Response of an arch dam to non-uniform excitation generated by a seismic wave scattering model

Non-uniform ground motions are generated based on a single record available at a site and seismic wave scattering analysis. The Chino Hills 2008 earthquake records at the Pacoima Dam site are used to indicate the accuracy of the method. Dynamic analysis of the Pacoima dam-reservoir-foundation under uniform and non-uniform ground motions is carried out using the EACD-3D2008 software, and the results are compared to recorded responses at different locations on the dam. There is good agreement between computed and recorded displacements of the dam for non-uniform excitation. For uniform excitation, the displacements are underestimated in comparison with those obtained from recorded excitation. Significant intensification of stresses, especially near the foundation, and different patterns of stress distribution are observed for non-uniform excitation in comparison with uniform excitation. For uniform excitation maximum stresses occur in the crown cantilever near the crest, but for non-uniform excitation the maximum stresses occur along the sides and near the foundation.     

不同掏蚀深度下古城墙的稳定性数值分析

以浙江良渚古城的宽顶古场面墙稳定性问题为研究对象,本文针对古城墙可能出现的不同深度的风沙掏蚀的实际工况,通过有限差分软件FLAC3D,建立计算模型进行了稳定性分析,探讨了不同掏蚀深度下城墙破坏机理和规律.研究表明:当城墙墙根掏蚀深度不是很大时,城墙整体稳定,土体开始出现比较小的位移量,掏蚀部位及其周围出现局部塑性破坏现象.随着掏蚀深度的增加,城墙塑性破坏区域不断向城墙体内部、顶部及顶部后缘范围发展,城墙上的土体位移量随着掏蚀深度的增加而呈数量级的增加,直至城墙出现整体崩塌破坏.掏蚀作用加剧了地震作用下城墙体的破坏,在掏蚀部位形成潜在破坏口,内部形成塑性贯通区,造成墙体整体崩塌.     

2011年10月12日北京市石景山区M_L2.1地震近场加速度记录初步分析

根据近场强震台加速度记录对2011年10月12日北京市石景山区ML2.1地震的加速度影响场进行了计算分析.同时使用了首都圈宽频带数字台站记录数据通过P波初动格点尝试法解算出该地震的震源机制解,并与加速度影响场进行对比研究.结果表明,此次地震加速度影响场水平向加速度高于垂直向;水平向峰值加速度分布区和加速度影响场高低速度过渡区总体呈EW向或NEE向分布,与震源机制解结果的两个节面走向较为一致;加速度衰减NS向快于EW向.本文研究结果可为强震或较大地震发生后快速判定震害影响场提供参考依据.     

发震构造呈复杂空间关系下相互影响发震的机理研究——以汶川地震为例

对发震构造呈复杂几何关系(发震构造在平面投影呈非平行关系)下彼此发震影响的机理进行了研究.从发震的“垂震底继”影响关系研究了1933年迭溪地震M7.5和1976年松潘Ms7.2地震对后来发生汶川M8地震的龙门山地震构造的孕震能量叠加的加震作用;同时也指出汶川8级地震对周边断裂的减震作用,计算并指出了其影响减震的距离.研究对CPSHA中对发震构造呈复杂几何关系时,如何确定地震带内各潜在的震源空间分布函数fi,mj提供了大震加减震的判断理论依据.还讨论了汶川地震孕震模式的更复杂性,针对某些用巴颜喀拉块体向东南方向移动挤压龙门山孕震构造,进而解释汶川地震的逆冲性所带来的矛盾的观点,对其孕震的复杂性提出了问题所在和初步探讨.     

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.     

大地震前区域能量场的时间因子异常特征

本文采用自然正交函数展开方法,讨论了我国大陆发生的30次6.0级以上地震前的震中附近地区地震活动能量场的时间因子变化特征.结果表明,在大地震发生前,几个主要特征值所对应的典型场的时间因子均出现了明显的突升或突降变化,显示出与未来强地震有较好的对应关系.时间因子异常一般出现在震前1～3年,多数情况下小于2年,表现出异常的中短期特点;有些地震前异常出现时间小于3个月,显示出异常的短临性质.笔者认为,地震能量场时间因子可能是强地震前的一种有效的异常观测量和中短期异常指标.     

芦山7.0级地震宏观场地效应

继汶川地震之后,2013年4月20日四川省庐山县又发生了7.0级强烈地震,其场地条件对震害的影响目前认识较少.通过专项工作,考察了雅安雨城区、芦山县、天全县、宝兴县等地区的结构震害及其场地条件,包括软土场地、老河床、不利地段、潜在滑坡等,分析了不同场地条件与震害的关系.结果表明,此次地震震害与场地条件有较密切关系,震害形式主要表现为软土震陷、河谷地形控制震害分布、不利地段加重震害、潜在滑坡的威胁、地质灾害堵塞交通等,其中软土震陷、河谷地形震害分布、不利地段处理都是值得深入研究的问题.     

芦山地震有限断层混合震源模型模拟

建立了基于有限断层的芦山地震的混合震源模型,突出破裂面上滑动量分布中凹凸体的主导作用,同时借助k平方模型表达对震源复杂性认识尚不够深入所带来的随机性.混合震源模型中全局震源参数均值与局部震源参数均值的确定,主要依据统计的半经验标定公式,进一步借助截断正态分布将区域地震、地质构造、地震活动性提供的参数限值结合起来,生成最终的震源参数值.基于上述思路,本文共建立了30组芦山地震混合震源模型,进而以芦山地震8个近场观测台站为试算点,借助地震动反应谱残差评价的方法,从30组模型中选定了表达“平均”特征的混合震源模型.     

芦山4.20地震破裂过程及其致灾特征初步分析

采用全球地震台网的远震地震波数据快速反演了2013年4月20日雅安芦山地震(芦山4.20地震)的破裂过程,在震后3小时得到并发布了相关测定结果.结果显示这次地震的震级约M_W6.8,包括两次破裂子事件,但都发生在断层面上震源(破裂起始点)附近,整个地震没有表现出明显的破裂方向性.雅安芦山地震的破裂没有大规模出露地表,主要地震灾害集中在断层上盘,位于芦山县和宝兴县一带.     

震前电离层TEC异常探测新方法

本文提出一种利用时间序列法(ARIMA模型)进行震前电离层异常探测的新方法.首先,对比分析了该方法与传统探测方法(四分位距法、滑动时窗法)预测TEC背景值的精度.结果表明,时间序列法预测背景值的精度要明显高于传统方法,且预报背景值的平均偏差要比传统方法小2倍左右,说明传统探测方法预测的背景值具有较大系统偏差.为更准确地探测震前电离层扰动,除了得到准确的参考背景值,还需得到更加合理的探测限值,由此本文提出一种更为合理的限差确定策略.最后,以2012年1月10日苏门答腊岛7.2级地震为例,利用该方法分析了其震前电离层的异常扰动情况,并验证了该方法的有效性,实验结果表明:在震前第13天、第8~9天、第1~2天和地震当天电离层均会发生较为明显的异常.而且,其正异常(观测值高于正常值)一般发生在震中以北,距发震时间相对较远;负异常(观测值低于正常值)则在震中各方向均会出现,且距发震时间较近.同时,通过对异常结果分时段统计,发现在发震时刻前,距发震时刻越近的时段发生异常的频率越高,此规律将会对未来更为准确的预报发震时段提供重要参考.