隧道工程地震易损性分析研究综述与展望

易损性分析是隧道工程领域防震减灾研究的重要方法。首先,详细综述了国内外隧道地震易损性研究历史与现状;其次,归纳了国内外隧道地震易损性分析主要方法,并总结了各种方法的实际适用性;接着,提出了隧道地震易损性评估步骤,并且讨论了以数值模拟为主要手段的理论易损性曲线建立中的3个关键内容:(1)输入参数确定;(2)破坏状态分级;(3)相关不确定性参数计算;最后,指出该领域一些亟待解决的问题和未来研究发展的方向。结果表明:隧道地震易损性分析能通过考虑相关不确定性因素,反映了隧道在地震荷载作用下的性能,有利于未来的风险评估和损失估算,对基于性能的隧道抗震设计的发展具有重要意义。     

中华蚊母树(Distylium chinense)幼苗对秋、冬季淹水的生长及生理响应

为阐明三峡库区岸生植物中华蚊母树(Distylium chinense)幼苗对水淹的耐淹机理,通过设置对照组(CK)、半淹组(PF)、全淹组(CF)3个水淹处理,模拟库区消落带秋、冬季淹水情况,研究中华蚊母树幼苗在不同水淹时间和深度下的生长及生理生化特性.结果表明,淹水显著影响中华蚊母树幼苗的生物量,水淹150 d后,PF组植株和CF组植株根、茎、叶生物量均呈显著降低趋势,同时受水淹影响,植株根冠比也显著降低;中华蚊母树幼苗在水淹前90 d 2组水淹处理植株叶片丙二醛(MDA)含量均与CK组植株差异不显著,水淹120 d后,中华蚊母树幼苗叶片MDA含量显著增加,且随着水淹深度的增加而逐渐升高;可溶性蛋白在各水淹处理中的变化有所差异,水淹前60 d,淹水并没有影响CF组植株可溶性蛋白含量,但从水淹90 d开始,CF组植株可溶性蛋白含量有所上升,而PF组植株可溶性蛋白含量在整个淹水期间均与CK组植株差异不显著;2组水淹处理植株脯氨酸在水淹前期均显著上升,但自水淹90 d后逐渐下降至CK组水平;与MDA对水淹的响应一致,水淹前期PF组和CF组植株抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶)均没有出现明显影响,但水淹后期2组水淹处理植株抗氧化酶活性均显著升高;可溶性糖含量在不同水淹处理下有所差异,PF组植株叶片可溶性糖含量在整个淹水期间均与CK组植株差异不显著;而CF组植株叶片可溶性糖含量随着水淹时间的延长逐渐降低.研究证明,中华蚊母树幼苗生长及生理特性对秋、冬季水淹环境具有一定的调节能力,是中华蚊母树幼苗能够在库区消落带存活生长的一个重要原因.     

生态最相关水文指标的优选及其在洞庭湖环境流量估算中的应用

水文改变指标(IHA)能够较为全面地描述水文状况,在评估水文情势改变及其生态系统影响方面具有广泛的应用.尽管该指标体系较为完善,但是数量众多的水文变量仍然存在信息冗余问题.根据洞庭湖城陵矶水文站1955-2014年的径流量数据,采用主成分分析(PCA)筛选了生态最相关水文指标(ERHIs),结合ERHIs改进了用于估算环境流量的变化范围法(RVA),并将其应用在洞庭湖出口的环境流量估算中.基于PCA选取了年最大90日流量、年最小3日流量、年最小流量出现时间、3月流量、6月流量、流量逆转次数和低流量年内平均历时7个变量作为洞庭湖出口的ERHIs.纵向和横向的对比分析都表明选取的ERHIs是合理的.ERHIs不仅有效缓解了IHA的冗余性问题,还有利于抓住最关键的生态水文变量.根据ERHIs改进的RVA方法在设定洞庭湖出口环境流量时,极大地简化原来的众多管理目标,对生态水文研究、水资源管理和生态保护都具有重要的参考价值和借鉴意义.     

中甸-大具断裂南东段晚第四纪活动的地质地貌证据

中甸-大具断裂南东段位于哈巴和玉龙雪山北麓,属于川西北次级块体西南边界,断裂总体走向310°~320°,是一条重要的边界断裂。了解该断裂的活动性质、活动时代和滑动速率等对分析川西北次级块体运动,研究该断裂与玉龙雪山东麓断裂的交切关系等问题具有重要意义。文中基于1︰5万活动断层地质填图,对断裂沿线地层地貌、陡坎地貌、地表破裂、典型断层剖面以及河流阶地等进行了详细的研究。研究表明:1)中甸-大具断裂南东段按几何结构、断错地貌表现、断裂活动性可分为马家村—大具次级段和大具—大东次级段。2)通过野外地质调查发现,马家村—大具次级段断错了全新世冲洪积扇,形成了地表破裂,为全新世活动段;而大具—大东次级段虽然也断错了晚更新—全新世地层,但其断错规模及滑动速率均较小,由此认为其全新世以来活动较弱。3)通过分析断裂沿线断层陡坎、水平位错及地表破裂等地质地貌问题,认为马家村—大具次级段的活动性质为右旋走滑兼正断,其晚更新世以来的垂直滑动速率为0.4~0.8mm/a,水平滑动速率为1.5~2.4mm/a;大具—大东次级段以右旋走滑为主、正断为辅,其晚更新世晚期以来的垂直滑动速率为0.1mm/a。4)在大具盆地内发现的NW向地表破裂带的形成时代很年轻,不排除是1966年中甸6.4级地震或1996年丽江7.0级地震造成的地表破裂。     

饱和软土自由场地地震反应特性振动台试验

为了解软土自由场地地震反应特性,开展饱和软土自由场地地震反应特性大型振动台模型试验。分别从模型体系自振特性、震陷位移及不同土层深度测点的加速度、动孔压比等动力响应指标方面,较为深入和全面地分析饱和软土自由场地地震反应规律、破坏机理。同时还分析模型箱的"边界效应"以验证试验土箱的合理性、有效性和测试仪器性能,并由此进一步确定模型地基有效工作区域。研究表明:(1)地震动作用下,饱和软土自由场地特征频率降低,阻尼增大;(2)饱和软土自由场地对水平输入地震波具有短周期滤波、长周期放大效应,且强震作用下地基失效并表现为减隔震作用;(3)饱和软土自由场地动孔压比优势区域位于浅埋土层,并随着输入地震动强度的增大,该区域动孔压比优势逐渐减弱。该研究可为非自由软土场地试验研究提供必要的技术经验。     

特高压互连电气设备减震性能振动台试验

为研究铅金属减震器对特高压互连电气设备的减震效果,进行由硬管母线连接的特高压避雷器设备和电容式电压互感器设备组成的互连耦合体系的地震模拟振动台试验。通过白噪声扫频、抗震及减震试验,测定互连耦合体系抗震结构及减震结构的自振频率以及关键部位的应变、加速度响应。试验结果表明:抗震结构中避雷器设备的最大应变响应大于互感器设备,互连耦合体系中的避雷器设备属于易损设备;安装减震器后互连设备频率降低幅度较小,减震器基本不会影响电气设备的正常运行;安装减震器后互连耦合体系中的避雷器设备和互感器设备在较大峰值加速度地震波作用下,设备顶端加速度响应和最大应变响应均有较大幅度的降低,避雷器设备和互感器设备的最大应变响应的减震效率分别为75%和50%,减震效果显著,减震器的应用大幅提升了互连耦合体系的抗震能力。     

云南中甸-大具断裂上新发现的地震地表破裂带

中甸-大具断裂是川滇菱形块体的西南边界,总体走向310°—320°。近年来我们对该断裂进行了1:50000条带状地质填图,发现了断裂活动的地质地貌证据。其中,在丽江大具盆地内（金沙江右岸）沿断裂新发现一处典型地震地表破裂带,长约600m,宽120m左右,主要表现为地表挤压鼓包、挤压垄脊、张裂缝、挤压阶区等,呈NW走向,与中甸-大具断裂走向基本一致。野外工作中,我们详细记录和测量了地表破裂的破裂样式、破裂规模和相关定量数据,利用旋翼无人机测绘了地表破裂带的形态和展布,获得了高精度DEM,分析了地表破裂表现出的运动性质。在已有资料的基础上讨论了地表破裂的形成时代、归属、震级大小,简要分析了其发震断层。新地震地表破裂带的发现为进一步研究中甸-大具断裂活动特征、古地震及地震危险性提供了基础资料。     

Application of Avaatech X-ray fluorescence core-scanning in Sr/Ca analysis of speleothems

Application of X-ray fluorescence core-scanning(XRF-CS) on both marine and lake sediments has achieved remarkable results. However, its application has not been widely extended to the research on speleothems. In this study, we measure the Sr abundance and the Sr/Ca ratios of three stalagmites(two aragonite stalagmites, one calcite stalagmite) using the state-of-the-art fourth-generation Avaatech high-resolution XRF core scanner. Through comparisons among different scan paths and among different scan resolutions, as well as comparisons with inductively coupled plasma optical emission spectrometer(ICP-OES), Itrax XRF, and Artax XRF results, we confirm that the Avaatech XRF core scanner could precisely, quickly, and nondestructively analyze the high-resolution Sr abundance of speleothems. Furthermore, we combine the stalagmite δ~(18)O records to explore the paleoclimatic significance of the measured stalagmite Sr/Ca.     

基于特大地震发生率的川滇地区地震危险性预测新模型

川滇地区是我国地震危险性较高的地区之一.本文基于对特大强震的风险性考虑,使用全球地震模型OpenQuake软件,建立了川滇地区地震危险性预测新模型.首先根据构造特征划分多个震源分区,并整理出这些震源分区内断层活动特征与滑动速率;基于震源分区和断层模型,使用GPS应变率转换成的锥形古登堡-里克特关系作为整个区域的地震积累率,并允许超过历史最大震级的特大地震的出现,结合活动断层滑动速率所积累的地震发生率,给出震源分区内断层地震源和背景地震源的地震发生率的比率分配关系;在活动断层分段上,保留了大型断裂或其主要部分,没有根据小的阶区来对断层进行详细分段,以便分配特大地震发生率;并使用地震率平滑方法分配背景地震发生率.最后在OpenQuake中加入地震动预测方程,计算出了川滇地区的PGA分布图,为区域地震危险性提供科学依据.     

浅水分潮对海岸潮致地下水波动特征的影响

基于一维Boussinesq方程,在斜坡海岸边界条件中考虑了半日潮及其浅水分潮的综合作用,应用摄动法得到了方程的二阶解。通过与现场实测资料和数值解的比较,分析了浅水分潮对海岸潮致地下水波动特征的影响。分析结果显示,考虑浅水分潮后,方程数值解能较好地反映实测的潮致地下水波动基本特征;方程各阶摄动解虽与现场实测数据有一定误差,但基本上能反映其波动的趋势性特征。研究结果表明,浅水分潮对海岸潮致地下水波动振幅及其超高值的影响比较显著,也能较好地改善相位上的偏移,因此在对海岸潮致地下水波动特征进行研究分析时,应该考虑浅水分潮的作用。