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近断层脉冲型地震动作用下简支梁桥地震响应与损伤分析
2025,47(2):251-262, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231021001
摘要：
为探究简支梁桥在近断层脉冲地震动作用下的地震响应特征和损伤情况,采用单一函数解析模型模拟近断层地震动中的低频脉冲成分,并与实测地震动滤波后得到的高频成分相叠加,合成得到近断层脉冲型地震动作为输入;以一座4跨简支梁桥为原型,建立有限元数值模型,通过非线性地震反应时程分析,系统研究近断层脉冲型地震动断层距、矩震级、脉冲次数和合成地震动的高频成分等对简支梁桥桥墩的墩顶位移和损伤状态、主梁的位移和碰撞力的影响。结果表明:(1)地震动低频成分是脉冲峰值的主要影响因素,简支梁桥的地震响应强烈程度主要由地震动中的低频脉冲成分决定;(2)在地震动的矩震级较小时,由于单次脉冲的峰值大于多次反复脉冲,简支梁桥的地震响应更加明显;反之,桥梁在多次反复的脉冲作用下地震响应更大;(3)地震动中高频成分对结构的地震响应影响较小,但会影响桥梁的峰值和残余位移,其影响亦不可忽视。
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行波激励下多跨单索面矮塔斜拉桥主墩索塔地震响应研究
2025,47(2):263-269, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230711001
摘要：
为探究行波激励对多跨矮塔斜拉桥地震响应的影响,选取某六跨单索面-矮塔斜拉桥为工程背景,采用MIDAS/Civil有限元软件建立全桥有限元模型,并根据相对运动法理论模拟多点激励行为。分析桥墩墩底、桥塔塔底以及桥塔塔顶这3个关键位置处在多点地震动激励作用下的内力或位移响应,并探究不同视波速下结构内力与位移的变化规律。研究结果表明:行波激励对多跨矮塔斜拉桥的地震响应产生显著影响。当视波速为500 m/s时,最不利关键位置处的内力或位移均约为一致激励时的1.2倍；行波激励对中墩底部的弯矩与剪力、边塔塔底的弯矩与剪力和塔顶位移均产生不利影响；随着视波速的提升,行波激励的影响逐渐减弱,当视波速大于7000 m/s时,关键结构处的内力与位移与一致激励时对应的内力与位移基本保持一致,此时行波激励效应对结构关键位置处内力的影响可忽略不计。
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团粒尺寸对饱和红黏土动力特性影响试验研究
2025,47(2):270-280, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230731001
摘要：
广泛用于路基填料的红黏土容易胶结成不同团粒结构,从而对土体的动力特性产生重要影响。为探究团粒尺寸对饱和红黏土动力特性的影响,运用GDS动三轴仪对最大团粒尺寸Dmax分别为5.0\,2.0和0.5 mm制备的饱和压实样,开展不同循环应力比的循环荷载不排水三轴试验,以探究土体的动轴向应变、动弹模量以及阻尼比随团粒尺寸的演化规律。具体结论如下:(1) 累积动轴向应变随循环次数增多而增大的演化规律主要集中于循环次数为200次的范围内;累计动轴向应变随循环应力比的增大呈指数型增长。(2) 考虑容许循环应力比之前,越大团粒尺寸制备试样所产生的累积动轴向应变越大;考虑容许循环应力比之后,越大团粒尺寸制备试样所产生的累计动轴向应变反而越小。(3) 不同团粒尺寸试样在同一循环应力比作用下,土体动弹模量和阻尼比随振动次数的增加逐渐趋于一致,表明团粒尺寸只在循环荷载作用初期对动弹模量和阻尼比产生重要影响。
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单桩式海上风机基频计算方法及参数分析
2025,47(2):281-288, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230720003
摘要：
海上风机结构体系属于动力敏感型结构,参数变化易对系统基频产生影响。系统基频是海上风机结构与基础设计的关键,精确计算系统基频具有非常重要的工程意义。文章基于Euler-Bernoulli梁理论,考虑桩-土相互作用、水体附加质量和塔筒变截面特性,采用回传射线矩阵法建立单桩式海上风机系统横向基频计算方法。利用实际工程验证该方法的精确性和有效性,并对系统基频偏移因素进行综合分析。分析表明,桩-土相互作用、水体附加质量和塔筒变截面特性对系统基频影响显著;系统基频对参数的敏感性为:桩基埋深＞桩径＞地基土模量＞上部质量＞海水深度＞桩基壁厚;桩基埋深、桩径、地基土模量和桩基壁厚存在临界值,超过该值后参数变化对系统基频基本无影响。文章在一定程度上揭示了系统基频偏移因素影响规律,可为风机的结构和基础设计提供参考。
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昆明市某特殊设防类建筑隔震结构一体化设计与性能分析
2025,47(2):289-299, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230718002
摘要：
结合云南省昆明市某特殊设防类建筑设计项目,介绍一种基于《建筑隔震设计标准》的特殊设防类建筑一体化隔震设计方法。采用YJK软件进行结构设计,选取7条符合规范要求的地震动时程,借助ETABS分析平台对结构分别进行设防、罕遇与极罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,讨论特殊设防类隔震结构在极罕遇地震作用下隔震橡胶支座的拉、压极限应力控制指标。分析发现:隔震技术有效降低了结构的水平向地震响应;在设防地震作用下结构的最大层间位移角、最大楼面水平加速度均满足规范要求;在罕遇地震作用下结构的最大层间位移角、最大楼面水平加速度,以及隔震橡胶支座的拉、压应力与水平位移均满足规范要求;在极罕遇地震作用下结构最大层间位移角和隔震橡胶支座水平位移均满足规范要求,隔震橡胶支座的拉、压力限值分别以1MPa、20 MPa控制,结果偏于安全。动力弹塑性时程分析结果表明所提隔震结构达到了“设防地震不坏、罕遇地震可修、极罕遇地震不倒”的抗震设防目标。
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外置连接钢板强度对节段拼装CFST桥墩抗震性能的影响试验研究
2025,47(2):300-308, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230809003
摘要：
为使桥梁下部结构在地震过程中减少损伤且震后可实现快速修复,基于可恢复功能结构设计理念,提出一种设置有外置耗能连接件（EREDL）的预制填充的钢筋混凝土（PSCFST）桥墩,并针对设置不同强度EREDL的PSCFST桥墩试件进行水平低周往复拟静力加载试验。试验结果表明,EREDL可实现预期的作用效果,且Q355强度的EREDL抵抗变形的能力更强;通过对比分析，两组桥墩的滞回性能、耗能能力、残余位移以及退化刚度,发现在5%的偏移率范围内EREDL强度的提升会降低桥墩的承载力,并增大桥墩的残余位移。研究成果可为节段预制拼装桥墩的设计和抗震性能优化提供重要参考。
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地震作用下油井套管的动力响应分析研究
2025,47(2):309-318, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231123004
摘要：
地震作用下油井套管的动力响应规律关系到油井生产和运营的安全性。基于弹性地基梁和土-结构相互作用理论,建立套管横向振动力学模型;运用有限元和时程分析法,建立无油井套管的场地土层和油井套管-土的数值模型,研究不同加速度峰值El-Centro波作用下油井套管动力响应规律。结果表明:(1)套管、土体的位移和加速度响应随着埋深增大而减小,且减小幅度增大。(2)套管的存在降低了场地土的地震动力响应,但降低幅度较小。(3)地面0 m处套管的地震动力响应最显著,土体非线性特征明显;套管在地面0 m处附近产生应力集中,为最不利位置处。(4)在土体刚度变化较大的位置出现应力突变,应力峰值在2~6s、9~12s持续波动,对套管造成较大的变形与破坏;套管加速度时程曲线比输入的地震波时程曲线滞后0.08s。(5)地面0 m处附近约束套管的土体变形比较深处的土体严重,加速度时程曲线呈现明显的多峰特征。研究结论可为油井的抗震设计、安全生产和运营维护等提供理论依据和技术支撑。
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基于IV、CF、LRIV和LRCF模型的海南昌江县地质灾害易发性评价研究
2025,47(2):319-330, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230512003
摘要：
海南省昌江县地质条件复杂,地质灾害频发,开展地质灾害易发性研究对该县地质灾害防治与监测预警具有重要的现实意义。以昌江县为研究区,选取岩土体、高程变异系数、坡度、断裂、起伏度、河流、道路、降雨作为易发性评价指标,采用信息量(IV)模型、确定性系数(CF)模型、信息量逻辑回归(LRIV)模型及确定性系数逻辑回归(LRCF)模型进行地质灾害易发性评价研究。评价结果显示,昌江县地质灾害高易发区主要分布于山区公路和河流两侧沿线,而极低易发区基本位于西部平原地区;四种模型的AUC值分别为0.755、0.749、0.766及0.764,表明预测精度满足易发性评价要求;LRIV模型与其他三种模型相比具有更高的可靠性和准确性。研究结果可为海南岛西南山区地质灾害防治与监测预警提供科学依据。
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内置开孔钢板-钢筋混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究
2025,47(2):331-341, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230725004
摘要：
为研究内置开孔钢板-钢筋混凝土组合剪力墙抗震性能,以边界条件和平面外屈曲约束条件为参数,设计制作2片开孔钢板剪力墙和1片内置开孔钢板-钢筋混凝土组合剪力墙试件,并进行拟静力试验。根据试验现象和实测数据,对比分析剪力墙的滞回性能、抗侧刚度退化规律及耗能能力。分析结果显示:内置开孔钢板-钢筋混凝土组合剪力墙实现了两阶段设计理念,即“小震时由内置钢板与外包混凝土共同抗侧,大震时外包混凝土压溃耗能且为钢板提供面外约束”,抗侧刚度高、耗能能力强,具有较好的抗震性能;通过钢板开孔的方式避免屈曲导致的局部折曲撕裂;四边连接开孔钢板试件整体性更好,拉力带发展更充分;内置开孔钢板-钢筋混凝土组合剪力墙的极限承载力和抗侧刚度均显著高于开孔钢板剪力墙,且到达极限承载力时，对应的层间侧移已超过框架剪力墙结构弹塑性位移角限值1.0%；而侧移达到4.0%时，承载力和对应抗侧刚度与纯开孔钢板剪力墙趋于一致;内置开孔钢板-钢筋混凝土组合剪力墙的黏滞阻尼系数明显大于开孔钢板剪力墙,耗能能力更强;组合剪力墙承载能力约为开孔钢板墙和钢筋混凝土墙的承载能力之和；组合后墙体延性不及开孔钢板剪力墙,但因外包混凝土板的约束,内部钢板仍能继续承载并发挥耗能作用。
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泥石流冲蚀桥墩防护格栅模型试验研究
2025,47(2):342-350, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230506001
摘要：
泥石流对桥墩的冲击破坏能力与其流速、固相物质含量及颗粒组成有关。基于此,从防护桥梁桥墩角度,提出一种新型的泥石流冲蚀桥墩防护格栅,新型格栅可持续对泥石流固相颗粒进行调控,使泥石流固相颗粒粒径减小、容重和冲击力降低,可有效保护桥墩。在室内开展一系列模型实验,研究格栅引流角度、格栅跨度等结构参数对防护效果的影响。结果表明:(1)随引流角度增大,格栅内侧泥石流容重降低率和粗颗粒含量减小率均先增大后减小,具有二次函数关系;(2)随格栅跨度增大,容重率逐渐降低，粗颗粒含量逐渐减小,并具有线性关系;(3)泥石流在格栅处的冲起高度，随格栅与开口间距增大而逐渐减小,两者之间存在指数函数关系;冲起高度随引流角度增大而逐渐增大,两者之间具有线性关系。文章结合理论分析，建立新型格栅各个结构参数的取值方法,为工程设计提供依据。
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基于有限状态机实现Davidenkov本构模型的研究
2025,47(2):351-360, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230802002
摘要：
为解决传统编程方法在实现非线性本构模型时的可维护性差、二次开发困难等问题,基于有限状态机(FSM)原理，提出状态模式驱动和数表驱动的两种编程实现方法；通过对两种编程方法的对比,认为FSM结合数表驱动的方法更适合编写非线性本构程序；随后对Davidenkov本构模型滞回曲线进行修正,提出两种滞回曲线构造形式:指向失效点型和指向修正点型。改进的Davidenkov本构模型纠正了“n倍法”模型在失效后，剪应变反向达到上限，而剪应变未进入失效状态的缺点,使得改进的Davidenkov本构模型在模拟土动应力-应变关系时更加合理,尤其是指向失效点模型在多次加卸载作用下,对土体剪切刚度的模拟情况更为精确;为验证基于FSM编制的本构程序具有可维护性强、二次开发简单等特点,依据FSM结合数表驱动的方法编制了Davidenkov及其修正的本构模型程序,以验证该方法的有效性与正确性。
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强降雨作用下黄土-泥岩接触面滑坡模型试验及稳定性研究
2025,47(2):361-369, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231121005
摘要：
为探究黄土-泥岩接触面滑坡在强降雨作用下的破坏特征并对其进行稳定性评价,以甘肃省陇南市徽县某滑坡为依托,采用物理模型试验、有限元数值模拟及理论分析的手段,揭示黄土-泥岩接触面滑坡的变形破坏特征，并改进理论分析计算方法。研究表明:(1)在持续性强降雨作用下,黄土与泥岩交界面附近土体一直处于饱和状态,黄土-泥岩接触面滑坡的主要变形过程为滑移拉裂,坡体的破坏模式为牵引-推移复合式;(2)滑坡稳定性随着降雨强度的增加逐渐降低,通过多组滑坡模型试验,得到不同降雨强度下滑坡启动时间,发现降雨强度与滑坡启动时间呈对数关系;(3)通过模拟滑坡位移变化,发现黄土-泥岩接触面处孔隙水压力最高并向周围不断扩散降低,符合黄土-泥岩接触面滑坡实际入渗特征,验证了滑坡模型试验所得结论的准确性;(4)基于传统的不平衡推力法,考虑降雨入渗所产生渗透力的影响,改进稳定性计算方法,并对滑坡稳定性进行评估,结果显示滑坡稳定性系数明显低于规范所求,表明坡体从降雨开始至发生失稳所需时间明显小于常规预测值。研究结论可以为滑坡灾害的研究与防治提供重要依据。
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长周期地震动作用下穿斗式木结构民居动力响应分析
2025,47(2):370-382, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230722001
摘要：
为研究具有柔性受力机制的穿斗式木结构在长周期地震动作用下的动力响应规律,运用OpenSees软件建立带木板墙穿斗式木结构的有限元模型；在验证其合理性的基础上,探究穿斗式木结构民居在长周期地震动作用下的动力损伤演化机制。结果表明:通过合理简化关键节点和构件后,建立的有限元等效模型结构x向和y向的一阶平动频率与相应试验值的误差分别为6.5%和11.3%;等效模型的加速度放大系数沿结构层高方向的变化规律与试验结果相同。试验发现，长周期地震动TCU054、TCU102、ILA048和ILA056的傅里叶谱幅值主要集中在低频段,其加速度反应谱的长周期成分较Taft波更为丰富。在长周期地震动的作用下,结构的加速度放大系数、位移反应、层间剪力均大于相同峰值加速度Taft波作用下的动力响应。在峰值加速度为0.22g的长周期地震动作用下,结构屋脊x向和y向的最大相对位移分别是Taft波作用下的2.09~9.76倍和2.68~8.71倍；基底剪力分别是Taft波作用下的1.30~1.71倍和1.46~2.09倍。-
青岛地区钻孔倾斜仪地铁干扰定量分析
2025,47(2):383-392, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231106001
摘要：
受青岛地铁运行影响,青岛地区钻孔倾斜仪存在高频干扰,每日干扰出现时间与地铁运行时间一致,通过定性分析青岛地区五套钻孔倾斜仪数据,发现距离地铁2 km内的倾斜仪会受到地铁干扰,当距离超过15 km时,不再受地铁干扰。为定量分析地铁的干扰特征,利用变分模态分解(VMD)方法对青岛地区受地铁干扰的倾斜仪数据进行分解,同时结合广义S变换，以验证VMD分解层数K值的准确性及去噪的有效性,分析得出青岛地区受不同地铁线路干扰的钻孔倾斜仪均具有5个干扰模态分量。去除地铁干扰分量并重构数据后,数据信噪比提升,有效提高了数据可用性。
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地震作用下中陡倾顺层岩质斜坡的动力响应特性及破坏模式
2025,47(2):393-403, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240415002
摘要：
中陡倾顺层岩质斜坡在地震作用下的变形破坏机理较为复杂。基于振动台试验,设计并制作岩层倾角大于坡角的中陡倾顺层岩质斜坡,研究其在单向和耦合向地震波作用下的动力响应特性和破坏模式。试验结果表明,模型斜坡的水平向动力加速度存在明显的非线性高程放大效应,在距坡表20 cm深度范围内存在显著的非线性趋表放大效应,且斜坡对耦合向地震波的动力响应更强烈。低幅值、低频率条件下,斜坡对天然波的动力响应较正弦波强烈;斜坡的水平向加速度峰值(PHA)放大系数随着幅值的增加而增大;当频率增大且接近斜坡的自振频率时,斜坡的PHA放大系数会显著增大。耦合向地震波对波形、幅值、频率影响下的PHA放大系数均有促进放大的作用;相比单向地震波,耦合向地震波对斜坡的破坏作用更大。地震作用下中陡倾顺层岩质斜坡的破坏过程可总结为三个阶段:斜坡中上部裂隙产生阶段→裂隙扩展、贯通阶段→斜坡中上部滑塌、斜坡失稳阶段。
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石棉县草科乡倪厂沟“8·14”泥石流动力学演化过程分析
2025,47(2):404-414, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230905001
摘要：
在2022年“9·5”泸定地震后,震区内一系列同震滑坡、崩塌广泛堆积形成了松散固体物质,在强降雨的作用下,极大地提高了震后山区泥石流暴发的可能性。2022年9月20日,石棉县草科乡倪厂沟流域发生了10年一遇的强降雨,导致泥石流暴发,泥石流物质冲出沟口并堆积在河道内,致使河道堵塞。2023年8月14日,倪厂沟泥石流再度暴发,致使下游新建拦砂坝於满。选择倪厂沟流域为工作区,剖析该地区泥石流致灾条件。基于FLO-2D软件，模拟倪厂沟在有防治工程与无防治工程条件下，降雨频率为10%时泥石流的演化过程分析；通过Ω评估系数法,利用倪厂沟“9·20”泥石流以验证模型精度。结果表明，此种模拟方法下的倪厂沟泥石流动力演进过程模拟精度评估系数Ω为1.59,说明该模型具有一定的可信度；并分别开展倪厂沟在5%、2%以及1%三种降雨频率下的泥石流冲出预测研究;同时,设置在有防治工程的条件下，降雨频率为10%时泥石流模拟结果与倪厂沟“8·14”泥石流实际运动结果相耦合,初步判断倪厂沟“8·14”泥石流的暴发频率为10年一遇。此外,通过模拟倪厂沟流域分别在2%与1%这两种降雨频率下所暴发的泥石流,发现其皆导致了拦砂坝防治效应失效,泥石流物质冲出沟口导致河道堵塞,且伴随着降雨频率从5%到1%的变化,泥石流所威胁的范围也逐渐增加。
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典型黄土场地简支梁桥桩-土相互作用抗震特性
2025,47(2):415-425, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240228001
摘要：
为研究黄土场地地震动放大效应对基础设施的影响,以某简支梁桥为研究对象,基于有限元理论,建立考虑El-Centro波水平耦合作用的桩-土-桥梁模型,并分析其加速度响应、频谱特性以及位移变化,以阐明黄土场地桩-土相互作用特性。研究结果表明:随着地震动峰值加速度(PGA)的增大,桩-土相对位移和桩基峰值加速度均呈明显的增趋势;PGA放大系数随着高程的增加呈正比例增大,结构的卓越频率随着高程的增加逐渐向低频方向移动;傅里叶幅值随着高程的增加逐渐增大;相对于远场土体,桩周土0~20 m范围内峰值加速度最大增加了30.87%。随着桩基长度的增加,桩-土间的相对位移以及桩基加速度响应都明显增大;桩基直径的增大能有效减小桩-土相对位移以及结构的加速度响应。
地震研究
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嘉山—庐江断裂合肥盆地段第四纪活动特征初探
杨源源，李飞，李鹏飞，彭刘亚，疏鹏，潘浩波，曹均锋，占美煌，李勇
2025,47(2):426-436, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230821001
摘要：
嘉山—庐江断裂是郯庐断裂带安徽段的东支主干断裂,目前对其合肥盆地段第四纪活动特征的研究不足。通过在断裂沿线关键隐伏地段开展浅层地球物理勘探(高密度电法与地质雷达探测),以及在基岩出露区开展遥感解译与露头剖面调查工作,对该断裂合肥盆地段的几何展布特征与第四纪活动性进行初步探讨。结果表明:(1)嘉山—庐江断裂平面上主要从浮槎山以东的古河盆地内部经张八岭隆起内部向北延伸,与浮槎山东麓、张八岭隆起西麓展布的藕塘—清水涧断裂在名称上不宜混用;(2)嘉山—庐江断裂合肥盆地段局部存在较好的线性影像特征,断裂控制线性沟谷、山脊及部分河流的展布,表明其具有新活动性;(3)嘉山—庐江断裂合肥盆地段最新活动为逆冲性质,最新活动时代为中更新世中晚期。
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芦山MW6.8地震Newmark位移方向性研究
2025,47(2):437-447, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231008002
摘要：
为研究2013年芦山 MW6.8地震Newmark位移的方向性特征,使用震源区近场22个台站的强震动记录,利用Boore的改进方法对地震动进行投影,分析Newmark位移随方向性变化、最大值与最小值比值(Dnmax/Dnmin)和卓越方向(θmax)等特征。得出以下结论:(1)Newmark位移随方向的变化存在明显的波峰和波谷,其最大值方向与最小值方向夹角在多数情况下处于近似垂直的关系。(2)Dnmax/Dnmin随着临界加速度(ac)的增大而增大;ac较大时,Dnmax/Dnmin随断层距的增大逐渐增大;此外,场地类型对Dnmax/Dnmin也有一定影响。(3)θmax在断层两侧和同震位移方向存在较强的相关性,在断层两端与同震位移方向相关性较弱;θmax与断层走向垂直方向(FN)的相关性不强;此外,θmax不随ac发生显著变化。(4)基于Arias烈度和考虑地震震级的Newmark位移经验模型对考虑方向性的Newmark位移的预测效果最好。-
甘肃省地震灾害防御服务平台设计与实现
2025,47(2):448-457, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230530004
摘要：
甘肃是我国少有的地震高烈度省份之一,近年来甘肃省地震灾害防御信息化建设取得了一些成绩和进展,但尚未建设市县级地震灾害防御业务技术系统,存在全省资源无法有效整合、数据信息服务程度低等问题。文章在甘肃省地震灾害风险普查工作基础上,构建集地震灾害危险性、承灾体、地震灾害风险评估等成果的展示、查询与服务为一体的省、市、县三级地震灾害防御服务平台,实现省-市-县三级数据互联互通和风险普查成果的统一汇聚与服务,利用网页、地图、统计图表等多种形式为全省地震灾害风险防治提供信息化服务,最大限度满足各级地震部门的业务需求,全面提升全省震害防治服务能力。
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利用面波直接反演方法研究滇西北地壳三维S波速度结构
2025(2):458-467, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231121004
摘要：
我国滇西北地区(25°~27°N,99°~101°E)是川滇菱形地块西边界所在区域,由于构造运动活跃,是我国地震灾害比较严重的地区,非常有必要深入研究其孕震结构。文章利用该地区69个短周期流动台站2020年记录的连续波形,通过背景噪声互相关计算和时频分析方法,提取所有台站对Rayleigh面波相速度频散曲线,采用基于射线追踪的面波频散直接反演方法,得到研究区地下三维S波速度结构。研究结果表明，研究区域上地壳速度结构存在明显差异,特别是大型断裂带的分段特征明显。如维西—乔后断裂带浅层5 km内整体表现为西北部高速,东南部低速;程海断裂带北段高南段低,在宾川盆地存在厚度约5 km的低速异常,说明宾川盆地存在较厚的沉积层。地壳浅层波速和地形起伏有较好的对应关系,在盆地区域整体表现为低速,高山区域为高速。2021年漾濞MS6.4地震发生在S波高低速过渡区域,研究区中下地壳内存在不同程度的低速区,可能为地震的发生提供了孕震环境。
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考虑网壳结构失效特征的修正Park-Ang地震损伤评估研究
2025,47(2):468-479, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231125001
摘要：
为研究三维地震作用下网壳结构损伤程度,基于增量动力分析（IDA）方法对网壳结构两种典型失效特征进行分析并加以讨论。通过修正Park-Ang地震损伤模型公式相关参数项,考虑结构变形和能量两个动力响应指标的影响,建立网壳结构损伤判别准则,提出网壳结构不同失效状态对应的损伤性能水准。结果表明:网壳结构的失效破坏特征分为动力强度失效和动力失稳失效,修正的Park-Ang地震损伤模型可较好地评估这两种失效模式的损伤程度,网壳结构失效时的损伤值收敛于1.00且离散性较小。网壳结构的破坏程度可以划分为基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏和倒塌,对应的损伤界限值分别为0、0.15、0.65、1.00。根据规范要求，选取四条不同类型地震波加以验证,证明修正的Park-Ang地震损伤模型能够较好地考虑位移与耗能的耦合效应,对网壳结构整体损伤评估更为合理。
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2023年积石山MS6.2地震发震断层倾向争议讨论与相邻断裂地震危险性评估
2025,47(2):480-491, DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240520001
摘要：
2023年12月18日甘肃省积石山县发生 MS6.2地震。选取Sentine1-1A升、降轨SAR卫星影像,采用差分合成孔径雷达干涉测量(D-InSAR)技术获取此次地震的同震形变场。结果显示,升、降轨LOS向同震形变场长轴为NW—SE向,变形为正值,向卫星方向靠近,揭示出地表抬升,升、降轨LOS向最大形变量分别为12cm和9cm。以升、降轨形变数据为约束,采用梯度下降法(SDM)反演同震滑动分布。反演结果表明:发震断裂西南倾向和东北倾向断层模型均能较好地正拟合合成孔径雷达干涉测量(InSAR)同震形变场观测值,反映出积石山地震为逆冲兼走滑型。为解决此次地震发震断层及倾向争议,重点结合区域构造背景和余震分布,推测其发震断层为一条走向NW—SE且倾向SW的隐伏断层,走向~148.4°,倾角52°,滑动角~130°,可能为积石山东缘断裂分支断层。同震库仑应力模型显示,临潭—宕昌断裂东段、冷龙岭断裂东段、海原断裂西段、拉脊山南缘断裂西段、贵德断裂等断层段位于同震库仑应力变化(ΔCFS)正、负跨界转换处,应给予关注。
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四川盆地典型地震灾区居民住房受损影响因素及特征分析
摘要：
2021年9月16日,四川泸县发生 MS6.0地震,导致泸县18个乡镇不同程度受灾。通过现场的调查资料,定量统计出灾区居民住房损坏情况,评估房屋结构、震中距离同居民住房损坏程度间的关系,并建立四川盆地典型地震灾区不同地震烈度下的居民住房易损性矩阵。在此基础上,比较此次地震与同震级下其他地震平均震害指数的差异,进而探讨研究区居民住房破坏程度的特征及原因,得出以下结论:(1)住房易损性由高到低为砖混结构、砖木及其他结构(土木、木、石砌结构)、钢混结构;(2)泸县地震中90%的住房损坏出现在震中距6 600 m内的区域;(3)比较同震级两次地震发现,盆地对居民住房造成的损坏比山地低1~2倍。研究结果可为四川盆地及其他地震多发地区震后灾损快速评估、居民住房规划重建提供科学参考依据。
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玄武岩和聚丙烯混合纤维改良西宁黄土力学和热学特性分析
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240420001
摘要：
在工程建设中，地基强度至关重要。因此，针对土体强度的改良研究始终处于学界的前沿地位。为了探究混合纤维对黄土加筋效果、作用机理及其影响因素，对青海东部的黄土进行改良研究。以取自西宁市的黄土为研究对象，通过常规三轴试验、冻融循环试验和热常数分析试验，确定出适合西宁地区单体纤维的最佳掺量和混合纤维的最佳掺量比；探讨在不同含水率和不同冻融循环次数影响下素黄土和混合纤维加筋黄土的力学和热学特性，并通过SEM从微观结构的角度评价加筋黄土的加固机理。研究结果表明：(1)在B:P=3:2时，混合纤维加筋相较于玄武岩和聚丙烯单体纤维加筋，土体强度分别提升了23.2%和13.2%；(2)当含水率分别为10%、12%、14%、16%和18%时，混合纤维加筋黄土的粘聚力和弹性模量表现出随含水率增加先升高后降低的变化趋势，当含水率为14%时，对土体强度提升最大，加筋效果最好；而内摩擦角和导热系数随含水率增加而呈现下降趋势，相较于素黄土，变幅较小。(3)在冻融循环影响下，试样的粘聚力、内摩擦角、弹性模量及导热系数均随冻融循环次数的增加呈现出下降趋势。当冻融循环次数达到20时，混合纤维加筋黄土与素黄土的强度损失率差值达到最大值9.8%。研究成果可为混合纤维加筋土的工程设计提供一定的理论依据和科学参考。
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爆破振动传播规律及控制技术研究进展
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240115001
摘要：
在各种由爆破作业引起的危害中，爆破振动的危险性最大，对周围环境和结构安全构成显著威胁。为给爆破振动研究工作提供参考，首先回顾了爆破振动理论在国内外的发展历程，详细介绍了关键的理论研究进展和研究成果。在此基础上，总结了爆破振动传播规律的研究现状，并对高程放大效应和空洞效应进行了阐述。梳理了不同国家关于爆破振动安全判据的标准。其次从能量源、传播介质和传播过程三个方面，对爆破振动控制技术进行了细致的分类讨论，并介绍了新型爆破技术在实际工程中的应用特点及其优势。最后对工程爆破技术的研究现状进行总结，指出现有研究在爆破振动衰减规律、安全判据制定以及爆破控制技术方面存在的不足，对未来的研究方向提出具体的展望。
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临潭—宕昌断裂现今闭锁程度及地震危险性分析
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240131001
摘要：
基于2009-2013年、2015-2019年两期GNSS数据，采用Tdefnode负位错方法对临潭-宕昌断裂进行反演，最终得到岷县-漳县6.6级、夏河5.7级两次地震震前临潭-宕昌断裂的闭锁程度以及滑动亏损速率，结合小震的空间分布和GNSS剖面结果，分析地震发生前断裂的小震活动特征及地壳水平运动特征，并进一步探讨断裂未来的地震危险性。结果表明：在两次地震发生前，断裂发震位置均表现为强闭锁状态，同时反演得到的闭锁深度与地震的震源深度基本一致，断裂滑动亏损速率相对较低；结合小震空间分布的结果发现在两次地震前都出现了小震平静期，而小震平静期的长度也与震后余震分布长度基本一致；基于跨断层GNSS剖面显示临潭-宕昌断裂现今以逆冲挤压为主，兼有左旋走滑运动，震后相比与震前，断层滑动速率有所增强。综合上述地震震前异常特征，发现临潭段东段到岷县—宕昌段以及合作段东段存在强闭锁和较高的滑动亏损速率，并且强闭锁区域也对应出现了小震平静期，未来应重点关注这两个区域的地震危险性。
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地表/井下反应谱比值与地脉动HVSR相关性研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231202001
摘要：
尽管地脉动水平/竖向傅里叶幅值谱比（HVSR）法尚存在基础理论欠缺，但已被广泛应用于场地条件参数估计与地震动场地效应研究中。对地脉动HVSR予以改进，建立用之估计地震动作用下地表/井下加速度反应谱比值（SBSRa）的经验方法，可使利用地脉动现场观测数据估计地震动放大系数成为可能，进而为地震动场地效应研究提供基础数据。基于日本KiK-net台网中589个台站的30余万组强震动加速度记录，利用时程事前时间的地脉动数据提取出稳定的地脉动HVSR，统计了地脉动HVSR与地震动强度较小时SBSRa之间的相关性，发现二者形状相似、卓越频率相近；采用频率归一化方法获得了分类型的地脉动HVSR经验修正系数，并据此提出了一种利用地脉动HVSR预测地震动SBSRa的建议方法。可靠性分析结果表明，该建议方法所预测的地震动SBSRa具有工程可接受的精度，超75%台站的地震动SBSRa预测值与实测值之间的Jaccard相似系数在0.58以上，验证了利用地脉动HVSR粗略估计地震动强度较小时地震动SBSRa的有效性。
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贝叶斯概率统计预测模型在三峡工程水库地震重点监视区地震趋势性的应用与检验
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231223001
摘要：
水库地震是由人类工程活动引发的地震活动，具有群发性、高频次和大烈度特点，对其进行预测研究有助于评估水库地震灾害风险。本研究将三峡工程水库地震重点监视区划分为1 km×1 km的若干预测单元，运用贝叶斯概率统计预测模型，依据库水深度、岩体类型、区域构造应力状态、断层活动性、岩溶发育程度、库水透水深度、与库水沟通关系、地震活动背景8个诱震因素来预测诱发震级的概率。结果表明：在重点监视区，以碳酸盐岩为主的库岸附近区域，诱发地震概率较高。仙女山断裂北端、高桥-牛口断裂近库岸段存在诱发中强震（6.0>M3≥4.5）的可能。而三峡坝址区、远离库岸区域不发震或诱发微震的概率较高。此外，为了验证预测模型的准确性，本研究还使用三峡水库175 m蓄水以来实际地震情况对预测模型进行检验，检测结果表明实际地震的发生地点及震级与预测结果存在明显的一致性。表明采用精细合理划分方式的贝叶斯概率统计预测方法在水库诱发地震危险性评定方面具有很好的效果。本研究的概率预测结果对于确定地震风险区域、制定地震预警和防范策略，以及保障水库工程的安全运行具有重要参考意义。
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利用无人机航测影像研究临泽断裂新活动习性及古地震事件完整性
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240614001
摘要：
活动断裂古地震事件的完整性是认识断裂活动习性，评价其未来强震危险性的重要基础。基于高分辨率影像解译活动断裂微地貌特征，可以与古地震探槽方法互补，共同构建完整的地震复发模型。本文以河西走廊中段榆木山北缘的临泽断裂为研究对象，基于无人机与摄影测量方法生成高精度地形地貌数据，通过详细的活动断裂断错地貌解译，进而沿断裂带测量了90组冲洪积扇上保存的线性断层陡坎的单次或多期次累积垂直位错值，得到累积位移概率分布曲线（COPD），获取了其垂直位错分组特征。沿断裂共计确定了6次累积位移峰值，分别为0.5、0.9、1.5、2.1、2.7、3.3m，揭示临泽断裂在晚更新世晚期以来可能经历了至少6次震级为Ms6.6-7.0的古地震事件，分析了前人古地震探槽方法揭示的古地震事件的完整性。参考探槽确定的古地震事件年代结果，其最新一次地震事件发生在距今2.1~2.5ka。基于以上分析，临泽断裂具有特征地震复发模式，其构造活动不断向断裂两侧和盆地内部挤压拓展。综合复发模式和离逝时间分析，临泽断裂最新一次地震事件的时间接近其复发周期，具有较高的强震危险性。
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断层控制的蠕滑型顺层岩质滑坡变形破坏机制与失稳模式
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231008003
摘要：
含软弱夹层顺层岩质边坡稳定性由软弱夹层和岩体共同控制，由于软弱夹层物理力学性质差，极易诱发顺层滑坡灾害。含控制断层顺层岩质边坡的失稳机制与破坏模式一直都是岩土工程领域中高度关注的问题。基于现场调查，以黄河上游某大型水电工程坝址区右岸顺层岩质边坡为例，利用有限单元直接求解边坡稳定性的方法建立模型，采用界面单元模拟结构面的摩擦滑动、张开和闭合，研究受F27断层控制的边坡发生蠕滑-拉裂变形破坏的发育特征、成因机制及不同工况下变形体的稳定性态。结果表明：由顺层节理以及断层F27所构成的潜在滑动面是控制边坡稳定性的关键因素。天然及暴雨状态下边坡整体处于基本稳定-欠稳定状态。地震及极端状态下，顺层节理和断层F27相继延伸、扩展、贯通形成蠕滑底边界，后缘发生拉裂变形破坏，导致坡体沿中-缓倾控制性结构面发生蠕滑-拉裂失稳破坏；边坡失稳后严重危害工程安全，需进行重点工程处理和边坡加固措施。
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融合改进的Camshift与Kalman滤波的复杂环境下隔震支座位移测量研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240222001
摘要：
为解决传统的Camshift算法在隔震工程应用时,过度依赖颜色信息、易受周围环境干扰的问题,提出了一种基于视觉的隔震支座位移测量方法。首先,对采集到的视频进行图像预处理,之后通过调节由Canny算子获取的目标边缘信息和由Camshift算法得到的颜色信息的权重,生成融合信息直方图,从而增强算法在目标跟踪时的稳定性。当目标未被遮挡时,直接使用改进的Camshift算法来获取目标的位置；当目标发生遮挡时,通过目标被遮挡面积判断遮挡程度,引入Kalman增益来预测目标位置,将预测和观测结果融合后,得到目标新的位置状态估计。随后,通过坐标转换获取真实位移信息。该方法准确性通过三层钢框架结构模型的振动台试验得以验证,结果表明,采用视觉方法测量与拉线式位移计测量的结果所得最大位移误差均小于6.84%,两者相关性也均在0.91之上。最后,将该视觉方法应用到某实际工程中,通过对比一个监测点视觉位移测量与拉线式位移计的数据,发现二者误差值仅为0.15mm,精度达到了98.56%,进一步表明该方法能够适应光照变化、灰尘和遮挡等复杂的隔震层环境,具有良好的准确性和鲁棒性。
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2024年地震灾害全球概览
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20250121002
摘要：
利用多种途径搜集到的地震灾害信息，整理2024年全球地震活动和受灾情况，绘制了2024年灾害地震分布图，分析了形成重灾年的地震震级特征。对导致人员伤亡的地震灾害信息和损失情况进行全面汇总，对重大地震灾害进行了深入分析，并总结了2024年全球地震灾害的主要特点。相较于往年的地震事件，2024年的全球地震活跃度较低，没有出现8级或更高级别强震，同时7级及以上的地震发生频率也有所下降。2024年全球地震灾害表现为伤亡轻，灾害地震多发生在环太平洋地震带，重大灾害集中、伤亡原因明确的特征。针对本年地震灾害伤亡原因和21世纪以来灾害地震活动情况，提出了一系列地震灾害预防措施和建议，并强调了未来地震防御工作中需要重点关注的方面。
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自复位支撑结构设计屈服点确定方法研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231026003
摘要：
确定结构设计屈服点是建立等延性弹塑性位移反应谱的关键问题，笔者提出一种自复位支撑结构设计屈服点确定方法。采用直接基于位移的设计方法设计了三层和五层自复位防屈曲支撑钢框架结构，分析设计屈服点对直接基于位移设计方法的精度和设计结果影响规律。研究结果表明，对于低层和多层结构，采用笔者所提出的屈服点确定方法进行直接基于位移的抗震设计时，结构延性能力能够满足延性设计需求；相比于传统的设计屈服点确定方法，在8度大震下结构最大层间位移角更接近2%的设计目标，降低了自复位防屈曲支撑的第一刚度设计值，设计的结构在满足安全性的同时具有更好的经济性。
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基于真实地形的山谷场地三维地震响应特征研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230906003
摘要：
为探讨典型山谷场地的地震响应特征，以北天山地区典型山谷场地为背景，基于真实地貌建立了三维动力有限元数值分析模型，分析了脉冲及非脉冲型地震作用下的场地位移、加速度和谱加速度响应特征。研究表明:场地地震动力响应受地形特征影响显著，地表位移和加速度响应均随地势升高而整体放大，狭窄山谷区的位移响应强于宽阔山谷区但加速度响应弱于宽阔山谷区；局部突起的山嘴地形会造成局部位移响应放大，非脉冲型地震作用下局部加速度响应放大现象显著，而脉冲型地震作用下局部加速度响应放大现象不明显；随着地层深度减小，地层位移和加速度响应均放大，浅层岩体的位移响应放大效应减弱但加速度响应放大效应增强；两种类型地震作用下地表位移响应差异显著而加速度响应差异相对较小，随着输入地震动PGA增加位移和加速度响应均近线性增大；山峰等高地势区域的短周期谱加速度明显高于山谷等低地势区域，山谷低地势区域的长周期谱加速度则高于山峰区域，狭窄山谷区的长周期谱加速度明显高于宽阔山谷区，在山谷场地开展工程建设时应根据建筑结构自身特点进行合理规划和布置。
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西藏定日6.8级地震民居震害原因分析
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20250113001
摘要：
2025年1月7日在西藏自治区日喀则市定日县措果乡发生6.8级地震，震源深度10公里。极震区位于高海拔严寒地区、震中烈度达到Ⅸ度。此次地震的震中位于青藏高原拉萨地块内部的申扎-定结裂谷，发震断裂为登么错断裂，断层错动以正断层为主，最大同震位移量近3m。本文基于震前在西藏地震危险区对藏式民居结构的调查结果，梳理了1980-2024年西藏地区影响较大的破坏性地震，总结分析了定日6.8级地震的发震构造特点及当地民居建筑的震害情况。研究结果表明：定日6.8级地震在西藏地区历年地震中是震级较大、烈度较高、人员伤亡较为严重的一次地震；当地民居建筑多为墙抬梁式结构，震害主要表现为自承重墙体分层剥落甚至倒塌、墙体外闪和屋盖过重引起的房屋坍塌，木柱折断或梁柱节点破坏以及非结构构件的坠落等。最后，对此次地震人员伤亡较为严重的原因进行了总结分析。
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双向斜置波纹钢板剪力墙抗震性能试验研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230508001
摘要：
为解决平钢板剪力墙易产生面外屈曲的问题,提出了一种具备自防面外屈曲性能的新型双向斜置波纹钢板剪力墙(CCSPW)。为研究波纹角度对其抗震性能的影响,设计制作3个1/3缩尺CCSPW试件,通过MTS加载系统开展了试验研究,同时分析在低周反复荷载作用下的初始刚度、承载力、破坏过程与破坏形式、耗能能力以及延性等抗震性能指标。研究表明：在低周反复荷载作用下,CCSPW可较好地防止面外鼓曲现象,并有良好的侧向承载能力；双向斜向布置的波纹钢板一拉一压共同受力,有效提高了试件的初始刚度；其中,斜置角度为60°的CCSPW试件初始刚度最大；斜置角度为45°的CCSPW试件的承载力比其他两个试件分别提高了5.5%与10%,且延性系数最大,延性最好；斜置角度为60°的CCSPW试件的等效粘滞阻尼系数最大,与其他两个试件相比提高了2%-5%,且耗能能力较为优异。
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多因子约束的自适应四叉树InSAR数据降采样方法
莫昕宇, 贾治革, 黄宇, 邓德贝尔, 刘俊涛, 阮巧喆, 刘小利
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231128002
摘要：
InSAR形变场的数据压缩有助于提高同震滑动分布模型和发震构造参数的反演效率。但如何在剔除噪声和冗余信息与保留更多全局性和局部性关键形变特征之间取得平衡对传统压缩方法是一个挑战。为此，本文提出一种基于方差、形变梯度和相干性多因子共同约束的InSAR同震形变数据降采样方法，选取三个不同复杂性的震例进行了验证。结果表明，该方法保持了较低的采样率和更好的鲁棒性，可有效地剔除低相干性点，对关键性形变细节保留度较高，且对形变的线性分布约束更强。
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我国黄土高原地区地震烈度衰减关系研究
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20230819003
摘要：
利用黄土高原44次地震的地震烈度等值线图等资料，选用地震烈度椭圆的限定模型，运用两次加权、两步回归法分别建立了黄土高原西区和东区的地震烈度衰减关系。通过增加拟合限定条件，实现了长轴和短轴在震中和远场的烈度值大致相等的要求。与其他区域的地震烈度衰减关系对比显示，黄土高原地区烈度衰减关系具有显著的区域性特点。在大多数情况下，相同距离处，黄土高原西区的烈度值高于青藏区，最大差值可达0.8；当震中距较小时，黄土高原东区的长轴和短轴烈度值均低于东部强震区，因黄土高原东区烈度的衰减速率较慢，随着距离增大，其烈度值逐渐超过东部强震区。
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四川省Vs30数据构建及其应用-以四川汶川8.0级地震为例
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20231201001
摘要：
地下30m平均剪切波速作为场地划分的一项重要参数，在国内外建筑和构筑物的抗震设计规范以及局部场地影响的校正中得到广泛应用。然而，目前在中国地区使用广泛的USGS提供的地下30m平均剪切波速数据仍需进一步考证其适用性。本研究通过四川省地形坡度与浅层平均波速之间的相关关系以及地下30m平均剪切波速与浅层平均剪切波速之间的相关关系，制作了四川省地下30m平均剪切波速数据（Vs30），并将其应用于四川汶川8.0级地震的地震烈度评估中。结果显示：相较于广泛使用的USGS的地下30m平均剪切波速数据，本研究得到的四川省地下30m平均剪切波速结果与实际情况更为接近，使用本研究得到的地下30m平均剪切波速数据进行场地校正过的四川汶川8.0级地震烈度快速评估结果在重灾区和极重灾区区县的判定上更为准确。本文研究结果可以提高日后四川省地震应急产出的准确性，为震后应急指挥决策、应急救援工作提供第一手参考资料。
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积石山6.2级地震学校建筑典型震害特征及对人员疏散的启示
DOI: 10.20000/j.1000-0844.20240811001
摘要：
2023年12月18日，甘肃省积石山县发生6.2级地震。地震发生后，部分作者先后对处于不同烈度区的9所中小学及4个教学点内的15栋框架结构和24栋砌体结构进行调查与分析。调查结果显示，发生严重破坏的12栋建筑均为设置钢木屋架的单层砌体结构；框架结构仅有少数发生中等破坏，其余均为轻微破坏。在一些主体结构相对完好的学校建筑中，非结构构件、构筑物的震害仍相对严重，对校内师生的人生安全和疏散路径畅通造成较大影响。基于现场震害调查，归纳了教育建筑及内部设施常见破坏模式，总结了校内师生疏散路径上“房间”、“走廊”、“楼梯”、“户外”等主要环节存在的潜在安全隐患。结合本次地震中学校校园空间中的潜在安全隐患，建议可对非结构构件、设备与构筑物采取适当加固措施，以进一步提升震后学校师生的人员安全和疏散畅通性。
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地震工程
版权所有:地震工程学报
