累积绝对速度在核电厂地震危险性分析中的应用研究

指出了运用我国现行的考虑时空非均匀性的地震危险性分析计算方法对核电厂等设计精良的设施进行地震危险性分析时所存在的问题.介绍了累积绝对速度（CAV）的概念,并将其引入到我国现行的考虑时空非均匀性的地震危险性分析计算方法之中,用以排除厂址周围小震对核电厂地震危险性分析的影响,并选取实际工程场点进行了试算.试算结果表明,此方法能明显排除厂址周围小震对地震危险性分析结果的影响.     

高速铁路车-桥耦合体系地震响应分析及报警阈值研究

高铁是国民经济大动脉的重要组成部分,运输业的生力军。"十二五"规划中将铁路运输安全放在十分重要的位置,并明确提出"大规模发展具有运能大、安全舒适、全天候运输、环境友好和可持续性等优势的高速铁路"的重要目标。由于我国地震频发,地震灾害对我国的高铁网络构成了严重的威胁,而目前我国高速铁路线路中桥梁所占的比例已经超过了50%,地震发生时列车运行在桥上的概率增大,因此,考虑车-桥耦合作用的高铁列车地震安全性评价和地震报警阈值研究有待于进一步加以推进。我国高铁地震报警和紧急处置系统的研究和示范工程建设才刚刚起步,目前系统尚未得到真实地震的检验,经验积累较少,所采用的一些技术参数,如报警阈值等的合理性有待于进一步研究论证,需要解决的一些关键问题有:(1)合理的车-桥耦合模型的构建;(2)车-桥耦合体系地震响应的分析;(3)基于中国高速铁路轨道谱的高铁列车地震安全性评价;(4)确定合理的高铁列车地震报警阈值。本文主要针对以上几个关键问题开展研究工作,主要研究内容和成果如下:(1)模型研究。基于现有基础调研资料确定列车模型和桥梁模型具体参数以及车-桥耦合接触关系。通过弹簧和阻尼器建立桥梁与轨道、轨道与列车之间的连接,建立了高铁列车-高架桥耦合有限元模型,通过车-桥耦合动力特性分析验证模型的合理性。轮轨接触力基于空间动态轮轨关系求解:基于非线性赫兹接触理论计算轮轨法向力,基于Kalker线性理论计算轮轨蠕滑力,再通过Hedrick-Elkinss理论对计算结果进行非线性修正。(2)车-桥耦合地震响应分析。选取典型地震动加速度时程作为外部激励,对车-桥耦合体系地震响应进行分析研究,得到车-桥耦合体系桥面加速度响应放大系数,研究地震频谱特性对桥面地震响应的影响规律。同时建立不考虑高铁列车的等跨单桥模型,对其进行地震响应分析,与车-桥耦合模型计算结果进行对比分析。结果表明,车-桥耦合模型与单桥模型动力特性和地震响应存在一定的差异,在高铁桥梁地震响应分析中,考虑车-桥耦合是必要的。(3)高铁列车地震响应分析。以计算得到的车-桥耦合体系桥面加速度时程作为输入,同时分别采用中、德轨道不平顺样本作为内部激励,基于车-轨耦合动力分析理论,对高铁列车地震反应进行计算分析,得到列车的动力响应值,包括列车的脱轨系数、轮重减载率、横向轮轨力等,并对比规范中该三项指标限值,对高铁列车地震安全性进行评价。结果表明,基于中国轨道谱计算得到的地震作用下列车安全性三项指标值与按照德国谱计算得到的结果差异较大,采用德国谱计算得到列车安全性评价三项指标值均大于中国谱,较中国谱偏于保守。(4)高铁列车地震报警阈值研究。选取不同频谱特性的典型地震动记录,通过调整地震动峰值进行大量计算分析,基于高铁列车安全性三项指标求解得到不同车速下允许的地震动强度限值曲线,对全部地震动记录对应的限值曲线进行包络取值,得到最小包络限值曲线,对其进行适当简化,最终给出不同车速下高速铁路列车地震紧急处置系统的报警阈值建议值和简化公式。研究结果表明,考虑高速铁路轨道谱,采用德国谱比中国谱得到的地震报警阈阈值小。由于德国谱目前在国内应用较为广泛和成熟,有必要进一步验证中国高速铁路轨道谱的合理性与可行性,并应用于实际工程。     

地震作用下框架结构考虑累积损伤的算法及应用

将框架结构等效为剪切型模型,采用三线型刚度退化模型,考虑累积损伤效应对结构刚度产生的影响进行结构时程分析,并利用改进的Park-Ang损伤模型计算得到结构的损伤情况。表明结构的第一层损伤最为严重;地震序列不同,引起结构的损伤值也不相同。建议在结构设计的第二个阶段,考虑材料的累积损伤和地震能量吸收与耗散,更能体现出结构的最不利反应状态,有利于制定合理的结构抗震措施。     

地震动参数之阿里亚斯烈度和累积绝对速度的特征及其在概率地震危险性分析中的应用

地震动参数是表征地震动特性(振幅、频率和持时)的重要度量参数。目前使用最多的地震动参数主要有峰值加速度和谱加速度等,然而,任何单一地震动参数都不能全面有效地反映所有的地震动破坏特征(如峰值加速度仅反映振幅)。为了更加全面地描述地震动特征及其潜在的破坏作用,满足工程应用的需求,科学家们一直在寻找能够表征地震动多种属性和特定地震破坏的地震动参数。经研究发现,阿里亚斯烈度Ia(Arias Intensity)、累积绝对速度CAV(Cumulative Absolute Velocity)及Newmark位移在地震诱发滑坡预测、沙土液化评估、地震灾害损失估计以及地震危险性分析等方面优于峰值加速度,因此,开展Ia、CAV和Newmark位移的特征研究及与其相关的地震危险性分析方法研究对于拓展我们对地震动特性的认识和提高地震灾害预测水平具有重要的科学意义和应用价值。本文我们根据汶川地震的177个台站的528条可用记录的强震数据,在对地震记录进行基线校正后计算了地震动参数Ia、CAV及Newmark位移,并研究了这些地震动参数的相关特征,最后我们还开展了基于Ia、CAV及Newmark位移的概率地震危险性分析方法研究。我们研究了汶川地震la的空间分布特征、衰减特征、近断层特征以及la与其他地震动参数的相关性。在空间分布特征研究中,我们比较了竖向和水平向la值的差异,统计了二者的比值分布及随距离的变化特征;对于垂直断层走向和平行断层走向的la值也做了同样的工作。在衰减特征方面,我们主要研究了3种场地类型下的la衰减特征及其与现有la预测模型的比较,指出了他们之间的差异并分析了导致差异的原因。在近断层特征方面,主要研究了上盘效应和方向性效应对1a的影响。最后我们研究了la与PGA和Housner烈度的相关性,建立了la与PGA和Housner烈度之间的经验关系式,并分析了场地条件对地震动参数之间相关性的影响。我们对CAV也同样研究了其空间分布特征、衰减特征、近断层特征以及CAV与其他地震动参数的相关性。特别地,我们还研究了标准CAV的衰减特征和其与PGA的相关性,分析了场地条件对它们的影响。另外,我们简要分析了汶川地震Newmark位移的衰减特征及其与PGA和la的相关性。本文中我们还开展了基于Ia、CAV的概率地震危险性分析方法研究,开展了基于Newmark位移的概率地震滑坡危险性分析方法研究,梳理了相关的理论、方法,建立了相关的技术框架,编制了计算程序并在典型地区进行了试算。本文的研究对我们认识汶川地震乃至我国西部地震地质构造环境下地震的Ia、CAV及Newmark位移的相关特征具有重要的科学意义。建立的相关概率地震危险性分析方法的技术框架对于提高我国的概率地震危险性分析水平和地震灾害预测水平具有重要的应用价值。     

基于SMS的UPS故障报警系统在地震信息网络中的实现与应用

为了解决不间断电源系统(UPS)的实时故障报警问题,提出一种手机短信报警的实现方法.该方法首先基于简单网络管理协议(SNMP),由网络管理站实时监控、接收UPS发生停电或故障时自动触发的Trap自陷信息,并生成UPS故障报警记录,然后基于SMS方式,由短信服务器将故障报警信息第一时间发送给网络管理员.最后通过模拟各类UPS故障成功自动触发手机短信报警,验证了设计的实用性和有效性.     

基于S变换的软阈值滤波在深地震反射数据处理中的应用

深地震反射原始单炮数据是非平稳的弱能量反射信号, 信噪比较低. 如何提高信噪比一直是深地震反射数据前处理中的一大难题. S变换是一种适用于分析非平稳信号的时频变换方法. 同其他分析时变信号的方法相比, S变换的基本小波不必满足小波在时间域均值为零的容许性条件, 它的时频分辨率与分析信号的频率有关, 且其在时间域的积分可以得到傅里叶频谱,其反变换也简单. 因此, S变换容易表示深地震反射信号复杂的时频特性. 本文在S变换的基础上, 利用软阈值滤波方法对深地震反射数据进行处理, 实验结果表明, 该方法有效地提高了信噪比, 压制了有效频带范围内的混频干扰, 突出了弱反射信号, 使得波组信息更加丰富, 有利于连续追踪有效反射波组和识别薄地层, 特别是提高了深部Moho界面反射层位的分辨率, 为深地震反射剖面后续处理和准确解释奠定了基础.     

应力释放模型的改进及其在研究台湾地区地震预测问题中的应用.

应力释放模型过去主要用于研究大范围历史大地震活动规律．本文对应力释放模型进行了改进，对其能否运用于区域更小、时段更短、震级更低的情况进行了探讨；以台湾地区近百年6级以上地震为例的研究结果表明，应力释放模型仍然适用．在回溯性的地震预测检验中，用改进的应力释放模型计算出台湾地区地震发生的条件概率强度，并用其预测6级以上地震的发震时刻．结果表明，其预测精度优于泊松模型．      

在确定潜在震源区中地震和地质资料的应用

在确定潜在震源区中如何应用地震和地质资料是编制中国地震烈度区划图(1990)的关键问题,包括如何利用地震和地质资料来勾划地震带和潜在震源区的范围和方向,以及确定本底地震和潜在震源区的震级上限     

应力释放模型的改进及其在台湾地区的应用

应力释放模型在地震活动性研究中多有应用。但无论是简单应力释放模型还是耦合应力释放模型在应用中都存在着一个共同问题,就是地震发生条件概率强度与地震活动性不同步。为解决这一问题,本文对应力释放模型做了进一步修改,在原应力释放模型的计算条件概率强度公式中引入了时间延迟因子,从而初步解决了地震发生条件概率强度与地震活动性之间不协调的矛盾。此外,在利用台湾地区地震资料考察新模型时发现,改进后的新模型比原模型更优,预测地震的效能更高;在发震时刻预测的回顾性检验中,改进后的耦合应力释放模型比原应力释放模型和泊松模型的预测精度有较大提高。     

地震场源应变前兆的区别及其在地震预报中的应用

本文以组合模式基础，用三维有限元方法计算了两个模型，主要研究结论是：（１）在发生大地震前，调整单元首先破裂，其应变随时间变化曲线呈准“λ”型；（２）在调整单元破裂后，积累单元破裂，其应变随时间变化曲线呈“λ”型；（３）在断层垂直方向上应变衰减很快，而沿断层走向方向上衰减很慢；（４）场区各单元的情况很复杂，其应变随时间变化的曲线呈非“λ”型。最后本文列举了一些有关“λ”型的震例，并利用结论（１）解释了几种前兆现象。     

A simple ground‐motion prediction model for cumulative absolute velocity and model validation

Cumulative absolute velocity (CAV) is an important ground motion intensity measure used in seismic hazard analysis. Based on the Next Generation Attenuation strong motion database, a simple ground‐motion prediction equation is proposed for the geometric mean of as‐recorded horizontal components of CAVs using mixed regression analysis. The proposed model employs only four parameters and has a simple functional form. Validation tests are conducted to compare the proposed model with the recently developed Campbell–Bozorgnia (CB10) model using subsets of the strong motion database, as well as several recent earthquakes that are not used in developing the model. It is found that the predictive capability of the proposed model is comparable with the CB10 model, which employs a complex functional form and more parameters. The study also corroborates previous findings that CAV has higher predictability than other intensity measures such as the peak ground acceleration. The high predictability of CAV warrants the use of the proposed simple model as an alternative in seismic hazard analysis. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于烈度指标的核电厂地震预警停堆参数研究

核电厂在遭遇超设计基准地震时需要考虑安全停堆,以避免造成核泄漏事故。采用地震动的峰值加速度参数(PGA)作为判别停堆的参数具有一定的局限性,PGA参数不能反映地震动的频谱和持时特征,因而可能引起不必要的停堆。针对此问题,基于我国本土大量实际强震记录,遴选出7种典型的工程相关地震动参数,进而基于地震烈度指标,分析发现地震动的标准累计绝对速度参数能更好地表征地震对核电厂的整体潜在破坏能力,适合作为判别停堆的参数,然后提出两种确定预警参数阈值的方法,最终建议考虑我国强震数据特征的核电厂判别停堆的预警参数阈值,为我国核电厂的地震安全停堆参数的确定提供了参考。     

Research on the Crustal Velocity Model of the Yunnan Region and Its Application

This paper selects the records of 7,412 earthquakes,each recorded by more than 10 stations in Yunnan between 2009 and 2014 to acquire the traveltime curves.Meanwhile,for improving precision,linear analysis,reduced traveltime curve and interval stability analysis are conducted focusing on the records of 83 earthquakes with M_L≥3.0 recorded each by≥80%of the stations,and by combining predecessors'research results,the initial crustal velocity model of the study area is obtained.By selecting 200 earthquakes with M≥3.0 occurring in Yunnan between 2010 and 2014,using the Hyposat batch location processing method to iterate the initial velocity model,and performing fitting to S waves layered velocity structure,we obtain the crustal velocity model for the Yunnan region,namely,the 2015 Yunnan model,with:v_(P1)=6.01km/s,v_(P2)=6.60km/s,v_(Pn)=7.89km/s,H_1=20km,H_2=21km,v_(S1)=3.52km/s,v_(S2)=3.86km/s,v_(Sn)=4.43km/s.Analysis on earthquake relocations based on the new model shows that most earthquakes occurring in Yunnan are at a depth of 10km-20km of the upper crust.The March 10,2011 M_S5.8Yingjiang and August 3,2014 M_S6.5 Ludian earthquakes are relocated,and the focal depths determined with the new model are respectively close to the precise positioning result and hypocentral distance to the strong motion stations at the epicenters,indicating that the new one-dimensional velocity model can better reflect the average velocity structure of the study area.     

新疆全区和分区地壳速度模型的分析

In this paper, we firstly analyze the ＂3,400 travel time table＂ used for a long time in Xinjiang Seismological Network to obtain the velocity structure models in accord with the table by fitting. Then we fit the velocity of all seismic phases recorded in Xinjiang region in January 2009 ~ December 2013. Simulation analysis is done on the reliability and stability of the velocities, and a concept is proposed for building subarea crustal velocity models according to partitioning of seismic cluster regions. The crustal velocity model suitable for the Yutian area is fitted with the data of all phases of seismic events within a radius of 1 ° around the 2014 Yutian Ms7. 3 earthquake since January 2009, and the model is applied to the relocation of the Yutian Ms7. 3 earthquake and determination of focal depths of the earthquake sequence.