汶川强余震流动观测与典型余震记录分析

2008年5月12日汶川大地震发生后,我国大陆的固定强震动台网获得了大批的主震加速度记录,中国地震局同时迅速组织开展了余震强震动流动观测任务.通过结合汶川地震余震趋势及其空间分布特征,此次流动观测沿龙门山断裂附近布设了59台强震动仪器,观测期间发生了超过万余次的余震,并获得了3000多组3分量的强余震记录.本文选取了4次震级为6.0左右的较强余震中获取的强震动记录进行简要谱分析及衰减关系对比,旨在为进一步结合主震记录,研究近场地震动特性、地震动衰减规律等地震工程相关的科研工作提供宝贵的基础资料.最后本文针对此次流动观测部分记录出现的异常现象进行初步探讨,给出了两种解释原因.汶川地震的流动观测充分表明,在大地震发生后,及时有效地开展强震动流动观测是十分必要的.     

典型场地在不同地震动输入水平下的反应

强震动作用下场地土的非线性对地震动反应特征影响明显。场地土的非线性效应首先是由岩土工程学家在室内试验中发现的,继而地震学家在强震动记录分析中亦发现了场地土的非线性效应。一般来讲,随着地震动输入强度增加,场地土非线性效应越明显。但对于不同场地类型,相同地震动水平作用下,场地土非线性效应是不同的。针对这一问题,选择了几个典型场地,采用等效线性化方法分析了不同地震动强度作用下各类场地土的非线性效应,并提出了一种以场地等效剪切波速随地震动输入水平变化为依据的场地土非线性效应确定方法,且定义当等效剪切波速变化率不足20%时,场地地震反应分析可不计入场地土的非线性效应。     

基于汶川MS8.0地震强震动记录的山体地形效应分析

2008年汶川M_S8.0地震中, 固定和流动地形影响台阵记录到大量主余震记录, 本文通过对其均方根加速度、 相对持时、 频谱等要素进行分析, 讨论了山体地形效应的特征及其影响因素. 对于自贡西山公园地形台阵各测点的分析结果显示: 该台阵山脚基岩位置地震动的均方根加速度和相对持时明显低于山体周边土层场地和山体基岩测点; 随着高程的增加, 山体基岩测点的均方根加速度逐渐变大, 相对持时则变化不大, 傅里叶谱形状也大体一致, 在2.0—5.0 Hz频段内有所放大; 山体周边土层场地和山体地形对于相同地震动输入中不同频段内地震动能量的放大水平不同, 从而导致二者的地表地震动强度产生显著差异, 且前者对地震动持时的增加更加显著.      

越洋海啸的数值模拟

破坏性海啸基本上都是越洋海啸,如1960年智利海啸、2004年苏门答腊海啸。越洋海啸的传播机制与近场海啸不同,进行数值模拟所采用的数学模型也不同。本文分析比较Boussinesq方程和线性浅水方程,选用后者作为进行越洋海啸数值模拟的数学模型,基于有限差分法,运用蛙跃格式求解微分方程。以2004年苏门答腊海啸作为算例,把计算结果与NOAA和NGDC的计算结果进行对比,验证本文的数学模型和计算方法的可靠性,为以后进一步的海啸危险性分析和海啸预警等研究工作提供技术支持。     

滦县ML=4.8地震的局部多台数字记录

据中国数字地震台网测定,2004年1月20日16时34分11.9秒在滦县发生了ML=4.8的地震,震中位于东经118.77 °,北纬39.71°,震源深度H=10km.尽管地震造成的破坏轻微,但有感范围较大,在秦皇岛市、青龙县、北京市、廊坊市、天津市等地均有震感.这次地震使震中及其附近地区的5台数字强震仪触发,记录了5组3分量数字加速度记录.本文对这次地震事件、地震地质概况作了简要介绍,并就台站(阵)基本背景资料、数字强震仪主要技术指标作了详细说明.最后,对获取的15条数字加速度记录作了初步处理分析,如基线校正、加速度峰值计算、傅里叶谱及反应谱计算等.     

板块俯冲中水分运移过程及其地球物理含义

流体/水分在地球演化过程中具有重要作用,它的存在可以提高地质体的扩散及蠕变,降低岩石/地幔的固液相限,对地质体的地球物理性质、地质灾害诱发、地质构造演化等都有着重要的作用.在板块俯冲区,流体/水分的影响贯穿了整个动力学过程,但板块深部脱水还存在着争议,且目前系统地研究水分在整个俯冲中的迁移过程及其地球物理意义的工作还较少.本次研究以我国东北地区为例,借助于地球动力学数值模拟,利用二维岩石化学-热-力学耦合的数值计算程序,建立西太平洋板块向欧亚大陆岩石圈俯冲的数值模拟模型,模拟了板块俯冲整个连续动力学过程中流体/水分的迁移过程.模拟与分析结果表明,板块俯冲过程中水分的迁移过程可分为三个阶段：洋壳水化、板块浅（中）部脱水、板块深部脱水.进一步揭示了洋壳水化过程中水分渗流通道形成、水分渗流以及板块及地幔物质水化反应的机制;解释了板块浅（中）部脱水过程对火山岛弧、弧后盆地及低速异常带形成的作用,以及对~410 km不连续带的影响;模型演化过程中观察到的板块深部脱水现象说明了存在板块深部脱水的可能性,而且板块深部脱水可以较好地解释部分内陆火山以及部分地区地幔柱（岩浆羽）和深源地震的成因.研究展示了板块俯冲过程中水分运移的地球物理意义.

     

连续刚构高低墩桥受力和变形分析

首先介绍研究高低墩特性的目的及意义,并对国内外关于高低墩动静力特性的研究现状进行概述;然后借助有限元软件ABAQUS建立5种不同高度的桥墩模型,并对其分别进行模态分析,提取其自振频率以及振型,分析其自振特点,再沿两个方向分别输入3组不同的地震动,对比分析结构的位移和加速度响应。研究表明：对于同一阶模态,桥墩高度的减小会导致其自振频率呈现增大的趋势;桥墩高度的变化会对较高阶振型产生影响;桥墩高度的减小可以显著减小结构的位移和加速度响应;地震动输入的不同带来的结构的位移响应和加速度响应的差异十分显著。     

汶川8.0级地震滑坡、崩塌机制

本文总结了汶川8．0级地震引起的滑坡、崩塌的破坏特征,分析了地震地质灾害的外因和内因。鉴于本次地震导致的大量人员伤亡和巨大的财产损失,在进行城镇灾后重建工作或类似山区城镇规划时,强烈建议进行地震地质灾害评估工作。     

汶川M_s 8.0级地震强震记录所揭示的地震断层特征分析

基于2008年5月12日汶川Ms8.0级地震的强震台站记录,对比发震断层两侧的峰值加速度与地表破裂带上同震位移的分布特点,探讨了地震动强度分布特征与地表破裂位移分布之间的相关关系。分析近断层典型台站的强震动记录时程特征,获得了强地震动记录中所包含的断层破裂过程和破裂习性信息,从强震观测记录的角度进一步证实了汶川地震主震的多次破裂特征。结果表明,汶川地震主震至少包含了4次地震破裂事件,最主要的前两次破裂事件分别对应映秀—北川断裂段和北川—南坝断裂段的破裂过程,后两次破裂事件释放的能量相对较小,应该是第二次破裂过程触发局部次级破裂所引起的。此外,垂直于断层的峰值加速度剖面揭示的发震断层的高倾角逆冲特性,与地震地质调查和小震精定位等确定的相应结果是一致的。     

基于功能试验的加速度传感器性能评价

以二阶系统的动力方程为基础,计算不同固有频率和阻尼比下的传感器功能试验响应,讨论功能试验响应随频率和阻尼比的变化,给出了依据功能试验响应确定传感器固有频率和过冲响应比的计算方法,继而统计回归得到过冲响应比随阻尼比的变化关系式.基于传感器的频率响应分析,讨论阻尼比对传感器的幅频特性和相频特性的影响,认为阻尼比在0.68-0.70范围内传感器具有最佳的幅频与相频特性.最后,以传感器自振特性确定方法及性能评价分析为基础,提出基于功能试验的力平衡式加速度传感器性能评价方法,并通过实例对典型传感器的性能进行评价.