A comparative study between China and U.S. on seismic design philosophy and practice of a long span arch bridge

This paper presents the first of a series of case studies on the seismic design of long span bridges （cable-stayed bridges, suspension bridges and arch bridges） under a cooperative research project on seismic behavior and design of highway bridges between the State Key Laboratory for Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University and the Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, University at Buffalo. The objective of this series of case studies is to examine the differences and similarities on the seismic design practice of long span bridges in China and the U.S., to identify research needs and to develop design guidelines beneficial to bridge engineers in both countries. Unlike short to medium span bridges, long span bridges are not included in most seismic design specifications, mainly because they are location dependent and structurally unique. In this paper, an available model of a steel tied half through arch bridge with a main span of 550m in China is discussed. Analysis is focused on comparisons of the seismic responses due to different ground motions. Seismic design criteria and seismic performance requirements for long span bridges in both countries were first introduced and compared, and then three near field earthquake records with large vertical components were selected as the excitations to examine the seismic behavior and seismic vulnerability of the bridge. Results show that （1） the selected near field ground motions cause larger responses to key components （critical sections） of the bridge （such as arch rib ends） with a maximum increase of more than twice those caused by the site specific ground motions; （2） piers, longitudinal girders and arch crowns are more vulnerable to vertical motions, especially their axial forces; and （3） large vertical components of near field ground motions may not significantly affect the bridge＇s internal forces provided that their peak acceleration spectra ordinates only appear at periods of less than 0.2s. However, they may have more influence on the longitudinal displacements of sliding bearings due to their large displacement spectra ordinates at the fundamental period of the bridge.     

2003～2004年吴忠、灵武地区地震活动性分析

2003年12月至2004年8月,宁夏吴忠、灵武地区出现了一次地震活动增强过程,与已有震例震前的地震活动增强过程非常相似,因此导致了一次地震短临预测,但此次地震预测后来证实为虚报。从经验预报的角度来看此次地震短临预测的依据是充分的。但利用地震活动加速模型进行分析的结果表明,此次地震活动过程能量释放随时间的加速程度不够,不足以导致一次Ms5．0以上地震的发生。因此认为,现阶段地震预报应结合物理预测方法来进行,以克服经验预报的局限性。     

岷县-卓尼5.0级地震的基本特征和地质背景研究

归纳总结了岷县-卓尼5．0级地震的基本参数、烈度分布、建筑物震害、发震构造等基本特征,并分析了该地震烈度偏高和震害较重的基本原因。该次地震与2003年11月13日岷县Ms5．2地震基本特征相同,发震构造也相同,为临潭-宕昌断裂带。     

1976年龙陵地震区断裂活动性研究

研究了1976年龙陵7．3、7．4级地震震区内的龙陵-瑞丽断裂、怒江断裂和腾冲断裂的第四纪构造环境和断裂活动性,得出腾冲火山断裂带具有新生火山、断裂构造作用,并对龙陵-瑞丽断裂、怒江断裂等的活动性产生影响和改造。提出了这一活动构造带内小型北西-北北西向断裂是龙陵强震发震构造的观点。     

近40年黄河流域资源环境格局变化分析与地质工作建议

20世纪80年代以来,自然演变与强烈的人类活动叠加,致使黄河流域资源环境格局发生了显著变化,进而影响其开发利用布局,面临诸多资源短缺、环境退化和生态破坏问题,急需从地球系统科学的视角深入研究流域资源环境的格局变化特点,识别重大资源环境问题,提出解决方案,为黄河流域可持续发展提供决策依据.本研究以"山水林田湖草"生命共同...     

黄土高原植被变化对环境影响的数值模拟

使用美国NCAR新版MM5非静力平衡模式,模拟了黄土高原2003年6月26~30日的一次降水过程。该试验是通过改变黄土高原局部地区植被覆盖情况,对比分析植被改变区域内各气象要素的变化情况。结果表明:植被改善能使雨量增加,径流量减小,湿度增大,温度日较差减小,使气候变的温和。植被退化却使雨量减少,径流加大,易使水土流失,对水土保持不利。试验较全面地揭示了非均匀地表大气边界层内的温、湿场与陆面相互作用的机理。     

澳大利亚植被覆盖对亚澳季风影响的数值模拟(Ⅱ): 对东亚夏季风环流的影响

在文献[1]的基础上,对澳大利亚大陆植被覆盖变化对北半球夏季越赤道气流和东亚季风环流季节变化的影响进行了研究.结果表明,植被覆盖变化对东亚季风建立前后南风越赤道气流建立时间、强弱和南半球主要环流系统都有显著的影响.绿化导致了索马里越赤道气流的建立提前,增强了不同时期南风越赤道气流的强度,但对90°E以东来自澳大利亚高压的几支越赤道气流影响不大.同时,绿化促使南半球澳大利亚高压和马斯克林高压提前建立,西太平洋副热带高压北进提前,且强度减弱,导致西南气流更容易深入东亚内陆和西太平洋.这些影响促使盛夏期西南亚季风的影响区域和强度都有所扩展,对东南季风则影响不大.沙漠化则使索马里气流略微减弱,西太平洋副热带高压在春夏季节则一直偏强,至7月中旬,才有明显东撤,阻碍了越赤道气流的北上,西南季风在此影响下强度和影响范围均有所缩减.     

青藏高原地面加热场强度变化及其与太阳活动的关系

利用1958—2006年日喀则和玉树观测的历年各月平均地面(0 cm)温度和气温(百叶箱)资料,采用新量纲重新计算并续补了48年的青藏高原地面加热场强度距平指数。结果表明,青藏高原地面加热场强度存在后延1~2个月的显著相关,干季具有较好的持续性。除存在明显的年际和年代际变化特征外,总体表现出春、夏季由弱变强,秋、冬季由强变弱,且具有稳定而显著的准11年和17年周期。持续的太阳黑子数偏少对青藏高原地面加热场强度的增强具有明显的指示性;太阳黑子周期长度(SCL)变长(太阳活动减弱)时,青藏高原地面加热场强度减弱。通过初步分析认为,太阳活动是引起青藏高原地面加热场强度变化的重要原因之一。     

华北地区夏季平均水汽输送通量和轨迹的分析

利用NOAA HYSPLIT_4水汽轨迹模型及1948—2003年NCAR/NCEP再分析资料,分析了华北地区夏季的平均水汽输送通量和轨迹。结果表明,华北夏季水汽轨迹有明显的年代际变化特征。1950—1970年代,华北地区850 hPa上的水汽主要是从南方输送来的,从1970年代开始水汽输送方向变以偏西为主,1980年代至今则以西北为主。另外,华北地区在1960—1964年垂直积分的水汽输送通量存在最大值,1965年以后水汽输送通量值开始变小,1977年后水汽输送通量值较小且保持稳定。水汽输送通量和水汽输送轨迹的变化主要和东亚夏季风的逐渐减弱有关。华北地区1950—2000年代夏季(6~8月)逐月水汽输送轨迹变化特征明显。     

地震荷载下土层变形等级预测方法研究

以计算结果可靠的土层反应结果为基础数据,基于随机森林算法(Random Forest,简称"RF"),建立地震动、场地土层参数特征量与土层变形特征的关系,提出一种依据常规地震动和场地土层参数为特征量的地震荷载下土层变形等级预测新方法,给出了典型场地土体发生大应变的地震动阈值.结果表明:基于RF模型对土体的变形程度预测结...