场地类别分类方案研究

基于性能的抗震设计,要求工程师设计出具有预期抗震性能的结构,一个关键因素是地震作用的确定,这在很大程度上取决于局部场地条件。通过收集和分析北京、苏州和唐山城区956个钻孔资料,建立地表20 m和30 m深土层走时平均剪切波速VS20和VS30的关系式;现场钻探获取北京城区深105 m的典型钻孔原状土样,试验给出各类土体动剪切模量和阻尼比曲线;建立北京城区170个钻孔的场地反应计算模型,采用Nakamura提出的HVSR法和陈国兴等提出的弱震法估算场地基本周期TS值,结合国内外现行抗震规范的场地分类及一些学者对场地分类的研究成果,提出两种新的场地分类建议方案：基于等效剪切波速VSE和覆盖土层厚度H（地表至剪切波速VS ≥ 500 m/s的基岩深度）的双指标场地分类方案及基于VSE、H和TS的三指标场地分类方案。提出的场地分类方案对我国现行抗震规范场地分类方法的改进有参考价值。     

国外军事地质学热点问题

近年来以美国为代表的西方军事强国在军事地质学领域已取得了很大进展,尤其在应对未来战争方面作了许多准备。通过系统搜集国际军事地球科学会议(ICMG)和美国地质学会(GSA)有关军事地质学的最新专题研讨会论文与其他公开出版资料,梳理了当前国外军事地质学研究的热点问题并阐述了其新进展,其中作战领域包括地形情报研究、军事基地选址、潜在特殊战场环境调查、地下重要设施评价、非常规作战环境调查;非作战领域则包括抢险救灾、生态环境保护和环境安全评价等。最后分析了当前军事地质学研究存在的问题,并指出了其未来发展趋势。     

中国古代牧业社会骨制品的初步考察:以新疆巴里坤石人子沟遗址为例

考古遗址出土骨制品的研究对于揭示古代社会的动物资源获取和利用、手工业生产、社会组织结构等问题具有重要意义.国内骨制品研究目前多集中在农业区域,这些研究为探讨新石器时代至青铜时代的动物使用及其与社会发展、早期国家形成的关系等问题作出了重要贡献.然而,针对牧业社会骨制品的考察十分缺乏.新疆哈密地区巴里坤草原分布有大量古代牧业文化遗址,石人子沟遗址(43°31′12.8″~43°34′28.9″N,93°13′44.8″~93°16′49.1″E)是其中一处青铜时代晚期至铁器时代早期的大型聚落.本文从动物考古学视角研究该遗址2006年至2011年发掘出土的426件骨制品.结果显示,石人子沟遗址骨制品的原料主要为以羊(Ovis aries/Capra hircus)、马(Equus caballus)为主的家养动物和以鹿(Cervidae)为主的野生动物,其中羊的比例最高(69.7%),鹿(13.8%)、马(2.3%)次之,这与中原地区青铜时代农业文化遗址的骨制品多以牛为原料的情况明显不同.羊在骨制品原料中占绝对多数且大量使用羊距骨制品的现象是对石人子沟遗址以牧业为主的生业经济方式的直接反映.石人子沟遗址不同类型骨制品的制作各具特点,但整体表现出"省时省力"的特点,即对使用部位细致打磨,对非使用部位仅做简单处理.与中原地区商周时期大型制骨作坊规范化、规模化、产业化的骨器生产不同,石人子沟遗址未见专门的制骨场所,骨制品生产的操作链条也并不完整.遗址的骨制品生产可能是以家庭为单元进行的,产品的专业化、精细化程度也相对较低.该研究填补了我国古代牧业文化遗址出土骨制品动物考古学专门研究的空白,为进一步探究我国古代不同区域、不同生业经济基础下的制骨手工业面貌提供了重要资料.     

河南省淅川县单岗遗址两周时期动物资源的开发与利用

本文主要探讨河南省淅川县单岗遗址两周时期人类与家养动物之间的关系.该遗址两周时期发现13种动物,其中家养动物有猪、狗、马、黄牛、绵羊和山羊,家养动物的可鉴定标本数和最小个体数分别占全部可鉴定的哺乳动物数量的91.73%和70.67%.猪在家养动物中的数量最多,可鉴定标本数和最小个体数比例分别为69.04%和33.33%,其他家养动物的数量比例在1.78%~14.67%之间.家养动物提供了主要肉量,黄牛提供的肉量最多,占36.41%.马右P 2发现马衔磨蚀的痕迹,马第1节趾骨发现严重的骨赘,说明马被役用而且承担相当的工作量.马在普通聚落的出现、肉食消费和畜力开发等现象,反映马的功能从晚商时期贵族"御用"转向世俗化.     

青海湖盆地史前狩猎采集人群的石料利用策略研究

史前人类向青藏高原扩散的过程和适应高海拔缺氧环境的机制是多学科关注的热点科学问题.青海湖盆地是青藏高原旧石器-中石器时代遗址分布最为丰富的区域,对这些遗址出土的石制品原料的分析有助于深入理解青藏高原史前狩猎采集人群的石料开发策略、人群迁徙和交流联系.青海湖盆地151遗址出土的928件石制品的石料研究分析显示,处于末次冰消期的下文化层的石制品以近源的石英和石英岩为主要原料,而处于全新世早中期的上文化层在同类型近源石料仍占主体地位的情况下,开始出现较高比例和多样化的优质硅质石料,并且主要用于生产细石器.野外调查和查阅地质资料均未发现青海湖盆地内有151遗址中出现的同类型优质硅质石料产出,推测其来自远距离搬运.青海湖盆地内其他8个末次冰消期至全新世中期遗址的3269件石制品石料分析结果显示,与151遗址同类型的远源优质硅质石料在全新世早期开始在盆地内的遗址中出现.这一结果表明青海湖盆地末次冰消期古人类活动强度和范围有限,全新世早中期古人类受到全新世大暖期气候变好和周边地区农业人群兴起挤压活动空间的双重影响,在高原上的活动范围和强度大大增加,伴随着开始有意识地开发优质石料,较频繁地进行远距离迁移和人群交流.远源优质硅质石料的产地可能位于北祁连山区和青藏高原上的陆相火山岩区,需要未来更深入的研究揭示.该研究为深入理解青藏高原古人类的高海拔环境适应策略和移动模式提供了重要材料,为理解史前人类向高原扩散的机制提供了重要信息.     

Amplification of SH waves by an orthotropic basin

Scattering of elastic waves by an orthotropic sedimentary basin is investigated for antiplane strain model using an indirect boundary integral equation approach. Both steady state and transient response were obtained for semicircular and semielliptical basins with different material properties. The results indicate that the basin geometry and the impedance contrast between the half-space and the basin have similar effects on the surface ground motion amplification as for the isotropic case. However, the material anisotropy may change significantly the fundamental resonant frequencies of the basin, resulting in different surface displacement amplification patterns. In addition, it was observed that the arrival time of the main disturbance on the surface strongly depends on material anisotropy for different angles of incidence. The results demonstrate that material anisotropy may be very important in explaining surface ground motion amplification for sedimentary basins. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

Conversion relationship of rainfall-soil moisture-groundwater in Quaternary thick cohesive soil in Jianghan Plain,Hubei Province,China

The scientific field test site of rainfall-soil moisture-groundwater conversion in Dabie Mountain Area–Jianghan Plain is located in the northern region of the Jianghan Plain, the transition zone between the Dabie Mountain Area and Jianghan Plain. It’s a great field test site to study the material and energy exchange among rainfall, soil moisture, and groundwater of the Earth ’s critical zone in subtropical monsoon climate plain areas. This paper analyzed the connection between rainfall and volume water content (VWC) of soil at different depths of several soil profiles, and the dynamic feature of groundwater was discussed, which reveals the rainfall infiltration recharge of Quaternary Upper Pleistocene strata. The results show that the Quaternary Upper Pleistocene aquifer groundwater accepts a little direct rainfall recharge, while the lateral recharge is the main supplement source. There were 75 effective rainfall events among 120 rainfall events during the monitoring period, with an accumulated amount of 672.9 mm, and the percentages of effective rainfall amount and duration time were 62.50% and 91.56%, respectively. The max evaporation depth at the upper part in Quaternary cohesive soil was no less than 1.4 m. The soil profile was divided into four zones: (1) The sensitive zone of rainfall infiltration within 1.4 m, where the material and energy exchange frequently near the interface between atmosphere and soil; (2) the buffer zone of rainfall infiltration between 1.4 m and 3.5 m; (3) the migration zone of rainfall infiltration between 3.5 m and 5.0 m; and (4) the rainfall infiltration and groundwater level co-influenced zone below 5.0 m. The results revealed the reaction of soil moisture and groundwater to rainfall in the area covered by cohesive soil under humid climate in Earth ’s critical zone, which is of great theoretical and practical significance for groundwater resources evaluation and development, groundwater environmental protection, ecological environmental improvement, drought disaster prevention, and flood disaster prevention in subtropical monsoon climate plain areas.     

地震动输入界面的选取对深软场地地震效应的影响

以天津和上海两个典型的深厚软弱场地为研究背景,探讨了地震动输入界面对场地地表地震动参数的影响。对于场地1(天津)和场地2(上海),分别选择7个和8个剪切波速(υs)大小不同的土层位置作为地震动输入界面,并选用Taft、Northridge地震加速度记录和南京人工波作为输入地震动,将Taft波、Northridge波和南京人工波的加速度峰值水平调整为0．35m／s^2、0．70m／s^2和0．98m／s^2,用SHAKE91程序对这两个场地进行了不同的地震动输入界面、输入地震波和峰值加速度水平的128种组合的场地地震反应分析。与从假想基岩面(υs≥500m／s)输入地震动的结果(假想的实际值)相比,可得到如下结论：(1)随着地震动输入界面深度(剪切波速)的增加,场地地表加速度反应谱逐渐地向实际值接近;(2)地震动输入界面的深度相同时,地震动加速度峰值水平越高,两者的加速度反应谱谱值的相对差异也越大;(3)对于一般建筑物,可以把剪切波速为400m／s左右的土层作为地震动输入界面;对于中长周期的建筑物,则应慎重选择地震动输入界面,最好选取υs≥500m／s^2的土层或基岩面作为地震动输入界面。     

MODAL ANALYSIS OF SOFT-SOIL SITES INCLUDING RADIATION DAMPING

For the one-dimensional analysis of soft-soil layers on an elastic half-space, a general form of analytical solution is developed for converting radiation damping due to energy leaking back to the half-space into equivalent modal damping, allowing the modal analysis technique to be extended to a site where radiation damping has to be accounted for. Closed-form solutions for equivalent modal damping ratios and effective modal participation factors are developed for a single layer with a shear wave velocity distribution varying from constant to linearly increasing with depth. Compact and recursive forms of solutions for equivalent modal damping ratios are developed for a system with an arbitrary number of homogeneous layers on an elastic half-space. Comparisons with numerical solutions show that the modal solutions are accurate. The nominal frequency of a site, i.e. the inverse of four times the total shear wave travel time through the layers, is an important parameter for estimating the high mode frequencies. A parameter study shows that for the same impedance ratio of the bottom layer to the elastic half-space, a system of soil layers with an increasing soil rigidity with depth has, in general, larger peak modal amplifications at the ground surface than does a single homogeneous layer on an elastic half-space, while a system with a decreasing soil rigidity with depth has smaller modal peak amplifications. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

地震作用下相邻地下结构与土相互作用特性研究

针对简单框架式地铁车站结构的抗震特性研究已取得一定成果,但对于结构形式较复杂或多个地下结构间相互作用等问题仍需进一步探究。本文利用现有地震分析方法中的动力时程分析法对两个地下结构间相互作用的影响进行系统对比分析,其中主体结构为三层三跨车站、附属结构为两层三跨车站。主要探讨附属结构与主体结构间距离的变化、两结构间连接形式对场地土以及主体结构地震响应特性的影响,分析比较场地土变形、主体结构变形、层间位移角以及内力在不同工况下的地震响应特性。结果表明:相邻地下结构与土相互作用形式较独立结构与土相互作用形式对场地土影响更加明显;当附属结构与主体结构间距离超过两倍结构宽度,附属结构对主体结构周围场地变形影响效应可基本忽略;同样当附属结构与主体结构间距离超过两倍的结构宽度,附属结构对主体结构的变形、内力基本已无影响,因此地震情况下相邻结构间相互作用影响范围基本为两倍结构宽度。与此同时,附属结构的存在对于主体结构抗震特性是不利的,不同连接形式中单层通道连接的形式变形以及内力方面均小于双层通道连接形式。