阪神地震中大开地铁车站震害机制数值仿真分析

1995年阪神地震中,神户市的地下结构遭受了严重的破坏,尤其是地铁车站的破坏最为严重,其中大开地铁车站有一半以上的中柱发生坍塌,导致地面坍塌近2.5 m。对大开地铁车站的震害进行了全面地描述,基于大型商用有限元软件ABAQUS,采用在该软件上二次开发的土体非线性黏弹性动力本构模型模拟土在循环荷载作用下的动力特性,采用黏塑性动力损伤模型模拟混凝土在循环荷载作用下的拉、压应力-应变关系,对大开地铁车站的非线性地震反应进行了数值仿真分析,给出了破坏演化过程,把有限元分析的结果与大开地铁站的实际震害现象进行了对比,结果表明：数值仿真分析结果能够合理地解释大开地铁车站的主要震害现象,建模方法能够被用来进行地下结构的非线性地震反应分析。     

四川汶川MS 8.0大地震地表破裂带的遥感影像解析

2008年5月12日发生于四川盆地西部龙门山断裂带的汶川MS 8.0级大地震造成巨大的人员伤亡和财产损失,并形成了空间上基本连续分布的地表破裂带（地震断层）。根据地表破裂带的解译标志及影像特征,我们充分利用震后中国科学院航空遥感飞机所获取的高分辨率航空遥感图像以及我国台湾福卫-2卫星遥感图像进行详细解译分析,并结合震后的多次野外科学考察与验证,初步查明了四川汶川MS 8.0级大地震所产生地表破裂带的空间分布特征。遥感解译分析表明汶川大地震产生的地表破裂带总计长约300 km,其几何学特征十分复杂,主要沿先存的NE走向活动断裂带呈不连续展布;变形特征以逆冲挤压为主兼具右旋走滑分量。按同震地表破裂带所在断裂带位置,可将其分为两条： 中央地表破裂带：沿映秀-北川断裂带分布,从西南开始呈北东向延伸至平武县水观乡石坎子北东一带,长约230 km,最大垂直位移量达6.0 m左右,最大右旋水平位移达5.8 m;山前地表破裂带：沿灌县-安县断裂带分布,由都江堰市向峨乡一带开始呈北东向延伸至安县雎水镇一带,长约70 km,以逆冲挤压为主,最大垂直位移量可达2.5 m。此外,遥感图像分析还表明上述地表破裂带与地质灾害分布在空间上具有十分密切的相关性,因此,挤压逆冲-走滑型地震断层的致灾效应研究是未来应该加以重视的研究课题。     

顺层岩质边坡预应力锚索抗震加固机制研究

将顺层岩质边坡的层面考虑为弱面,将其等效为等间距共线多节理的力学模型。预应力锚索加固边坡的锚固模型等效为平面有限宽度岩体节理问题。并将初始应力和地震荷载引起的附加动应力视为远场作用,锚固边坡的受力问题视为远场作用效果和节理面集中力作用效果的叠加。根据叠加原理计算地震荷载作用下裂纹端部应力强度因子,发现位于裂纹端部的预应力锚索能大幅度降低I型裂纹的应力强度因子。以应力强度因子作为岩体的压剪破坏判据解释顺层岩质边坡预应力锚索的抗震加固机制,能很好地解释汶川地震边坡破坏特点。     

Mesoproterozoic Earthquake Events and Breakup of the Sino-Korean Plate

In the Mesoproterozoic time, the northern part of the Sino-Korean Plate experienced a period of intensive tectonic extension and breakup. 1. An abundance of sedimentary earthquake records is preserved in the Chuanlinggou, Tuanshanzi and Gaoyuzhuang formations in the Mesoproterozoic Changcheng System （1800-1400 Ma） and in the Mesoproterozoic Wumishan Formation of the Jixian System （1400-1000 Ma）. These earthquake records are characterized by various liquefied sand-veins, carbonate microspar and coarser spar veins, limestone dikes, liquefied breccia and various forms of liquefied contorted bedding. This deformation is always associated with synsedimentary faults and igneous activity. 2. Three liquefaction models for soft carbonate sediments are recognized, including liquefaction in laminated carbonate rocks, liquefaction in thin-bedded carbonates and large-scale liquefaction along huge carbonate dikes. 3. Based on the record of earthquake and volcanic activities, the Sino-Korean Plate experienced at least twice intraplate breakups. One occurred between 1800-1400 Ma, and the other occurred at about 1200 Ma. The last breakup resulted in formation of the Yan-Liao aulacogen, a tectonic zone characterized by deeper material vibrancy, active faults, major igneous activity and frequent earthquakes.     

地震作用下黄土边坡动力响应数值分析

利用FLAC3D软件对某三级黄土边坡进行了动力反应分析。首先分析了静力作用下该黄土边坡剪应变增量和坡面、坡内、坡顶不同监测点的位移;在此基础上进行动力分析,得出黄土边坡地震动力响应规律。研究结果表明,静力作用下坡面上水平向位移明显大于垂直向位移,水平向位移从坡底向上逐渐减小;坡面处位移较大,位移在每级坡坡脚稍向上一定范围内达到最大值;地震作用下黄土边坡剪应变增量由坡脚稍向上部位开始向周围扩展,范围明显增大,且随地震持时的增加剪应变增量增幅较大;塑性区变化显示该黄土边坡坡顶以拉破坏为主,坡脚稍向上开始以剪破坏为主并伴有拉破坏。黄土边坡对地震波具有临空面放大效应,地震波在坡体内传播过程中还具有滞后效应     

全球5.0级以上地震活动与地球自转变化的Granger因果关系检验

采用国际地球自转服务中心(IERS)发布的日长变化(Length of the Day,LOD)数据和美国国家地震信息中心(NEIC)公布的地震目录中的震级在5.0级(含5.0级)以上的地震数据,对1973年以来的每日地球自转变化时间序列与地震时间序列之间的Granger因果关系进行检验,结果表明:地球自转变化与地震之间存在着双向Granger因果关系,即地球自转变化可能导致地震发生,地震也会对地球自转变化产生影响,检验结果暗示了两者之间可能存在着复杂的动力机制。     

大兴安岭-燕山晚中生代岩浆活动与俯冲作用关系

本文通过对华北的大兴安岭－燕山地区晚中生代火山－深成岩岩石化学、同位素地质学的分析,认为该地区岩浆的形成和演化与板内伸展环境下的底侵作用有关,而与太平洋板块俯冲无直接的成因联系。本文展示了较高分辨率的日本海沟－长白山－蒙古额尔德尼查干的地震层析图像,揭示了太平洋俯冲板片的形态特征;再结合对俯冲时间及俯冲作用与岩浆作用时差的研究,进一步证明板块俯冲与研究区的岩浆活动无直接关系。最后通过底侵作用年代学的研究,将大兴安岭－燕山中生代岩浆活动与层析图象显示的大陆板内软流圈上涌体联系起来。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔强缩径地层钻进工艺研究

介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔强缩径地层钻进的技术问题。在分析地层缩径机理和影响因素的基础上,提出了强缩径地层的钻进工艺措施。措施在WFSD-4孔中实施取得了显著的效果。     

山东济南下寒武统朱砂洞组软沉积变形中燧石的Sm-Nd年龄测定及其意义

在济南南部下寒武统朱砂洞组丁家庄段硅质白云岩中,发育地震引起的硅质触变脉、硅质触变沉陷构造和触变楔等软沉积变形构造。从同一地震触变沉陷构造中,采得一组灰黑色燧石样品。使用英国VG354同位素质谱仪和同位素质谱分析方法,测得每个样品的 ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd 和 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 同位素值。采用Sm-Nd 等时线法,对燧石进行了测年。获得燧石的成岩年龄为530.8±6.1 Ma,由于软燧石(硅胶体)成岩至少经历了0.1 Ma的时间,所以,地震沉积事件发生在530.7±6.1 Ma,属早寒武世早期。由于测年结果与沧浪铺阶的下界年龄接近,山东朱砂洞组丁家庄段无化石且河南省标准地层剖面中的整个朱砂洞组属沧浪铺阶,这暗示济南地区朱砂洞组丁家庄段属沧浪铺阶。本次测年得到了鲁西地区第1个下寒武统的同位素年龄值,这对确定该地区早寒武世地震沉积事件发生的时间具有参考价值和意义,也为深入研究鲁西地区寒武纪地层提供了新资料。     

俯冲带地震诱发机制:研究进展综述

俯冲带作为地球循环体系的关键部位,具有构造活跃、地震多发以及地质条件复杂等特征。基于震源位置,俯冲带地震既可划分为板间和板内地震,也可分为浅源、中源和深源地震。俯冲带内的浅源地震包括板间地震和浅源板内地震,而中源和深源地震皆属于板内地震。在地球浅部,温度与压力低,浅源地震是由岩石发生脆性破裂或沿着先存断层发生不稳定摩擦滑移造成的。随着深度增加,温度和压力的增加使得流行于浅部的脆性和摩擦行为在无水条件下被强烈抑制,岩石从而表现为可抑制地震的韧性行为,使得中-深源地震的诱发机制有别于常规的脆性行为。随着研究的逐渐深入,人们了解到中源地震的诱发机制主要是脱水或与流体相关的致脆以及塑性剪切失稳,而深源地震的成因主要是相变致裂。然而,中-深源地震很可能是两种或两种以上机制共同作用的结果。例如,在中源深度既可能是流体相关的致脆导致脱水源区的脆性围岩产生地震,亦可能是脱水的蛇纹岩本身可能在流体孔隙压的作用下作粘滑滑移,而前者比后者更为重要。孕震带宽度大于"反裂隙模型"预测的亚稳态橄榄石冷核宽度的深源地震可能是由第一阶段的相变致裂和第二阶段的塑性剪切失稳诱发,而孕震带的实际宽度与预测宽度相当的深源地震则可能仅由相变致裂引起。只要过渡带内名义无水矿物中的结构水能释放出来,脱水致脆同样可能触发一些深源地震;而塑性剪切失稳不仅能在中-深源地震触发后的扩展阶段起着主导作用,而且还能单独触发一些中-深源地震,因此能够解释大多数反复发生的中-深源地震活动。