基于巴楚地震调查的液化判别方法研究

震害预防是目前减轻地震灾害最直接和最有效的手段之一,液化震害预防的第一步就是对工程场地进行液化预测和判别。液化判别方法的合理性和可靠性对工程震害防御和工程造价影响很大,是土动力学和地震工程学研究的重要课题之一,历来受到国内外学者和工程界的高度重视。2003年2月24日我国新疆巴楚-伽师地区发生了MS6.8地震,是新疆自建国以来人员和财产损失最严重的一次地震。灾区属新疆喀什地区,位于叶尔羌河流域,场地土主要为全新世-晚更新世晚期厚度较大的粉砂、细砂、粉土和粉质黏土,地下水埋深浅,在烈度为Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度区产生了大面积的砂土液化、地裂缝、河流陡岸滑塌等地震地质灾害,液化规模与1975年海城地震相当,是继1976年唐山地震后近30多年来中国大陆出现砂土液化现象最显著的     

2003年新疆巴楚地震CPT液化数据库构建

2003年2月24日新疆巴楚-伽师地区发生M_S6.8地震,出现了唐山地震、海城地震后近30年我国大陆最具规模的砂土液化现象。大量研究显示,巴楚地震液化砂土标贯击数与锥尖阻力指标偏大,采用国内外液化判别方法往往会判为非液化。利用Robertson土质分类图对巴楚地区孔压静力触探试验(CPTU)数据进行土类分层检验,基于以下原则,选定了液化点液化层与非液化点临界液化层。(1)应选取非液化点土层剖面中最易液化层,不能因液化点力学指标偏大而将非液化点临界液化层力学指标选得更大;(2)应结合q_c-h与R_f-h图,避免选取黏土为液化层;(3)巴楚地区液化层往往上覆非饱和细砂,形成透水边界,选取液化层时应舍弃存在透水边界的土层。最后,利用我国规范方法构建了巴楚地震静力触探(CPT)液化数据库,并进行了初步的判别分析。     

1976年唐山大地震CPT液化数据库重构

1976年唐山大地震导致了范围广、灾害严重的液化震害。地震发生后,已有学者对液化场地进行了2次静力触探测试。本文首先给出基于2次测试数据的唐山大地震CPT液化数据库,利用中国规范方法和NCEER推荐方法对数据库进行液化判别,发现针对第1次测试数据的判别成功率较高,而针对第2次测试数据的判别成功率较低。经30年的时间,绝大多数测试点的液化层强度与埋深均发生了较大变化,第2次测试时土层液化可能性已发生了较大变化,其测试数据对液化判别方法的改进意义较小。利用第2次测试的摩阻比Rf将第1次测试数据ps分解为qc和fs,相比第2次测试数据,分解指标具有更高的可靠性。为此基于第1次测试分解数据构建唐山大地震CPT液化数据库,为液化判别方法改进提供数据支持。     

1976年唐山大地震CPT液化数据库检验

1976年唐山大地震引发了范围广、灾害重的液化震害。铁道部科学研究院等单位于1977、1978年对液化场地进行了单桥静力触探测试。但单桥静力触探在数据指标方面存在缺陷,与国际标准不接轨。中国地震局工程力学研究所与东南大学等单位于2007年对上述唐山地区部分测点再次进行了孔压静力触探（CPTU）测试。本文通过对比2次静力触探数据,利用Robertson土质分类图,进行新孔压静力触探数据土类分层检验,将土类检验结果与单桥静力触探测试时钻孔柱状图进行对比,发现大部分测点土层土类均能较好对应,现场测试力学指标沿深度变化趋势较相符,仅剔除了错误点T2、T3。对所有测点选定液化层,分别建立基于单桥静力触探测试比贯入阻力ps和基于孔压静力触探测试锥尖阻力qc的液化数据库。利用基于静力触探测试（CPT）的我国规范液化判别方法检验了2个数据库,发现对单桥静力触探测试的数据库液化判别效果好,而对孔压静力触探测试的数据库液化判别效果较差,说明经过30年的时间,土层液化可能已发生较大改变。因此,基于孔压静力触探测试的液化数据库可靠性较低,基于该数据库对液化判别方法进行改进意义较小。     

场地的地震效应及砂土地基的液化

论述了场地地震效应的表现形式，影响砂土液化的主要因素和砂土液化危害的主要特点。     

液化识别方法盲测对比——以2011年2月22日新西兰6.3级地震为例

液化实时监测作为减轻地震灾害的新手段,其核心技术是建立依据强震记录识别场地液化的方法,但目前所提出的方法十分有限,可靠性也缺少实际地震检验.2011年新西兰地震中液化及其震害现象显著,为检验现有液化识别方法提供了条件.目前已有并可供程使用的四种液化识别方法为:Miyajima法、Suzuki法、KY法(Kostadin...     

砂土地震液化的神经网络预测

BP网络具有很强的非线性映射和自适应学习功能 ,可用于模式识别和预测评估等领域 .在简要分析BP算法的基础上 ,选取砂土的平均粒径 (d5 0 /mm)、相对密度(Dr/% )、标准贯入击数 (N63 .5 /击 )、上覆有效压力 (σv/kPa)、地震烈度 (I0 )作为指标 ,应用BP神经网络的理论与方法 ,预测砂土在地震作用下液化的可能性 ,取得了较好的预测效果 .说明将BP网络用于沙土液化预测是可行的 .     

黄土场地地震液化研究

通过往返加荷动三轴试验,对兰州某民用机场扩建工程场地的饱和黄土和砂土进行了液化试验。在试验结果的基础上,运用抗液化剪应力判别方法、地震危险性分析计算结果以及根据有限元一维模型计算求得的该场地的地震剪应力,对该场地饱和黄土和砂土的地震液化进行了综合判断。结果表明,在未来遭受到50年10％超越概率的地震作用时,该场地的饱和黄土比饱和砂土更容易发生液化。     

砂土地震液化危害及地基处理研究

砂土在地震荷载作用下极易发生液化，液化土地基对建筑物造成的危害不可忽视。分析了液化的机理、影响因素及现行的研究、处理方法。通过实例说明：CFG桩和碎石桩共用，对处理内蒙古地区砂土液化，具有明显的抗液化效果。最后，提出CFG桩和碎石桩抗液化需进一步研究的问题。     

Blind detection of liquefaction by existing methods for New Zealand M L6.3 earthquake on Feb. 22, 2011

Real-time liquefaction monitoring and warning techniques are new ways to mitigate liquefaction hazard. A key point is to establish a reverse liquefaction detection method based on seismic records. However, the existing methods are quite limited and the reliability requires verification. On Feb. 22, 2011 an earthquake of magnitude 6.3 struck at New Zealand’s South Island. Remarkable liquefaction phenomena were reported, which provide an opportunity to verify the existing liquefaction detection methods. 27 acceleration records within 50 km to the epicenter were selected to perform a blind detection by using the existing methods, including Miyajima method, Suzuki method, Kostadinov-Yamazaki method and Yuan-Sun method. The blind detection results indicate that Yuan-Sun method gives correct results for seven confirmed sites, and Suzuki method and Yuan-Sun method yield correct detection for a reported non-liquefied site. Four methods including the Yuan-Sun method give identical detection for four sites and three methods also including the Yuan-Sun method give identical detection for ten sites. Besides, there are five sites, for which the four methods give opposite detection.     

新西兰2010年M7.1地震与2011年M6.3地震活动和灾害分析

本文对新西兰.2010年9月4日M7.1地震(国际标准时间)与2011年2月22日(国际标准时间)M6.3地震活动和灾害情况进行了分析,用同震位移方法计算了两次地震的地震烈度,结果表明尽管两次地震震级相差较大,但由于M6.3地震震源深度较浅,两次地震在地表的烈度相同.本文用主余震序列方法计算了两次地震的断层滑动参数,结...     

2011年新西兰Mw6.1地震震源过程及强地面运动特征初步分析

2011年2月21日新西兰南岛发生M_w6.1地震,震中位置43.58°S,172.70°E,震源深度约5.0 km,发震断层为新西兰第三大城市克赖斯特彻奇(Christchurch)南约9 km一条近东西走向的未知隐伏断层,为逆冲断层机制.地震已经造成163人遇难,Christchurch城内多处建筑物严重损毁,距震中约1 km的Heathcote Valley Primary School (HVSC)台站强地面运动峰值加速度(PGA)高达2.0g.针对新西兰M_w6.1地震近场强地面运动偏高这一现象,利用HVSC台站的强震观测记录,计算地震震源谱参数,应用Brune圆盘模型估算其近场强地面运动的理论值,并建立动态复合震源模型进行模拟计算.研究结果表明,新西兰M_w6.1地震近断层强地面运动偏高的主要原因为复杂震源破裂过程中有效应力降(动态应力降,Δσ_d)过高造成的.未来工作中,需要加强对可能发生的、距离城市较近的中小型地震的重视,防止地震对城市的加强型破坏.     

Assessment of soil liquefaction incorporating earthquake characteristics

This paper investigates the effect of nature of the earthquake on the assessment of liquefaction potential of a soil deposit during earthquake loading. Here, the nature of the earthquake is included via the parameter V, the ‘pseudo-velocity’, that is the gross area under the acceleration record of the earthquake at any depth below the ground surface. By analysing a number of earthquake records from different parts of the world, a simple method has been outlined to assess the liquefaction potential of a soil deposit based on the pseudo-velocity. For many earthquakes occurred in the past, acceleration records are available or can be computed at the ground level or some other depth below the ground surface. Therefore, this method is a useful tool at the preliminary design stage to determine the liquefaction potential before going into a detailed analysis. Validation of the method is carried out using a database of case histories consisting of standard penetration test values, acceleration records at the ground surface and field observations of liquefaction/non-liquefaction. It can be seen that the proposed method has the ability to predict soil liquefaction potential accurately, despite its simplicity.     

新疆巴楚地震液化宏观现象的对比分析

2003年2月24日新疆巴楚-伽师地区发生6.8级地震,出现了唐山、海城地震后近30年我国最具规模的砂土液化现象。本文通过现场调查和资料分析,并与以往大地震液化比较,提出了此次地震液化宏观现象的认识,包括液化分布特征、喷水冒砂形态、液化震害和工程地质条件等几个方面。结果表明,此次地震液化宏观现象与我国以往几次大地震有很多不同,具有很大的研究价值。     

类新西兰地震波形分析方法

对泰安地震台记录的2010年9月4日新西兰地震波形,进行震相、震源深度等地震参数辨析和分析,以具有代表性的2009年7月15日新西兰南岛西海岸远海地震波形和2010年4月5日墨西哥地震波形分析为辅,提出震中距大于83°、小于105°的类新西兰地震分析方法.根据两个辅震的波形特性,结合中国地震台网中心定位结果,对震级误差...     

2009年7月15日新西兰南岛西海岸近海地震破裂过程快速反演

用地震破裂过程快速反演方法,在2009年7月15日新西兰南岛西海岸近海地震发生后,采用全球地震台网（GSN）的宽频带地震资料,快速反演了这次地震的破裂过程,并于震后4小时内得出了这次地震破裂过程的反演结果．结果表明,这次新西兰南岛西海岸近海地震的破裂过程具有如下基本特征:① 矩震级约为MW7.8;② 地震主要破裂持续时间约为40s;③ 滑动量在断层面上的分布比较简单,整个地震破裂只包含一个滑动量较大的区域;④ 这次地震基本上是一次单侧破裂事件,破裂主要朝向西南方向．      

Sliding and overturning potential of Christchurch 2011 earthquake records

The 22 February 2011 M_w 6.3 earthquake produced a number of unique accelerograms in the city of Christchurch and the port of Lyttelton. Four of these records are analyzed in this paper. The two are from the Christchurch Catholic Cathedral College and Christchurch Hospital stations in the center of the city, which were placed on top of loose sandy soils that suffered softening due to liquefaction; one is from the Lyttelton station, Lyttelton Port Company, on a rock outcrop; and one is from the station at the Heathcote Valley Primary School, on stiff colluvial silts and sands near the edge of a steep and stiff sedimentary basin. The (elastic) response spectra are discussed and related to some salient characteristics of the motions. Symmetric and asymmetric sliding of a block resting through Coulomb friction on horizontal or inclined planes and rocking–overturning of rigid blocks, when excited at their base by these records, offer a strong indication of their ‘destructiveness potential’. The corresponding sliding and overturning spectra of the 2011 records are compared with those of some historic accelerograms to get an understanding of the severity of ground shaking that caused 170 deaths and heavy geotechnical and structural damage in the city of Christchurch. The possible role played by the unusually large vertical accelerations is also explored. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Earthquake source parameters of the 2009 M_W7.8 Fiordland （New Zealand） earthquake from L-band InSAR observations

The 2009 M W 7.8 Fiordland (New Zealand) earthquake is the largest to have occurred in New Zealand since the 1931 M W 7.8 Hawke’s Bay earthquake, 1 000 km to the northwest. In this paper two tracks of ALOS PALSAR interferograms (one ascending and one descending) are used to determine fault geometry and slip distribution of this large earthquake. Modeling the event as dislocation in an elastic half-space suggests that the earthquake resulted from slip on a SSW-NNE orientated thrust fault that is associated w...