基于汶川地震远场强震动记录的厚覆盖土层对长周期地震动影响分析

利用2008年5月12日汶川8．0级地震的远场强震动记录,研究太原盆地厚覆盖土层对长周期地震动的影响,并将其结果与地震安全性评价工作中的土层反应分析结果进行比较。结果表明：厚覆盖土层对长周期地震动有很强的放大作用,覆盖层厚度越厚,峰值出现的周期越大,而相对于基岩最大放大可达9倍左右。另外,对于厚覆盖层的场地,观测结果与场地地震安全性评价计算结果在一定的长周期范围内差别相当大,相对于基岩,观测结果的放大系数至少高于场地地震安全性评价计算结果的2倍以上,最大达到近9倍。     

汶川地震远场地震动场地相关性与分析方法评价

为考查远场地震动的场地相关性并评价一些场地特性分析方法的适用性,采用不同方法对汶川地震山东省12个远场台站的强震记录进行了分析.选取台站分别位于按建筑抗震设计规范(CBC)场地划分中的Ⅰ—Ⅲ类场地上.地震动记录的分析方法包括傅里叶幅值谱法,地震反应谱法,水平与竖向谱比率法,参考点谱比率法,以及尾波分析等.结果表明,按傅里叶幅值谱法,地震反应谱法,水平与竖向谱比法计算得到的卓越周期均远大于台站场地的卓越周期,不同方法得到的结果之间也有较大差别,且主要反映长周期地震动的卓越频率;参考点谱比率法的结果未反映地震动的卓越周期,也与场地的卓越周期差别较大;对完整记录尾波分析所得的结果比较接近场地的卓越周期.希望本文能为考虑远场地震作用时设计谱的建立,以及场地特性估计时地震动分析方法的选取提供参考依据.     

汶川地震反应谱研究

20世纪30年代M.A.Biot提出反应谱理论,至20世纪50年代G.W.Housner给出第一条抗震设计反应谱.从此,反应谱方法在世界范围内被广泛接受,这也标志着地震工程学的发展进入了反应谱理论阶段,工程界对反应谱的研究也一直持续到今天.目前,世界上多数国家均采用抗震设计反应谱作为抗震设计中确定地震动输入的主要依据.通常,归一化的抗震设计反应谱其形状由几个特征参数确定,其中最重要的是反应谱平台值和特征周期,反应谱的研究中大量的工作是如何科学地确定这两个特征参数.场地条件是影响反应谱特征参数的重要因素,但我国抗震设计规范只考虑了场地条件对反应谱特征周期的影响而没有考虑场地条件对反应谱平台值的影响,其重要原因之一是缺少有场地条件的强震记录.     

汶川地震远场地震动特征及其对长周期结构影响的分析

汶川8．0级大地震中,中国数字强震动台网获得了大量的数字强震动记录,这些记录特别是远场记录具有丰富的长周期地震动分量。本文根据东南强震动中心获取的区域数字强震动记录,分析汶川8．0级地震的远场地震动特征,研究了基岩场地及深厚软弱场地的长周期地震动及其差异;根据长周期结构的特点,选取建于深厚软弱场地上的江苏A050强震台的超长地震记录进行结构地震反应分析,研究汶川8．0级地震对远场长周期结构的影响,并结合实际震害特点,提出了长周期结构抗震及地震安全对策中一些值得注意和思考的问题。     

汶川地震不同场地反应谱平台值统计分析

加速度反应谱平台值表征地震动的强度特性,场地条件是影响反应谱平台值的一个重要因素.本文选取6组同一地区断层距相近而场地条件不同的强震记录,对其标准化的加速度反应谱形状及平台值进行分析;并以汶川地震中173个有详细地勘场地上的强震记录为基础,统计分析了不同场地类别和断层距区间内的加速度反应谱平台值.本文研究结果显示,场地条件对加速度反应谱平台值有较大影响,随着场地变软,加速度反应谱平台值增大.本文定义了场地影响系数,计算并给出了不同地面峰值加速度对应的场地影响系数.     

汶川地震反应谱特征周期统计分析

反应谱特征周期反映了地震动频谱特性,也是抗震设计中重要的特征参数.为了研究汶川特大地震反应谱特征周期的特性,本文以汶川地震中173个有详细地勘场地上的强震动记录为基础,统计分析了不同场地类别和断层距的反应谱特征周期,并与我国现行抗震设计规范中特征周期的规定值进行比较.本文研究结果显示随着场地变软,特征周期平均值有增大趋势;与汶川特大地震中反应谱特征周期的统计结果相比,我国抗震设计规范规定的远场反应谱特征周期值偏小.     

土层地震反应传递函数的模拟

探讨了用单一土层模型替换复杂场地求解土层场地传递函数的方法,并用ＳＭＡＲＴ－１台阵地震记录对这一方法的可行性进行了研究和讨论,结果表明,只要选取适当的地震波入射角Ψ和土介质的滞回阻尼比ｄ,简化模型的传递函数与实际传递函数能符合得较好,这一方法可用来近似估计缺少详细土质勘测资料地区的土层地震反应的传递函数。     

典型土层场地随机地震反应规律分析

针对硬、中、软3种土层场地,选取历史上实测到的Ⅰ类和Ⅱ类场地的地震动记录各100条,分别调整地震动记录加速度峰值至0.1g、0.2g和0.3g,并采用一维等效线性化方法开展了场地随机地震反应研究,系统分析了地震动峰值加速度、速度和位移反应的变异性规律。主要结论为,位移和速度峰值的变异性随场地土变软而增大;位移和速度峰值变异性较加速度峰值的变异性更为突出;利用50条左右的地震动记录即可获得场地地震反应均值和标准差较为稳定的结果。     

汶川地震远震区黄土场地地震反应特征分析

在实际场地钻孔资料的基础上,选取和构造45个有代表性的典型场地剖面,利用一维等效线性化波动方法,计算各个场地在三种不同强度地震动输入下的地表加速度反应。结果表明:(1)在远场地震动作用下,黄土场地PGA较大,反应谱平台范围较宽,集中在0.2~0.6s;(2)随着黄土覆盖厚度的增加,PGA减小,但对于自振周期大于一定范围的结构物震害加重;(3)对于无地形影响的厚层黄土地区,当黄土厚度在20~100 m时,随厚度的增加,反应谱下降段谱值增大1.1~1.4倍,特征周期放大1.1~1.25倍。     

汶川地震前地下水位固体潮加卸载响应比异常分析

针对汶川地震前地下水位中短期异常信息比较不明显这一问题,选取受地震影响严重的川、滇、陕、甘及渝等5个省市为研究范围,依据加卸载响应比理论,采用固体潮加卸载响应比方法对地下水位动态进行分析。结果表明:汶川地震前中短期时间内,地下水位固体潮加卸载响应比存在着明显的异常现象,异常时间相对集中在震前半年左右或1～2个月,且随着地震孕育活动的增强,异常井的空间分布也逐渐由四周向龙门山断裂带附近靠拢,尤其在震前1～2个月时间内,震源区异常井数量明显多于其它地区。     

Correlations between structural damage and ground motion parameters during the Ms8.0 Wenchuan Earthquake

The Wenchuan Earthquake with a magnitude of Ms 8.0 struck the Sichuan province of China on May 12, 2008, where it mainly affected the area along the Longmenshan fault. In total, 420 three-component acceleration records were obtained by the China Strong Motion Networks Centre during this seismic event, among which over 50 records exceeded 100 gal. In the present study, we collected 48 near-fault acceleration records to derive strong ground motion parameters in terms of the peak ground acceleration, peak ground velocity, peak spectrum acceleration (5% of the damping ratio) and spectrum intensity (5% of damping ratio). We determined the building collapse ratios (CRs) for 20 targeted districts based on data acquired from both the China Earthquake Administration and the Chinese Academy of Sciences, where the CRs combined the data for all building types. Fragility curves were established between the CRs and the corresponding ground motion parameters, based on which the damage criteria were proposed. In particular, we derived the fragility curves for brick-concrete structures and frame-structures. These curves indicate how different structural types can determine the damage sustained. In addition, we developed a method for estimating building damage classifications. If we assume that buildings are built according to the improved Seismic Fortification Criterion in the revised “Code for Seismic Design of Buildings”, the predicted CRs for the 20 targeted districts would be significantly lower compared with the actual damage they sustained, which illustrates the validity of both the method and the revised code.     

Site dependence of far-source ground motions during the Wenchuan earthquake

This paper aimed to examine the site dependence and evaluate the methods for site analysis of far-source ground motions. This was achieved through the examination of frequency content estimated by different methods based on strong ground motions recorded at twelve far-source stations in Shandong province during the Wenchuan earthquake. The stations were located in sites with soil profiles ranging from code classes Ⅰ to Ⅲ. Approaches used included the Fourier amplitude spectrum (FAS), the earthquake response spectrum (ERS), the spectral ratio between the horizontal and the vertical components (H/V), the spectral ratio between the spectra at the site and at a reference site (SRRS), and coda wave analysis (CWA). Results showed that major periods of these ground motions obtained by FAS, ERS and H/V ratio methods were all evidently larger than site dominant periods; the periods were also different from each other and mainly reflected the frequency content of long period components. Prominent periods obtained by the SRRS approach neither illuminated the long period aspect nor efficiently determined site features of the motions. The CWA resulted in a period close to site period for stations with good quality recordings. The results obtained in this study will be useful for the evaluation of far-source effect in constructing seismic design spectra and in selecting methods for ground motion site analysis.     

汶川地震中离震中较远地区的高层建筑的震害

汶川地震中,陕西省西安市和宝鸡市两地处于远震区。远震区高层建筑比多层建筑的震害重。这两地高层建筑的震害主要表现为砌体填充墙和隔墙普遍出现裂缝;房屋顶部附近防震缝两侧的装饰材料震损,部分混凝土构件被撞坏;楼梯间的填充墙普遍开裂等。主体结构中的混凝土梁、柱和剪力墙等承重构件一般没有可见裂缝,部分剪力墙洞口连梁及框架一剪力墙结构中的连梁出现剪切斜裂缝或弯曲裂缝。文中初步分析了震害原因,并提出了设计建议。     

汶川地震震中某钢筋混凝土框架结构的非线性地震反应分析

2008年5月12日,四川省汶川县发生了里氏8.0级地震,造成了巨大的人员伤亡以及工程结构震害。位于震中映秀镇的漩口中学教学综合楼是按照《建筑抗震设计规范(GB50011-2001)》进行设计的,按7度进行抗震设防。在此次地震中,该建筑破坏严重,工程震害典型。为此,本文考虑了钢筋混凝土与砌体的材料非线性性质,建立了框架填充墙结构的非线性分析模型,进行了非线性有限元时程分析,分析了结构破坏的原因,讨论了填充墙体对结构抗震性能的影响,为该类结构的抗震设计提供了一定的依据。     

汶川地震对江苏省盐城市防震减灾工作的几点启示

通过分析汶川地震后应急工作中存在的一些问题,结合盐城市防震减灾工作的实际,从加强盐城市县级地震机构和能力建设、健全和完善地震应急预案体系、加强抗震设防工作、加强监测台站建设、全面开展防震减灾知识宣传教育、加强地震应急救援建设等6个方面提出了今后做好本地区防震减灾工作的建议和措施。     

四川汶川8．0级地震山西数字强震动记录特征与分析

对2008年5月12日四川汶川8．0级地震,山西数字强震动台网27个台的地震加速度记录,进行了处理和分析,包括对加速度波形数据的基线校正,滤波,加速度傅立叶和反应谱计算,以及速度和位移计算。结果表明：局部场地的介质特性对地震动特征有相当大的影响,较厚的覆盖土层对较长周期的地震波有明显的放大作用。厚覆盖土层场地的强震动观测对自振周期较长建筑物的抗震设计具有重要的意义。