Sliding and overturning potential of Christchurch 2011 earthquake records

The 22 February 2011 M_w 6.3 earthquake produced a number of unique accelerograms in the city of Christchurch and the port of Lyttelton. Four of these records are analyzed in this paper. The two are from the Christchurch Catholic Cathedral College and Christchurch Hospital stations in the center of the city, which were placed on top of loose sandy soils that suffered softening due to liquefaction; one is from the Lyttelton station, Lyttelton Port Company, on a rock outcrop; and one is from the station at the Heathcote Valley Primary School, on stiff colluvial silts and sands near the edge of a steep and stiff sedimentary basin. The (elastic) response spectra are discussed and related to some salient characteristics of the motions. Symmetric and asymmetric sliding of a block resting through Coulomb friction on horizontal or inclined planes and rocking–overturning of rigid blocks, when excited at their base by these records, offer a strong indication of their ‘destructiveness potential’. The corresponding sliding and overturning spectra of the 2011 records are compared with those of some historic accelerograms to get an understanding of the severity of ground shaking that caused 170 deaths and heavy geotechnical and structural damage in the city of Christchurch. The possible role played by the unusually large vertical accelerations is also explored. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

日本9.0级大震体应变同震分析

以江苏溧阳地震台体应变仪记录到的2011年3月11日日本本州东海岸附近海域9.0级地震为基础,分析记录的应变波特征,计算出震中距和震级等参数。通过初步了解体应变记录远震、大震的特征,对进一步分析、研究体应变映震能力和震源机制有一定的借鉴作用。     

会昌地震台相同测点倾斜固体潮观测之对比分析

通过对会昌地震台2007-07～2011-06相同测点倾斜固体潮资料的对比分析,可以看出垂直摆资料质量稍优于水管仪资料,两种资料存在着一定的可比性。其主要的相同之处表现在于年变趋势动态、日变形态和降雨、强远震波动、潮汐因子的时间同步性上;而NS向线性倾变、潮汐因子定量化和高频信号频谱等方面存在一定差异。这种差异主要可能为观测山洞的环境条件和仪器工作特性的不同。为改善地倾斜资料高频信息记录能力,建议提高仪器采样率和改进仪器频率响应设计。     

从海平面造成的影响预测下辽河平原区未来的砂土液化灾害

未来的海平面上升将对沿海地区的经济发展和自然环境造成重大影响。下辽河平原区是辽宁沿海经济带的组成部分,也是容易产生砂土液化灾害的地区。从讨论砂土液化灾害致灾因素着手,分析了该区未来的地震趋势和因海平面上升带来的地下水水位变化,预测下辽河平原区未来百年可能产生一次或多次局部较严重的砂土液化灾害,而产生大面积砂土液化的可能性不大。     

用多种数据构建2008年汶川特大地震同震位移场

本文主要以GPS、精密水准观测和卫星SAR遥感图像分析2008年汶川特大地震同震位移特征.GPS数据包括:(1)四川盆地和川西高原地区各类国家等级GPS网点复测;(2)沿破裂带国家天文大地网GPS复测.前者推算的同震位移测定精度优于2 cm,后者6~8 cm.SAR遥感资料包括:(1)ALOS 卫星升轨相位干涉图像,精度优于8 cm;(2)ALOS和ENVISAT卫星影像合成的三维位移图,精度优于0.5 m.同震位移场显示,断层下盘(四川盆地)变形总体呈扇形集中指向震中,断层上盘(龙门山)变形总体上呈逆时针旋转态势,最大的实测水平位移5.5 m.汶川、理县、茂县等地测站位移指向破裂带方向,而平武、青川等地测站逐渐转变为平行,乃至远离破裂带方向,与汶川地震逆冲兼走滑的破裂特征一致.断层上盘大幅隆升,下盘靠近断层的区域以下沉为主,远场表现为幅度很小的隆升,垂直升降区域间,有一条与龙泉山断裂带平行的升降过渡带,调节龙泉断层的应力状态.用实测变形场检验多个地震波破裂模型表明,近场(距离断层50 km) 模型形变准确度可达40~50 cm, 远场精度优于5 cm.     

含砾量对饱和砂砾土液化特性的影响

利用GDS循环三轴仪进行一系列饱和砂砾土不排水动三轴液化试验,研究其在循环荷载作用下的液化特性,分析含砾量对饱和砂砾土动强度和动孔压的影响规律。研究表明:含砾量对砂砾土液化性能影响较大,随着含砾量的增加砂砾土抗液化强度呈单调增加趋势;随循环周次的增加孔隙水压力不断升高,增长速率与所施加的循环应力幅值有关,同一固结压力下,振次比相同时循环动应力幅值越大动孔压比越大;破坏振次对动孔压增长模式存在影响,破坏振次较小时砂砾土动孔压增长模式呈双曲线型发展,破坏振次较大时砂砾土的动孔压增长模式可用反正弦函数来表示,且含砾量越大循环荷载引起的孔隙水压力越高;含砾量对砂砾土液化特性的影响可从砂砾土的微细观结构特征得到阐释,并借助其粒间状态参量进行分析。     

自适应时间步长法及三维堤坝地震液化数值模拟

三维大模型数值计算因巨大的单元和结点数目而非常耗时,在地震响应分析中受计算时间步长的限值则更加耗时。在饱和砂土动力液化计算平台上开发时域离散误差评估方法和时间步长自适应调整的计算程序,并成功应用于三维堤坝地震液化响应分析。时域离散误差包括土骨架的位移误差和单元孔压误差,通过定义孔压误差影响系数计算出混合误差,根据混合误差和设定的误差允许值进行计算步长的自适应调整。在三维堤坝地震液化数值模拟中,采用自适应时间步长法有效避免小步长精确但耗时、大步长省时而不精确的缺点。在大模型和超大模型计算中,最优调整每一步的计算时间步长,完美实现既节省时间又不失精度的时域离散策略。     

基于GF-1卫星影像解译2014年新疆于田M_S7.3地震同震地表破裂带

2014年2月12日新疆于田发生MS7.3地震,震中位于平均海拔5 500m的藏北地区。本文利用国产GF-1号卫星对震前、震后数据进行对比解译,快速获取了该次地震的同震地表破裂带,破裂带沿硝尔库勒盆地南缘的多个洪积扇体后缘发育,断续延伸,走向NEE62°,以弧形断层陡坎为主,未见明显水平位错,长度约9km。阿尔金断裂在硝尔库勒盆地共发育3条分支断裂,均发育古地震破裂带,其中沿盆地北缘和中部的分支断裂未见同震破裂,最新地表破裂带位于南缘断裂的东北段。结合震后余震分布,确认该次地震的发震构造为硝尔库勒南缘断裂,是青藏高原北部阿尔金断裂带西段尾端张性区的一次新破裂事件。本次应用也展现了国产高分辨率数据在中国西部高海拔地区地震应急工作中所发挥的重要作用。     

上游型尾矿坝液化前后渗流场与孔压分布数值模拟

针对地震(或静力)液化作用对尾矿坝渗流场和孔压分布的影响进行研究,基于多孔介质渗流理论,考虑到尾矿坝渗流特性,编写分析程序SAFTD。根据程序假设的初始浸润面,通过调整浸润面处网格迭代求解最终浸润面的位置,选取一个经典算例验证程序的可靠性。针对典型的上游法尾矿库,采用SAFTD程序分析液化前后尾矿坝的渗流场与孔压分布特征。数值模拟结果表明,液化后尾矿坝的浸润面中间部分发生明显抬升,而在入渗点处和出渗点附近变化不大;液化后尾矿坝的孔压明显增加,坝体内部孔压增大约18%~280%,最大的孔压增量发生在初期坝的右下部,数值模拟结果与Ishihara对Mochikoshi 2号坝的分析结果相似。