汶川大地震震害特点与成因分析

2008年5月12日汶川地震造成巨大人员伤亡和财产损失.本文从工程抗震角度分析了震区房屋倒塌的原因,指出地震时房屋倒塌与否与诸多因素有关.在此基础上,分析了汶川地震震害严重的四个主要因素:震级大,烈度高,断层破裂长;震区人口稠密,房屋、路桥等人工工程多;抗震设防水平低;地震诱发地质灾害严重.最后,将汶川地震震害与1976年唐山地震震害作了对比.所得结论可供理解汶川地震震害、改进结构抗震设计参考.     

A parallel evolutionary strategy based simulation–optimization approach for solving groundwater source identification problems

Groundwater characterization involves the resolution of unknown system characteristics from observation data, and is often classified as an inverse problem. Inverse problems are difficult to solve due to natural ill-posedness and computational intractability. Here we adopt the use of a simulation–optimization approach that couples a numerical pollutant-transport simulation model with evolutionary search algorithms for solution of the inverse problem. In this approach, the numerical transport model is solved iteratively during the evolutionary search. This process can be computationally intensive since several hundreds to thousands of forward model evaluations are typically required for solution. Given the potential computational intractability of such a simulation–optimization approach, parallel computation is employed to ease and enable the solution of such problems. In this paper, several variations of a groundwater source identification problem is examined in terms of solution quality and computational performance. The computational experiments were performed on the TeraGrid cluster available at the National Center for Supercomputing Applications. The results demonstrate the performance of the parallel simulation–optimization approach in terms of solution quality and computational performance.     

Deformation features of garnet-bearing granites from Huwan,western Dabie Mountains

Foliated garnet-bearing granite, usually associated with high pressure and ultrahigh -pressure (UHP) metamophic rocks, is a particular rock-type extensively exposed in the Mesozoic Dabie-Sulu orogenic belt of China. This study focuses on deformation features and SHRIMP zircon dating of foliated garnet granite in a high-pressure metamorphic unit from Huwan, western Dabie Mountains in order to resolve discrepancies in current versions of its petrogenesis and structural evolution. SHRIMP dating reveals a zircon age of 762 ± 15 Ma (MSWD=1.7) for Huwan granites, representing the Middle to Late Neoproterozoic age of intrusion and crystallization. Field and microstructural studies show that the Huwan granite body underwent multiple-stage deformation. The deformation was manifested by an early stage of rootless folding and imposition of relict foliation (S₁); an Indosinian main stage marked by imposition of north-dipping penetrative gneissosity (S₂) and development of ductile shear zones under NNE-SSW directed compression; and a final Indosinian stage of southward thrusting of the Huwan high-pressure unit. Shallow level extension prevailed after the Late Triassic, giving rise to south-dipping thrust faults and north-dipping normal faults. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40802046 and 40334037) and the Project of Science & Technology Research and Development from Sinopec (Grant No. P02009)     

基于性能的结构抗风设计理论框架

提出了基于性能的结构抗风设计理论框架,将风压强度划分为4个设计风压等级（弱风压、中风压、强风压及超强风压）,将人体振动舒适度划分为6个等级（无振感、轻微振感、中等振感、烦恼、非常烦恼和无法忍受）、三种振动水平（与人的舒适感相关的振动水平、与人正常工作和操作有关的振动水平、与人的生理健康直接相关的振动水平）。结合不同类别建筑物的性能需求及人体振动舒适度的要求,将结构风振性能水准划分为4种状态（性能健康、性能亚健康、性能病态及性能丧失）,将结构风振性能目标划分为5个等级（A、B、C、D、E）。提出了结构抗风概念设计与计算分析的一般原则,给出了结构性能抗风安全性评价及社会经济评价基本内容的建议。     

传感器布设中有效独立法的简捷快速算法

本文提出一个通过正交三角分解快速计算有效独立法系数的方法。有效独立法是传感器布设中影响最广泛的一种方法,它使目标模态尽可能线性独立。传统的有效独立法计算需要对信息阵进行特征值分解或者计算矩阵逆,计算量较大。本文在笔者以前得出的有效独立法与模态动能法关系的基础上,提出先通过对模态矩阵进行正交三角分解（QR）,然后比较其行范数即可得到有效独立法的系数,进而对各待选传感器位置进行排序并迭代依次删除。在待选传感器位置比感兴趣的模态数较多时,该法的计算效率明显提高。同时,采用正交三角分解删除一行后的更新算法,进一步提高了迭代计算的效率。最后通过I-40桥的算例表明该法的有效性。     

关于结构振型参与系数和振型贡献的分析

采用振型分解反应谱法求解多自由度弹性体系的地震反应时,为了在满足所需计算精度的前提下减少工作量,需要对振型数量进行合理的选择,而振型数的确定主要取决于结构各阶振型对总体反应的贡献。通过数学推导,对振型贡献及振型数量的选择问题进行了研究。首先,讨论了振型参与系数的性质,在此基础上给出了能够反映结构振型贡献参数的数学表达式,对这些参数的力学含义进行了解释,并给出了相关证明;其次,对有效质量法、振型位移控制法等基于不同振型贡献标准的确定振型数的方法进行了分析比较,指出了其合理性和不足。本文研究对进一步理解结构振型贡献和振型数的选择问题具有一定的理论意义。     

京珠高速许漯段路基干拌水泥碎石桩加固研究

干拌水泥碎石桩是一项施工快速、不开挖路基的新型加固技术。针对京珠高速公路许漯段出现大量路基病害,采用此桩型进行加固处理。试验桩长为5.0 m,成孔直径为150 mm,间距为1.0 m×1.0 m,每层虚填料为25 cm,夯距为1.0 m,用120 kg重锤,分别对每层夯实10、8、7击的3根桩进行载荷试验,然后对每层夯实8、7击的2根桩进行重Ⅱ型动力触探试验。根据试验结果对比分析每层夯7击,单桩极限承载力达400 kPa,效果最优。通过地质雷达测试和室内土工试验对比分析加固前后路基土体变化,加固后路基不均匀变形减小,土体有效重度增加,含水率有所减少,桩体的吸水排水效果明显,桩的夯实挤密作用良好,路基的承载力和变形性能得到改善。经过桩加固后1年运行观测,加固后路段没有再次出现翻浆、叽泥等病害,表明此桩型加固高速公路路基效果显著。     

应力路径对黄土结构性的影响

利用SLB–1型应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪,对陕西杨凌黄土进行了应力控制的常规三轴压缩、减压三轴压缩和等p应力路径的各向等压固结不排水三轴试验,探讨和分析应力路径对黄土结构性的影响。试验结果表明：不同应力路径下,随着初始围压的增大,黄土的结构性参数并不是一味地不断增大,而是在300 kPa时有一个峰值,且当黄土的含水率较高时,其结构性参数相对较小。     

天山两侧山前新生代构造变形特征及其成因刍议

摘要：天山两侧山前新生代构造变形强烈,是研究盆山耦合动力学机制的理想场所。文中在综合分析前人资料基础上,结合作者的野外观测和分析,综述了天山两侧盆山转换部位不同段的新生代构造变形特征,并进行对比分析。结果显示,新生代构造变形在天山南北山前相似性和差异性共存:变形由山体向盆地扩展,时间逐渐变新;但是南侧比北侧变形起始时间早,地壳缩短量和缩短率大。在东西方向上新生代构造变形也存在明显的分段相似性特征,整体上显示出斜方对称的变形图像:东天山博格达山前为基底式逆冲推覆,南侧为走滑变形;中天山南北两侧为多排子的褶皱 逆冲推覆构造,西天山南侧也为基底式的逆冲推覆,北侧为走滑变形。综合前人研究,认为印度和亚洲大陆的碰撞及其随后陆陆汇聚作用的远程效应,是形成天山两侧山前新生代构造变形在南北方向上相似性和差异性的主要原因;而天山山体内部先存的相对刚性地块和大型断裂,则导致了新生代构造变形的东西向分段差异性和斜方对称的特征。     

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷挤压构造的发现及其地质意义

海拉尔盆地是叠置于内蒙古-大兴安岭古生代碰撞造山带之上的中-新生代盆地,总体上呈北东向展布,由三坳、两隆五个一级构造单元组成,自西向东依次为扎贲诺尔坳陷、嵯岗隆起、贝尔湖坳陷、巴彦山隆起和呼和湖坳陷, 其中乌尔逊凹陷、贝尔凹陷是位于贝尔湖坳陷凹陷南部的两个二级构造单元。研究表明,乌尔逊-贝尔凹陷在早白垩世大磨拐河期-伊敏期早期、伊敏期末期分别经历了北西 南东向、近东西向两次较长时间的挤压作用,使伸展断陷中的部分控陷正断层发生反转作用,在研究区形成了新的断层传播褶皱、断层转折褶皱以及叠瓦构造和双重构造、突发构造、构造三角带等。由于挤压构造的几何学、运动学特征的不同及隆升速率与同构造生长地层沉积速率的比值在空间上的差异,同挤压地层层序在不同构造部位也表现出不同的沉积特点,其构造特征与造山带十分相似。乌尔逊-贝尔凹陷中两次挤压构造的发现,说明中国东北地区的地壳厚度在早白垩世并非一直处于伸展减薄状态,而是在上述两次挤压时期地壳处于叠置增厚的特点,在空间上形成挤压坳陷型盆地和陆内(板内)造山带相间分布的构造格局。