used as a reference for the distribution of co-seismic landslides. Several Haiyuan co-seismic landslides are distributed in the Tongwei landslide area; however, the major landslides here are induced by the 1718 Tongwei earthquake rather than the 1920 Haiyuan earthquake; ④ The co-seismic landslides of the Haiyuan earthquake exhibits the "slope effect" in the south-west plate of Haiyuan fault, presenting the dominant sliding direction towards the fault and epicenter; however, the "slope effect" is not evident in the northeast plate of the fault.     

海原大地震诱发石碑塬黄土滑坡机制探讨

1920年海原8.5级大地震诱发的石碑黄土塬滑坡,因其规模大、坡度小、滑距远的特点成为业界关注焦点,目前对该滑坡的物理力学过程仍无统一认识。基于此,文章通过理论分析和数值计算方法研究该滑坡初始状态、地震动力响应和流滑发展过程。为分析震前斜坡初始状态,建立考虑斜坡表面拉裂缝中侧向水压力作用的力学计算模型。结果表明,拉裂缝中侧向水压力削弱了斜坡整体稳定状态;为研究地震时斜坡动力响应过程,建立数值计算模型,获得地震时斜坡饱和土层的孔隙水压力比和斜坡位移的变化特性;为解释远程滑坡,将液化后土层等效为流体,借鉴泥流滑距估算理论,求算石碑塬滑坡的滑距,计算结果与前人现场考察结果吻合。     

1920年12月16日海原8.5级大地震的伤亡人口再评估

本文重新整理了 192 0年海原 8 5级地震的历史资料 ,归纳出关于该地震死亡人口和直接经济损失有关的 6种重要基础资料 ,并对它们的可靠性和完整性作了分析评估。在此基础上 ,为了做进一步的相互补充和印证 ,对该次大地震重新进行了灾害评估。认为该次大地震共死亡 2 7346 5± 970 0人 ,较为可靠 ;压死牲畜 110 4 0 6 8± 76 0 0 0头 ,可供参考 ;只有 4 1个县提供了倒塌房屋的可靠数字 ,总计为 5 90 6 35间。因此 ,倒塌房屋的实际数可能远大于此数。     

从灾害链角度讨论1920年海原8.5级地震

1920年12月16日海原发生8.5级大震。在该年前期,冀、鲁、豫、晋、陕五省大旱。与大旱有关的副高,其边缘引张环作用于旱区西边,对海原大震有中短期促发作用。临震前有西伯利亚寒潮传出的脉动触发了该大震,待寒潮大风来到震区时已在震后一天。这对灾民也是一种附加灾害。     

Geotechnical Site Characterisation in the Umbria-Marche Area and Evaluation of Earthquake Site-Response

In this research a site classification is proposed for the Umbria-Marche area (central Italy), based on geotechnical and geomorphological criteria. Two empirical techniques to evaluate site effects are used, namely the generalised spectral inversion, and the horizontal to vertical spectral ratio. The soil transfer functions obtained by the two techniques are compared in order to capture the features common to each class and verify the accuracy of the classification.We used strong ground motions recorded during the Umbria-Marche seismic sequence (September 1997-May 1998) and we selected 25 sites that were classified into four groups. The results of the empirical techniques have also been tested using theoretical 1-D or 2-D methods that are commonly used to simulate linear soil behaviour. The results, expressed in terms of amplitude transfer functions, are shown according to each soil class and confirm the consistency of the site characterisation. The empirical techniques are efficient in detecting the fundamental frequency of vibration but seldom the higher harmonics. Conversely, the peak amplitude of the transfer functions is not consistently determined, especially for sites located in deep sedimentary basins, where 2-D effects occur and simplified methods, such as the horizontal to vertical spectral ratios (HVSR) or 1-D theoretical models frequently fail. Significant amplifications are also found for 2-D rock structures such as rock crests or cliffs.     

基于HVSR的DONET1海底地震动场地效应研究

为基于谱比方法研究海底地震动场地效应,选取日本DONET1台网的20个海底台站2014—2021年记录的1634组地震数据,对其进行筛选和处理后,利用水平与竖向谱比（HVSR）方法考虑不同布设对海底5组节点台站（KMA、KMB、KMC、KMD、KME）谱比特征的影响。研究结果表明：KMA与KME节点台站具有相似的场地特征,KMB与KMD节点台站分散布置在2种场地,KMC节点台站场地与其他节点均不相似,这与长期地质调查结果相似;海底台站谱比曲线呈多峰值现象,其中KMB、KMC、KMD分组台站利用HVSR方法识别的主频变异性较高,KMA、KME分组台站主频较稳定;相同地形条件下,布设方式相同的海底台站谱比曲线随频率分布相似,海底复杂场地条件下,采用装沙沉底方式布置的台站识别场地条件时出现偏差;海底复杂因素对掩埋沉箱方式布设的台站谱比曲线的影响主要集中在频率<5 Hz的低频处;海底复杂因素对未埋入海底台站谱比曲线的影响主要集中在频率为5—10 Hz的高频处。研究结果可为海底地震动场地效应研究提供参考。     

双向地震作用下互通式斜交桥梁地震响应及碰撞效应分析

斜交桥梁由于其不规则的结构形式使其受力规律与规则桥梁相比具有特殊性和复杂性,在地震作用下梁体的平动与转动存在弯扭耦合效应,导致结构动力响应分析复杂。针对斜交桥梁的结构特点,建立包含桩土相互作用的三维有限元模型,在考虑水平双向地震作用下,采用反应谱法及时程分析法对京包高速公路某互通式斜交桥梁进行地震反应分析。结果表明:互通式简支斜交桥梁的地震响应受地震动输入方向的影响较大,在考虑碰撞效应后,碰撞涉及结构部位的地震位移显著增加,地震内力也出现较大差异,即说明在斜交桥梁抗震设计时有必要适当考虑地震动输入方向和梁端与墩台及相邻梁端的碰撞效应。     

永登5.8级地震中黄土震陷灾害的探讨

在1995年兰州永登发生的5.8级地震中,震区产生了严重的黄土震陷灾害。为了研究震区黄土震陷灾害的成因,对震区黄土进行了土工试验和土动力学试验,探讨了该区黄土的基本物理力学指标和土动力特性参数与黄土易损性的关系,分析了易损性与震区黄土震陷灾害的关系。经过多指标综合分析研究发现,震区黄土的易损性大,震陷性强。利用黄土震陷试验分析计算预测方法对震区黄土场地的震陷量进行预测研究,所得结果与实际地震的震陷量符合较好。     

海原大震的历史意义及大震减灾对策的讨论--纪念海原地震80周年

１９２０年海原大震的发生是中国地震工作由古代低层次的记载进入了现代科学研究的里程碑。文章回顾了海原大震的历史事件,研究了大震发生后造成的大区域地震活动变化后果,在实施西部大开发的今天,必须重视历史经验教训,加强对抗震对策的研究。