立井冻土掘进爆破技术的研究与应用

崩落爆破通常承担整个立井冻土掘进爆破40 %～60 %的破土量。宽孔距崩落爆破能够增加自由面的有效利用、增强自由面应力波的反射拉伸作用和消除或减小冻土中的应力降低区。在理论分析的基础上进行冻土爆破漏斗模型试验,综合考虑爆破漏斗体积和爆破后两炮眼间最大凸量,初步认为炮眼密集系数 =1.5左右时较为合理。结合立井崩落炮眼成圈弧形布置和冻土所受夹制作用相对较大的特点,建议应在此基础上适当降低立井冻土崩落爆破炮眼密集系数,这在进一步的工程实践中得到了验证。     

Reliability analysis of drilled shaft behavior using finite difference method and <Emphasis Type="Italic">Monte Carlo</Emphasis> simulation

Load displacement analysis of drilled shafts can be accomplished by utilizing the “t-z” method, which models soil resistance along the length and tip of the drilled shaft as a series of springs. For non-linear soil springs, the governing differential equation that describes the soil-structure interaction may be discretized into a set of algebraic equations based upon finite difference methods. This system of algebraic equations may be solved to determine the load–displacement behavior of the drilled shaft when subjected to compression or pullout. By combining the finite difference method with Monte Carlo simulation techniques, a probabilistic load–displacement analysis can be conducted. The probabilistic analysis is advantageous compared to standard factor of safety design because uncertainties with the shaft–soil interface and tip properties can be independently quantified. This paper presents a reliability analysis of drilled shaft behavior by combining the finite difference technique for analyzing non-linear load–displacement behavior with Monte Carlo simulation method. As a result we develop probabilistic relationships for drilled shaft design for both total stress (undrained) and effective stress (drained) parameters. The results are presented in the form of factor of safety or resistance factors suitable for serviceability design of drilled shafts.     

Shallow seismic refraction analysis: Application to studying the active North Sakhalin fault

Results are presented from a seismic refraction survey (P-S waves) carried out in different years on recent faults of North Sakhalin. Structural features of the near-surface zone of active faults with different types of tectonic motions and their imaging in seismic fields are demonstrated. Criteria for estimating the activity of the studied tectonic disruption are proposed.     

计算断层自发破裂过程的离散网格划分研究

离散化网格的空间步长选取在各种数值算法中都是一个很受关注的问题,在全空间均匀介质模型和简单离散化方案下,利用边界积分方程方法研究在自发破裂求解过程中动力学参数组合Dc和Te (Dc为临界滑动弱化位移,Te为有效的断层破裂面上的初始应力)对计算网格划分的影响,初步得到了Dc和Te参数空间中的有效计算网格的选取规律,对合理、有效地运用边界积分方程方法计算地震震源的破裂过程具有重要的指导意义.      

汶川8级大地震的地表破裂特征及分段

2008年5月12日14时28分,四川省汶川县境内发生MS8.0地震.地表破裂多以跌水、陡坎形态发育在河流沟谷或晚新生代沉积层内,位移明显.山地受崩塌、滑坡影响,位移量较难获得.发震断裂主要有三条,即北川-映秀断裂、彭县-灌县断裂和小鱼洞断裂.北川-映秀断裂地表破裂由南向北活动性质从逆冲为主逐渐转变为走滑为主,长约220 km,平均垂直位移量约3 m,按位移量沿断裂走向的变化可以分为虹口段、北川段和南坝段;彭县-灌县断裂地表破裂以逆冲活动为主,长约82 km,平均垂直位移量约1.5 m,可以划分为白鹿段和汉旺段,断裂断距分布的几何特征与北川-映秀断裂的中南段相近;小鱼洞断裂是一条新生北西走向的次级破裂,长约5.6 km,平均垂直位移量约1.5 m,调节两侧构造单元变形差异,具有捩断层特征,活动以逆(左行)走滑为主,可划分出小鱼洞段和中坝段.姚都镇地表破裂可能说明南坝以北的地震具有不同的活动特征.活动断裂的运动方式反映区域应力场有北西西向挤压特征.     

Fault induced permanent ground deformations: Experimental verification of wet and dry soil, numerical findings’ relation to field observations of tunnel damage and implications for design

Few building codes contains provisions fault surface ruptures and accompanying soil deformations which constitutes a great risk to human lives, buildings and infrastructure. A numerical and experimental comparison show a fair agreement of result. Analysis of “real” scale show the how water increases the incompressibility of wet soil causing shear deformations to become larger and conjugate ruptures to appear for reverse faults. Field observations and numerical analysis indicates that horizontal compression of soil surrounding underground structures should be taken into account in design.     

鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动与形变

1973年2月在鲜水河断裂带炉霍段发生了M7.6地震破裂.自那以来,先后在炉霍县虾拉沱布设了若干横跨该地震断层(1973年破裂带)的地壳形变观测系统,包括断层近场的短基线、短水准、蠕变仪、人工构筑物等,以及断层近-远场的GPS观测站.利用这些观测系统的长期观测资料,本文分析了鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动/变形及其时、空变化特征,并建立起解释这些特征的动力学模式.研究表明:(1)1973年地震后的头5年,地震断层在虾拉沱场地表现为开放性质,近场的断层震后滑动以无震左旋蠕滑为主,速率达到10.27 mm/a,且伴有微量的拉张性蠕动作用;1979年以来,左旋蠕滑速率由5.3 mm/a逐渐减小到2.27 mm/a,减小的过程呈对数函数型,反映此阶段断层面已逐渐重新耦合、正朝闭锁的方向发展,并伴有部分应变积累.(2)1999年以来,地震断层两侧远场的相对左旋位移/变形速率为10 mm/a,远大于同时期断层近场(跨距40~144 m)的左旋蠕滑速率0.66~2.52 mm/a;远-近场位移/形变速率的显著变化发生在地震断层两侧各宽约30 km的范围,显示出这是与大地震应力应变积累—释放相关的断裂带宽度.(3)结合动力学背景与深部构造信息,本文对这里断层的震后位移/变形及其时、空变化的机理进行初步解释,要点是:震后约5年之后,由于逐渐增大的断层滑动/摩擦阻抗,上地壳脆性层中的断层面由震后初期的开放性质逐渐转向重新耦合、并朝闭锁的方向发展,但其两侧地块深部持续的延性相对运动拖拽着浅部脆性层发生相应的弹性位移/变形.(4)可估计再经历15~25年,研究断裂段将完全"闭锁",即进入积累下一次大地震应力应变的震间闭锁阶段.     

2010年4月14日青海玉树地震破裂过程快速反演

基于远震资料的破裂过程反演方法,通过反演2010年4月14日玉树地震的全球宽频带地震垂直向P波波形记录,先后4次反演得到了玉树地震的破裂过程,并比较和讨论了这4次结果.结果表明,玉树地震的破裂过程具有如下基本特征:①地震主要由两次子事件组成,分别对应于震中附近以及震中东南方向上的两块滑动量集中的破裂区域,其中与第2次子事件对应的震中东南方向上滑动集中的区域破裂贯穿至地表;②最大滑动量和最大滑动速率分别为2.1m和1.1m/s,断层滑动速率较大;③玉树地震总体上是一次单侧破裂事件,破裂从初始破裂点(即仪器测定的震源位置)开始,主要向震中东南方向扩展,由"地震多普勒效应"导致在震中东南方向上产生强烈能量聚焦,是玉树城区遭受严重破坏在震源方面的主要原因.     

论宏观震中及其快速估定方法

宏观震中与微观震中不仅是概念上的差别,在实际观测结果中也存在不容忽视的差距。宏观震中还可代表震源区和地震波能量辐射的中心。宏观震中在抗震救灾、震害预测、地震地质和工程地震研究等方面,具有无可替代的重要作用。在灾害性地震发生后,可由余震分布来快速估定重灾区范围和宏观震中,将有助于提高抗震救灾效率。     

利用区域宽频地震数据反演2021年5月云南漾濞MS6.4地震震源破裂过程

本文基于有限断层模型反演方法,利用区域宽频带数据反演了2021年5月云南漾濞M_S6.4地震的震源破裂过程,结果显示:此次地震的发震断层走向为SE向,主要以右旋走滑为主.破裂主要发生在震源东南侧,最大错动量约为0.55 m,位于深度约9 km处,发生明显破裂的深度约达13 km.此次地震释放的标量地震矩为1.48×10¹⁸N·m,相当于矩震级M_W6.05.地震能量主要在前11 s释放.在深度为6~8 km处破裂速度有明显的变快,可能加剧了地表的震动.