土层随机地震反应的动力可靠度计算

研究了土层的随机地震反应分析方法 ,建立了基岩输入地震动加速度功率谱函数为白噪声和过滤白噪声时土层的动力可靠度计算理论     

地震动输入方向对结构扭转振动的影响

选取2009年姚安MS6.0、2014年鲁甸MS6.5地震的水平结构强震记录进行谱分析,结果均显示17 Hz、2.1 Hz为该结构第一、二振型的自振频率,且第二振型出现扭转现象。对比两次强震记录发现,鲁甸MS6.5地震作用下结构的扭转振动远超姚安MS6.0地震。利用SAP2000建立该结构的有限元模型,分别以实际入射角度输入场地强震记录并进行时程分析,其结果与强震记录谱分析结论一致。由于输入地震动的强度、频谱相近,因此判断其输入方向是影响结构平面扭转振动的主要原因。     

岩石地下工程抗震研究获进展

正武汉岩土力学研究所崔臻等在岩石地下工程抗震研究中取得进展。他们采用位移非连续理论与时域递归方法,揭示地质结构面对地震波透反射特征的应力、频率、幅值依赖性,提出考虑高山峡谷地形局部场地效应的地震动输入机制;同时发现长大地质结构对洞室地震动力响应的控制作用,揭示洞室在地震作用下的破坏机理,提出一     

基于动三轴试验和土层地震反应对地震液化的判别

以汉口某场地典型钻孔剖面为研究对象,结合动三轴试验成果,采用等效线性化方法考虑土层的非线性特征,利用一维波动方法进行场地土层地震反应分析,探讨场地内埋深10~36 m范围内的各土层在不同地震作用下的液化可能性。结果表明,汉口地区埋深超过20 m的砂土层在Ⅶ度、Ⅷ度地震作用下有液化的可能性;土层液化的可能性随着埋深的增大而减小;输入地震动的频谱特性及平稳段持续时间等因素可影响液化判别结果。该方法可为深层液化判别提供参考。     

丘陵地貌区斜坡强震动响应特征——以四川省长宁县为例

前人对高山峡谷地貌区高位斜坡动响应研究较多,但对低山、丘陵地貌区斜坡强震动响应研究很少。并且,研究这类地区顺倾斜坡的地震动响应对揭示长宁M_s 6.0级地震丰富的次生山地灾害动力机理具有一定意义。在四川省长宁县丘陵地貌区典型顺倾斜坡不同部位安置强震监测仪器,捕捉到40多次余震,通过SeismoSignal软件处理典型余震数据,分析峰值加速度、阿里亚斯强度、傅里叶频谱、加速度反应谱,进而采用水平/竖直向谱比法分析局部场地效应,最后对比分析低山、丘陵地貌区与高山峡谷地貌区的斜坡动响应。结果表明:坡顶峰值加速度可达4.171 m·s~(-2),最大位移可达0.008 05 m,当峰值加速度大于1.0 m·s~(-2)时,阿里亚斯强度出现陡增的趋势;局部地形的放大效应使得地质灾害以沿山脊的裂缝及小型崩塌为主,在低频2～5 Hz处,斜坡中上部易发生山体共振。以上研究揭示了砂、页岩顺倾斜坡高位放大效应,为地震山地灾害易发性区划提供地震监测资料。     

四川珙县M_s 5.4级地震斜坡地震动响应特征

四川珙县M_s 5.4级地震是长宁M_s 6.0级地震第三大余震,在震中区诱发了多处滑坡和崩塌,研究坡体不同部位地震动响应特征对地震地质灾害预测和防治意义重大。通过在距离震源近的斜坡不同位置布置监测点,获取地震动参数及相关变化规律,对研究区域的坡体进行稳定性分析和研究。结果表明:地震在南北向的放大效应大于东西向,覆盖层土体最大位移达到了7.42 mm,与地震时南北向晃动强烈吻合;对比分析各个监测点的峰值加速度(PGA)、阿里亚斯(Arias)强度,覆盖层土体比高位基岩的放大效应显著;基岩地震波以低频为主,卓越频率为2～5 Hz,随着高程的增加对高频的地震波有过滤作用,在山顶3~#监测点的阿里亚斯强度比山脚1~#监测点(参考点)放大数倍,地震动能量强;通过该区域的抗震设计反应谱与监测反应谱对比分析,可以得出覆盖层土体和高位基岩地震动强烈,前者的宏观表现为覆盖层土体上老旧房屋毁坏严重,后者为高位基岩坡体滑坡和崩塌。     

“6.1”芦山地震作用下宝兴新华村滑坡动力响应与失稳过程离散元模拟

斜坡浅表层是各类地震地质灾害发育的潜在破坏位置,坡面形态和坡体结构往往造成斜坡动力响应及破坏的复杂化。为探究不稳定斜坡浅表潜在滑动层动力响应特征与失稳过程,以芦山M_s6.1级地震触发的新华村滑坡为例,基于现场调查采用离散元方法建立了二维计算模型,分析了该斜坡潜在滑动层及坡面形态的动力响应特征并对其失稳过程进行了模拟。结果表明：(1)斜坡浅表潜在滑动层具有强烈动力放大效应;(2)微地貌对于潜在不稳定斜坡坡面的放大效应具有明显的影响,浅表潜在滑动层水平向及竖直向加速度在凸出部位的放大效应显著,凹陷部位相较于凸出部位放大效应较低;(3)研究揭示新华村滑坡在微地貌的作用下凸起地形呈现先于凹陷地形遭受破坏,其失稳过程分为震动放大局部震裂-凸出地形破坏-凹陷地形破坏-完全破坏整体下滑-重力堆积5个阶段。该研究结果有助于提升防灾人员对地震诱发潜在不稳定斜坡失稳的认识,为防灾减灾提供理论和数据支撑。     

四川珙县下软上硬山岭地貌斜坡地震动响应特征

强震中下软上硬坡体同震崩塌发育, 为了揭示这类坡体地震动的响应特征, 在珙县五同村安置了强震监测仪, 对斜坡表面和不同岩性的地震动响应进行监测, 并记录到不同方位、不同震中距的2次地震。研究表明: ①地震动响应规律有极强的方向性和距离性。2次地震相距监测站台的方向和距离不同, 使Ms 4.0级地震的峰值加速度和阿里亚斯强度反而比Ms 3.2级地震小。②0~30 Hz的地震波在低地山岭的高陡临空面附近有放大效应。1#监测点的主频小于3#与5#监测点, 3#监测点的主频最高。5#点的幅值范围为0.018~0.055 m/s-2, 3#点幅值范围为0.036~0.087 m/s-2, 3#点相较于5#点, 其三向最高幅值同比放大了1.58~2.0倍。③泥质砂岩的主频为4.8~8.4 Hz, 灰岩的主频为5.5~21.4 Hz, 不同的岩层共振频率不同, 灰岩对地震波的选频放大效应强于泥质砂岩。④地震波在不同高程的山岭斜坡部位具有选择放大作用, 在一定范围内高程越大地形放大效应越明显。      

珙县低山区不同震源作用下斜坡地震动响应

在宜宾市珙县五同村布设斜坡地震动监测仪器,采集兴文县3.1级、珙县4.5级及长宁县4.6级地震数据。对监测剖面上1^#、2^#监测点采集到的珙县余震地震动响应数据进行滤波和校正处理,对比分析震级、高程、方位等因素对斜坡造成的地震响应后认为：1）当地震波的半波长与山体某些特定部位之间的距离接近时,斜坡地形与地震波的波峰产生耦合作用,地形放大效应显著,达到参考点的2.765倍,此处山体更容易产生较大幅度的摇晃,造成山体地质灾害;2）分析珙县4.5级与长宁县4.6级地震得出,当地震波沿特殊部位（如山脊等）传播时,地震加速度及阿里亚斯强度更加显著;3）分析地震加速度变化得出,在地震荷载作用下,随着震级的增大,斜坡的加速度响应也会增大;4）随着高程和震级的变化,监测点的地震加速度和阿里亚斯强度随之变化,高程和震级对斜坡的地震动响应具有放大效应;5）在高程和微地貌的耦合作用下,斜坡地震加速度也具有明显的放大效应。     

九寨沟MS7.0地震强地震动模拟及参数敏感性分析

对2017年九寨沟M_S7.0地震进行强地面运动模拟,应用复合震源模型建立特定圆形子震分布的断层破裂运动学模型,对地震矩、应力降、破裂速度、子断层尺寸和震源深度等参数进行敏感性分析,得到一组合理的震源参数,然后基于复合震源模型计算得到该地区地震动,最后与观测的峰值加速度(PGA)、反应谱和PGA的空间分布特征进行对比。结果表明,该模型整体上可以再现各台站地震动强度特征,验证了复合震源模型计算强地面运动的有效性,同时敏感性规律也为复合震源模型计算缺乏强震记录区域的地震动参数的变化区间提供了依据。     

秦皇岛市青龙县城工程场地动力特征及分区评价

工程场地动力分区评价（即地震影响小区划），是在工程场地地震危险性分析的基础上，根据场地岩土动力特征及地形地貌、地质构造条件等对地震动影响的反应程度，从而对不同类型场地的地震效应作出评价．其成果可做为建筑抗震设计、工程加固、震害预测与对策的制定及土地合理利用和总体规划布局的依据．本文以秦皇岛市青龙县城工程场地为例，进行了工程场地动力特征研究与分区评价及震害预测（即工程场地地震影响小区划）。     

台湾集集地震近断层地震动工程特性与时频特征分析

为研究近断层不同区域地震动工程特性与时频特征,考虑近断层地震动方向性效应、滑冲效应、上盘效应等特性与断层类型的关系,基于PEER强震数据库,选取台湾集集（Chi-Chi）地震作为研究对象,依据断层破裂带与地震动观测台站的相对位置关系,将其近断层地震动划分为破裂前方区域（RFR）、断层上盘区域（HWR）、断层下盘区域（FWR）及破裂后方区域(RBR)4类,对比分析近断层不同空间地震动的三要素特性,并利用希尔伯特-黄变换（HHT）进一步分析其能量在时频分布上的差异。结果表明：1）近断层不同区域地震动PGA、PGV、PGD及PGV/PGA具有显著差异,给结构地震响应带来极大影响;2）RFR区域地震动呈显著的长周期效应,RBR区域地震动具有高频大幅值特点,HWR区域和FWR区域地震动同时具有高频大幅值特点和显著长周期效应;3）在时频域内,RFR、HWR、FWR、RBR区域地震动能量高值都主要集中在0~5.2 Hz的中低频段,其中HWR区域的地震动最大瞬时能量最大,RFR区域的地震动最大瞬时能量最小。     

三峡井网对7.0级以上强震的同震响应特征

扫描三峡井网对2013～2022年全球7级以上地震的同震响应,评价三峡井网各井的映震能力,分析影响映震能力的因素,探讨产生台阶型同震响应的条件,并以2008年汶川8.0级地震和2021年玛多7.4级地震为例,利用井水位同震响应对三峡库区的应力调整进行反演。结果显示,地震能量密度与同震响应幅度呈正相关关系;能够引起各井水位产生同震响应的地震能量密度阈值有数量级的差异,反映的是各井的映震能力不同;三峡井网各井映震能力与导水系数正相关,与体积压缩模量、断层距负相关;当地震能量密度大于10^-3 J/m³,且区域构造应力积累较强时,三峡井网井水位同震响应以台阶型为主;通过反演汶川8.0级地震和玛多7.4级地震后三峡井网的应力变化情况,发现应力调整受区域断层控制明显。     

工程场地地震动参数的确定

以咸阳某工程场地为例，首先阐述了场地的地震地质条件，然后在场地地震危险性概率分析的基础上，对场地土层进行一维地震反应分析计算，确定了该工程场地地震动参数，为抗震设计提供了依据。     

地震动力作用下土-地铁隧道模型分析

针对地铁建设中典型的马蹄形断面隧道建立比例尺为1∶20的分析模型,并采用数值分析方法研究马蹄形隧道处于单一土层及工程所处区域典型的成层土体中时的动力响应.分析结果表明,在单一土层中由于土体的约束作用,结构产生的位移以整体沉降为主,在成层土体中除产生一定的整体变形外还伴随一定的扭转变形.在两种地层情况下马蹄形地铁隧道在地震动力作用下的动力加速度响应、竖向位移均在拱顶处产生最大值,其中在单一土层中的加速度响应最大值为结构中部加速度的2.29倍.结构在顶部和侧板处所产生的动应力响应值也较大.研究表明,地震动力荷载作用下顶板、侧板均为受力较大部位,在设计和施工中应予以充分重视.     

基于DDA和FEM的砌体结构震动分析

运用非连续变形分析（DDA）和有限元方法(FEM)对砌体结构进行震动分析。建模中将砌体结构的砖、柱、过梁以及楼板等视为独立的弹性体分别作有限元划分,弹性体之间运动由接触界面的张开、闭合和滑动控制来实现,通过防止弹性体间的侵入来校正弹性块体系统的位移与应变最小二乘拟合结果。弹性块体间滑动采用库仑摩尔定律控制砂浆的作用与失效,输入相当于地震烈度Ⅸ度的加速度峰值的迁安波对砌体结构模型进行震力分析,研究相应震动过程。算例表明,DDA和FEM组合的方法能很好地模拟砌体结构受地震作用的动力响应过程。在较大地震作用下,砌体结构首先从底层开始开裂破坏并导致结构倒塌,与农村砌体结构震害现象吻合较好。     

兴文MS5.1地震震裂斜坡地震动响应特征

通过对宜宾珙县震裂斜坡上的3台地震动监测仪器记录到的2022-04-06宜宾兴文M_S5.1地震地震波传播数据进行滤波和基线校正,分析时程曲线、傅里叶频谱和加速度反应谱。结果表明：1)本次地震持时短、幅度小,2^#和3^#监测点S波持时较1^#监测点长2～5 s; 2)傅里叶频谱显示,水平方向低频衰减、中高频放大、频带变宽,垂直方向变化不明显;3)以1^#监测点为参考,2^#和3^#监测点峰值加速度(PGA)放大系数为1.17～3.05,阿里亚斯强度(AI)放大系数在EW和UD向为4.43～7.59,3^#监测点NS向可达18.86;4)对比分析芦山仁家村(非震裂斜坡)监测剖面,认为珙县震裂斜坡存在放大效应。     

混凝土大坝原型测量及抗震分析

以丹江口大坝、葛州坝闸墩坝、新丰江大坝和潭岭大坝强震观测为例 ,介绍了混凝土大坝原型观测中所使用的仪器、测量方法 (强震观测和微振观测 )及获取的初步成果 ,扼要介绍了混凝土大坝抗震分析的内容 (包括结构动力特性分析、坝体稳定性分析和强度验算 )和方法 (拟静力法和反应谱法 ) ,最后 ,详细介绍了利用强震记录对新丰江大坝和潭岭大坝进行抗震分析的结果 ,并由此看出强震观测对于大坝抗震的重要性     

动力作用下锚杆格构支护土质边坡动态响应分析

地震边坡稳定性是岩土工程和地震工程中研究的重点问题之一。针对锚杆格构支护的均质土坡在地震荷载作用下的动力响应,通过振动台模型试验,分析了不同坡高地震加速度和速度响应规律、边坡位移特征及支护结构破坏特征,揭示了均质土坡及其支护结构在地震作用下的变形破坏机理。结果表明:随着振动次数的增加,边坡模型自振频率逐渐降低;低频动荷载作用下坡体上部加速度响应最大,但随着振动频率的增加,放大作用降低,即边坡对低频振动波有放大作用,而对高频振动波却有滤波作用;振动频率较小时,坡体整体速度较大,但不同高度差异较小,破坏并不明显;振动频率接近模型边坡自振频率时,坡体上部速度最大,下部速度最小,且变化明显,破坏性最大;动荷载作用过程中,滑坡体的变形模式表现为旋转位移和水平位移,滑体和基体间相对位移上部较大;支护结构破坏时,上层锚杆和中层锚杆被拔出,上部格构发生严重隆起;虽然边坡做往复运动,但最终仍有一定相对位移;在设计支护结构时,要适当加长上部锚杆的长度,并且对中、上部格构进行补强。     

人工冻结梁构件中不同加筋作用的对比试验研究

考虑土层冻结构件中冻结管的加筋作用,对于增加冻结构件强度,减小变形量,提高人工冻结支护工程经济效益有重要作用。为研究冻结管对人工冻结构件的加筋作用,通过淤泥质粘土人工冻结梁构件三点弯试验,获得了各级载荷下构件的位移值。根据对冻土梁加筋与否,构件特定力学响应的比较,完成了冻结管加筋作用的量化分析。