地应力测量的非弹性应变恢复法及应用实例

岩芯非弹性应变恢复法是近年来发展起来的比较经济有效的深部地应力测量方法,汶川5.12地震后,我国大陆首次将该方法应用于汶川地震断裂带科学钻的地应力测量.本文简述了该方法的原理、计算方法和汶川地震科学钻一号孔的典型结果.给出了一号孔在所测深度之处的三个主应力的大小和方向.三个主应力中,最大主应力和中间主应力近于水平,最小主应力近于直立.最大主应力方向为北西.在746 m深度,三个主应力的大小为25.2 MPa,21.5 MPa,18.5 MPa.这种应力状态可使龙门山断层产生逆冲兼右行走滑运动,与汶川5.12地震的断层运动一致.该方法得到的结果与震源机制解及其他地应力测量方法得到的结果吻合.测量结果表明,非弹性应变恢复法具有较大的实用价值.特别是在较大深度的钻孔和地层较破碎的复杂地质条件下,应力解除法、水压致裂法等难以实施时,此方法仍有可能获得较可靠的地应力数据,适应性更强.     

全干涉成像的微地震定位方法研究

基于偏移成像的微地震定位方法由于可避免走时拾取误差以及可实现自动化定位等优点被广泛应用.绕射叠加方法将能量沿走时曲线聚焦到空间网格点上,进行成像时需要搜索发震时刻.干涉成像方法利用互相关提取的走时差信息可避免搜索发震时刻,但定位结果受数据信噪比的影响较大.为了进一步提高干涉成像法的定位精度,本文提出一种同时使用互相关和自相关道集的全干涉成像方法,增加的自相关道集提取的S-P走时差可降低震源-检波器方向的定位误差,提高定位精度.单井监测的理论测试和实际数据的研究结果表明,全干涉成像的定位精度高于仅使用互相关道集的干涉成像方法,同时计算效率高于绕射叠加方法.

     

盾构隧道抗震分析的整体强制反应位移法适用性研究

整体强制反应位移法采用土-结构相互作用模型,将地震作用下的土层位移以强制位移的方式施加到整个土层上,从而计算结构在地震作用下的响应。本文以天津某地铁盾构隧道为例,采用整体强制反应位移法进行地铁盾构隧道结构的抗震分析计算。为了验证该方法在复杂软土场地下盾构隧道结构抗震分析中的适用性,以时程分析法为基准,对比分析整体强制反应位移法、反应位移法和时程分析法3种方法计算出的盾构隧道结构内力图和内力峰值。研究表明,整体强制反应位移法具有较好的适用性及易操作性,具有较高的计算精度,是一种方便有效的抗震设计拟静力方法。     

Relative energy zero ratio-based approach for identifying pulse-like ground motions

Pulse-like ground motions are capable of inflicting significant damage to structures. Efficient classification of pulse-like ground motion is of great importance when performing the seismic assessment in near-fault regions. In this study, a new method for identifying the velocity pulses is proposed, based on different trends of two parameters: the short-time energy and the short-time zero crossing rate of a ground motion record. A new pulse indicator, the relative energy zero ratio(REZR), is defined to qualitatively identify pulse-like features. The threshold for pulse-like ground motions is derived and compared with two other identification methods through statistical analysis. The proposed procedure not only shows good accuracy and efficiency when identifying pulse-like ground motions but also exhibits good performance for classifying records with high-frequency noise and discontinuous pulses. The REZR method does not require a waveform formula to express and fit the potential velocity pulses; it is a purely signal-based classification method. Finally, the proposed procedure is used to evaluate the contribution of pulse-like motions to the total input energy of a seismic record, which dramatically increases the seismic damage potential.     

2008年汶川MS8.0地震前龙门山—岷山构造带的地震活动性参数与地震视应力分布

本文利用四川区域台网最近30多年的地震资料,计算了2008年四川汶川MS8.0地震前沿龙门山—岷山构造带的多个地震活动性参数(包括震级-频度关系中的a、b与a/b值,复发间隔Tr值),同时,计算了震前2年多的时间内ML≥3.5地震的视应力. 在此基础上分析了地震活动性参数值和地震视应力的空间分布与汶川主震破裂范围、MS≥5.0余震分布的关系. 主要结果表明:①汶川地震前,沿龙门山—岷山构造带的地震活动性参数与地震视应力的分布均存在显著的空间差异. 其中,龙门山断裂带中-北段的绵竹—茂县段与江油—平武段具有远低于区域平均值的显著异常低b值、低a值、相对较高a/b值以及较小复发间隔Tr值的参数值组合,反映这两个断裂段在汶川主震之前已处于高应力闭锁状态,且发生强震的概率明显高于其他段落. 这两个段落成为汶川主震破裂的中心段落和破坏严重的地段; ②汶川地震前,位于前述两断裂段之间的龙门山断裂带北川段具有较高的b值与a值、较低a/b值的参数值组合,显示出应力积累水平不高的状态. 汶川主震后,北川断裂段的余震强度与频度均偏低,缺少MS≥5.0的余震; ③地震活动性参数与视应力显示汶川地震之前龙门山断裂带南西段的应力积累水平明显低于中-北段,这种差异可能与汶川主震破裂沿断裂带中-北段呈北东向单侧扩展有关. 另外,地震活动性参数值组合也反映龙门山断裂带南西段近期发生大地震的可能性较小.     

饱和黄土液化后强度与变形特性的试验研究

采用MTS810动三轴试验仪,用二氧化碳+脱气水循环渗流法对重塑黄土进行饱和,进行了一系列对石碑塬滑坡区饱和黄土液化后变形特性试验。考虑干密度和初始有效围压对黄土液化后变形特性的影响,将液化与未液化黄土在单调静荷载作用下的应力-应变曲线进行对比。实验结果表明:利用二氧化碳+脱气水循环渗流法可以使重塑黄土饱和取得较好的效果;饱和石碑塬黄土具有明显的液化特征,在强震作用下发生液化,液化后强度大大衰减,应力-应变曲线呈弱硬化型,分为两个阶段;干密度和初始有效围压对液化后黄土的强度有一定影响,初始有效围压与不排水强度呈拟合度较高的线性关系,初始有效围压越高,液化后不排水强度越大。     

2014年云南景谷6.6级地震前后活动能量场分析

本文将地震释放能量作为地震活动场的基本要素, 采用自然正交函数展开方法, 系统研究2014年景谷6.6级地震震中区域地震活动能量场的时空特征。 结果表明, 景谷6.6级地震前能量场的前4个主要特征值对应的典型能量场时间因子都出现明显上升变或下降异常, 空间等值线形成局部能量高值异常危险区, 可能是景谷 6.6级地震空间异常的中短期特征。 我们还进一步研究了景谷6.6级地震前后空间异常随时间的演变, 给出了异常发展变化模式, 最后应用研究地震资料的累积次数从物理角度解释异常形成的机制。     

宁夏及邻区地震活动能量场时空变化特征

运用随机函数理论,将宁夏及邻区地震活动能量场看作时间和空间的随机函数,用自然正交函数展开方法,系统研究宁夏及邻区主要典型能量场的时间权重系数变化曲线以及典型能量场的空间等值线图。结果发现,目标曲线较大幅度的升、降变化预示了可能发生中强地震的时间段,而等值线图的高值变化（危险区）对应了可能发生中强地震的区域。     

大连地区场地土动力学参数初步研究

通过收集近年来大连地区地震安全性评价报告中土动力学参数的实验资料,统计分析粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粘土、中砂、碎石、回填土和全风化板岩等7类土的实测动力学参数,给出了它们的动剪切模量比和阻尼比的统计值.然后,选取典型钻孔并建立了土层地震反应分析模型,分别运用本文统计值、94规范值(即原大连地震小区划的土动力学参数值)和袁晓铭等(2000)的推荐值进行土层地震反应计算,并将计算结果中的地表峰值加速度和反应谱形状进行了比较.结果表明,本文的统计值与袁晓铭等( 2000)的推荐值非常接近,而与94规范值有很大的差别.