农村住宅砌体结构地震破坏数值模拟研究

国内震害调查表明我国农村房屋在地震中破坏严重,主要原因是农村自建房屋大都缺乏基本抗震措施.近年来有关部门针对农村房屋的抗震性能提出一些改进措施,但这些措施实际抗震效果如何,除了极少数通过模型试验验证外,很少得到验证.本文建立了砌体结构非线性有限元分析模型,以一幢农宅为研究对象,通过地震时程反应来再现其在地震作用下的破坏状况.研究表明本文提出数值模型能够较好的模拟砌体结构在地震中破坏过程,发现结构抗震薄弱部位.通过对三种模型对比分析表明圈梁和构造柱可以有效提高砌体结构整体抗震性能,但对局部破坏影响不大,需要在以后抗震设计中加以考虑.     

黄土覆盖山地对岷县、漳县M_s6.6地震余震动力响应的影响

2013年7月22日岷县、漳县MS6.6地震发生后,我们立刻在极震区架设三台K2强震动记录仪器,以了解地震对黄土覆盖山地的影响.截至8月11日共获取地震记录172个（516条）,ML≥3.0的地震48个,最大震级ML4.4,最大加速度值65.9 gal.我们从永星台阵的强余震观测资料中,选取震级较大的余震记录进行分析,经过初步处理,分别读取各个台站的地表最大加速度值,由于观测地区的黄土覆盖层较薄,土质松软,永星村台、永星小学台这两个台的加速度记录,不能与大竜村台的记录直接比较,我们将观测记录进行傅里叶分析,统计其优势频率,展示部分典型记录的傅里叶谱发现,黄土对高频成分的吸收作用不可忽视,最大加速度值随震中距的增大而衰减迅速.在近场情况下,地表最大加速度对震中距十分敏感,所以无法直接对比不同地形对于地表加速度的影响,分析结果表明：大竜村台优势频率为5.2 Hz;永星村台优势频率为4.1 Hz;永星小学台优势频率为5.3 Hz,注意到位于山脚下的大竜村测点为基岩,加速度记录的优势频率自然较高,而位于山顶的永星村是黄土地基,但是此地的加速度记录的优势频率明显高于山腰记录,几乎与基岩台基的优势频率相当.宏观调查也表明：低频率、高烈度对于房屋的破坏力更大.ML3.8地震观测表明,地表加速度值随震中距的增大而迅速衰减,距离最近的大竜村台（基岩台址）获取的加速度记录北南向最大,另外两个分向的加速度记录也大于较远的两个流动台的记录.基岩台北南向比垂直向要大,和这次地震的震源机制（逆冲兼走滑）相关.地形影响依然存在,本次观测台阵中,位于山顶的永星村观测记录的傅里叶谱,明显高于山腰的记录,地表最大加速度值也稍高于山腰观测,由于地形相差不够大,规律性也不太明显.本次观测结果和以往在孤立山峰的观测情况略有不同,一是记录地震的震级偏小,而观测距离又偏近,震中距的影响可能超过地形因素的影响程度,所以其原因更加复杂,有待进一步研究.     

青藏高原及周边2001年以来三次特大地震引起的形变场分布特征

基于地壳黏弹模型在GPS观测资料和地震位错数据为约束条件下,应用有限元数值模拟方法对2001年昆仑山8.1级、2008年汶川8.0级和2015年尼泊尔8.1级特大地震引起的地壳形变分布特征进行了模拟计算,获得了地震位移场和形变场.这3次大地震分别发生在青藏高原的北部、东部边界和南部边界,尽管震级大小基本相当,但发震区域和发震断层性质都各不相同,其各自产生的地壳形变场分布特征存在明显的差异,主要表现为形变场区域大小、幅值大小等的差异,以及在不同地壳深度也存在明显的差异,这些差异主要取决于地震断层性质和地下介质结构的不同.通过模拟计算,可以进一步了解大地震产生的应力加卸载区分布特征,对预测未来地震发生区域范围提供重要参考依据.     

降低黄土液化势的改性技术分析

提出针对低黏性粉土等易液化土样采用酸化学改性方法。改性后的低黏性土液化试验曲线表明,在50~80 kPa动应力下孔隙水压力上升很小,应力降低很小。该方法能达到有效降低液化势,提高土体强度的目的。     

甘肃永登5.8级地震黄土震害特征及机理分析

对１９９５年甘肃永登５．８级地震极震区黄土覆盖处的震害现象进行了分类,大致将其分为出现震陷性断坎和发生小规模滑坡两种．利用电子显微镜和图象处理系统对震区的黄土试样孔隙结构性进行了定量分析．应用常规土工试验取得了该地区黄土的物性指标和湿陷、震陷性质资料．通过对上述室内试验资料的分析认为该地区的黄土孔隙大,在遇水条件下易发生震害．结合野外考察的总体认识和室内资料并注意到震区在临震时曾有过短时间暴雨的现象,将此次地震的震害原因归结为雨水在坡面下渗,在坡脚处上浸和对坡脚的冲蚀等,并对两种不同震害现象发生的机理作了分析     

甘肃武都典型夯土民房承重墙体抗剪强度试验研究

武都是甘肃省典型夯土民房使用地区.试验中使用武都当地常用土料,完全按照当地施工工艺夯筑两片夯土墙体试件,利用伪静力方法研究墙体抗剪强度.结果显示:(1)上覆荷载对夯土墙体的水平承载力和变形影响较大,随着上覆荷载从10 kN增加到18 kN,开裂荷载和极限荷载分别增加了217％和359％,极限顶点位移则降低了30％;(2)在水平往复荷载的作用下,夯土墙体始终沿着夯土层间水平和垂直接触裂缝处产生破坏,最终碎裂成块体.最后提出了使用铁丝网来加固现存夯土民房承重墙体的建议.     

黄土震陷研究及相关问题探讨

The research and achievements made on seismic subsidence of loess, obtained over the past 30 years, were reviewed. Seismic Subsidence of Loess （SSL） has been verified by microstructure characteristics, dynamic triaxial experiments, and in-situ explosion tests, and has become an important subject in the field of seismic loess engineering research. While, the research is still in the stage of theoretical study of saturated soil, and there are no representative cases of seismic subsidence of loess in historical earthquakes. It is difficult to express structure characteristics using microstructure morphology. While, soil mechanics are available methods for this. Seismic subsidence judgment is absolute in some certain value ranges for several parameters. Therefore, probabilistic judgment should be developed. The seismic subsidence ratio is estimated mostly by empirical formulas or semi- empirical and semi-theoretical formulas, which are based on laboratory data. These formulas are not established on the basis of physical process and mechanics of seismic subsidence, and this leads to more variables, complicated computation, and poor practicability. To solve these problems, we need to distinguish the main factors and corresponding variables, to establish a mechanics model for seismic subsidence estimation, and to characterize its physio-mechanical process. The key of anti-seismic subsidence treatment is to reduce the seismic subsidence property of soils, and to lower the interaction between the soil body and underground structures.     

基于有限元法的土坯民房地震响应分析研究

基于有限元法研究了土坯民房的地震响应特征,提出了实施土坯民房震害防治的对策性建议。地震动由结构底部向上传播时,低频部分被墙体吸收,水平加速度逐渐增大,揭示了低破坏性地震动损伤土坯民房屋盖系统、高破坏性地震动损坏土坯民房承重构件,进而导致整体结构损毁的动力机制。砖柱（木柱）承重土坯民房的地震响应大于墙体承重土坯民房,后者最大剪应力集中在中间开间的横墙和纵墙的连接处,最大主应力集中在中间开间的横墙上;前者最大剪应力集中在横墙和柱的连接处,最大主应力集中在中间开间的柱体上部。由于2种结构类型土坯民房的薄弱环节有所不同,地震时的致灾原因亦存在差异。     

GIS支持下的黄土高原地震滑坡区划研究

分析了影响黄土滑坡的各项影响因子,利用层次分析法(AHP)确定各影响因子的权重。在GIS支持下,建立包括各因子图的空间数据库,对各因子进行分级赋值,然后进行因子加权叠加分析,完成三种超越概率下(50年超越概率2%、10%和63.5%)黄土高原地震滑坡区划图。黄土地震滑坡灾害最严重地区一个是宁夏南部及与其相邻的甘肃白银地区,另一个是甘肃天水地区。