摘要:

摘要:锚索桩板墙具有优良的抗震效果,以往研究集中于边坡位移、锚索应力和抗滑桩的变形,很少从边坡内部监测地震波入手研究,难以在时频域内清楚地表征边坡内部的损伤特征.基于此,文章设计并完成几何相似比为1∶10的大型振动台试验,结合HilbertGHuangTransform(HHT)方法,对锚索桩板墙加固边坡进行边坡损伤诊断和震害机理研究.结果表明:边坡破坏从滑面开始,随着地震峰值加速度的增大,坡面产生破坏的时间早于坡体内部,并逐步向低高程发展;锚索桩板墙可以充分发挥锚索对地震力的传递与抗滑桩对地震力的耗散作用,靠近锚索抗滑桩一侧坡体破坏滞后于远离抗滑桩一侧,且靠近锚索桩板墙一侧土体整体性明显更好;HHT 方法边际谱特征频率和特征幅值可以清晰表征坡体损伤过程,基岩与坡体之间存在动力响应不连续带,即为设计滑面位置.这为进一步认识地震波在坡体内的传播机理,研究边坡的破坏过程提供理论依据.

摘要:大豆脲酶诱导碳酸钙沉积(SICP)是一种植物酶微生物矿化技术,为了探究其在黄土工程中的应用前景,开展0~4.5 mol/L胶结液浓度下固化黄土的不固结不排水三轴试验,分析固化前、后黄土强度及应力\|应变关系,通过SEM和XRD测试固化前、后黄土微观结构变化和矿物组成。结果表明,随胶结液浓度增大,黄土强度先增大后减小,胶结液浓度为2.5 mol/L时,强度最大;经SICP固化后,黄土强度显著提升,最大为2 066.63 kPa,较未固化土至少增大1.31倍。SEM测试表明,SICP固化生成的碳酸钙晶体可以填充土粒孔隙,胶结部分土颗粒,进而提高土体强度;XRD测试表明,固化前后黄土的主要矿物成分不变,但固化后碳酸钙晶体的衍射峰数量和高度明显增加。成果可为应用SICP技术固化黄土提供新思路。

摘要:在基础隔震结构的隔震层设置负刚度装置可调节结构动力特性及抗震性能。针对隔震层设置预压弹簧导致的非线性问题,首先采用泰勒级数展开对力\|位移关系进行线性拟合,并对比研究设置预压弹簧纯负刚度元件(PNS)和阻尼负刚度装置(NSD)的基础隔震结构频域响应特性。进一步,利用小波分析对实际近断层地震激励进行时频分析,并采用解析模式分解方法将地震动分解为高频和低频成分,并分别计算高频地震波和低频地震波作用下设置PNS和NSD对基础隔震结构地震响应的影响。结果表明,与未设置负刚度装置的基础隔震结构相比,设置PNS会使得高频激励下的位移和加速度响应减小,但是低频激励下的位移和加速度响应会增大;而设置NSD不仅可以大幅降低基础隔震结构的位移和加速度频响函数峰值,并且能在很宽的频段范围内减小基础隔震结构的位移响应。

摘要:以大连临空产业园填海造地项目为背景,开展淤泥固化土动力特性试验研究。运用FLAC3D有限元软件对不同地基处理方案的直立沉箱护岸在地震作用下进行动力响应模拟。从加速度响应、孔压与有效应力、残余变形等方面定量评价直立沉箱护岸结构的抗震安全性。动力特性试验结果表明:阻尼比与剪切应变和固化剂掺量呈正相关,且围压越高,阻尼越小。数值分析结果表明:在地震作用下,不同的地基条件下加速度放大系数呈现出不同的峰值;沉箱下方砂土层不液化;淤泥固化土地基上沉箱的残余变形小于原状淤泥地基且高水位能减小残余变形,提高沉箱的安全性。研究成果可为类似港口工程抗震设计提供参考。

摘要:梁桥横向联系的优劣关系到桥梁结构的整体稳定性和承载状况。为科学准确地识别梁桥横向联系的损伤位置,评估横向联系构件的传载能力,以实际工程中16 m跨径简支空心板梁桥为研究对象,提出基于主梁跨中模态振型横桥向变化率之比以及相邻主梁模态挠度差的横向联系损伤识别方法,通过有限元仿真分析,对损伤识别指标的有效性进行验证,并定义横向传载性能折减系数ζ,用于评估横向联系的传载能力。结果表明:利用一阶模态振型横桥向变化率之比的增大位置能够进行铰缝的损伤定位;根据相邻主梁之间的模态挠度差在铰缝处的突变现象,也能够准确识别铰缝损伤位置;ζ是评判桥梁横向联系最显著的指标,ζ越大,其横向传递荷载的能力越差,因此,基于模态测试得出的横向联系传载性能折减系数ζ可作为评估铰缝横向传载能力的可靠指标。研究结果可为工程中检测、评估简支梁桥的横向联系安全状况提供有益参考。

摘要:针对输电塔-线体系,采取一种基于能力谱方法的抗震性能评估方法。首先,将输电塔-线体系简化为集中质点模型,并进行Pushover分析,得到其顶点位移-基底剪力关系曲线。然后,根据输电塔场地类别和设防烈度等,将设计反应谱转化为需求谱;建立控制指标与抗震性能之间的对应关系,将输电塔抗震性能划分为五级并建立相应的量化评价模型;按照能力谱方法绘制输电塔的能力谱曲线和需求谱曲线,确定输电塔结构性能点,进而对其抗震性能进行评价。最后,采用能力谱对某输电塔进行抗震性能评估,并采用动力时程分析方法对其进行验证。分析结果表明,能力谱方法分析结果与时程分析结果具有较好的一致性,满足工程精度要求。采用SRSS荷载分布时,在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下,能力谱法得到的输电塔顶点水平位移相对误差均在5%以内,建议采用SRSS分布模式对输电塔进行Pushover分析。

摘要:为研究地震作用下桥桩-土-隧道体系的动力响应特性,依托某实际工程,设计出8个试验工况,选取3种不同地震波类型及地震强度,开展几何相似比为1/30的振动台模型试验,并从体系的固有频率和加速度响应等方面进行分析。通过对比分析各个工况,结果表明:桥桩的存在会削弱周围土体以及侧穿隧道的加速度响应,而隧道的存在则会放大场地土以及附近桥桩的加速度响应;不同类型的地震波对桥桩-土-隧道体系动力响应的影响不同。试验结论可为类似工程的抗震设计提供一定的理论指导。

摘要:为确定分离式隧道后行洞爆破施工对先行洞以及后行洞结构稳定性的影响,以某公路隧道为研究对象,采用理论计算、数值分析和现场监测相结合的手段,研究后行洞爆破过程中先行洞及后行洞初次支护位移及振动速度的变化规律,确定爆破振动影响范围。结果表明:后行洞爆破施工对先行洞初支迎爆侧的影响大于背爆侧,且对迎爆侧拱腰的影响最大;监测断面前后10 m范围内初支变形量波动较明显,当控制标准为10 cm/s时,后行洞爆破施工对先行洞初支稳定性的影响较小。爆破施工过程中后行洞拱顶竖向位移最大,而拱腰水平位移最大,第10开挖步后竖向位移和水平位移均基本收敛;在此过程中,上台阶爆破对初支位移的影响大于下台阶。当以10 mm/d为控制标准时,爆破振动对后行洞初支的影响范围为20 m,与萨氏理论所确定的19.7 m的安全距离基本吻合。此外,数值模拟与现场监测所得后行洞拱腰收敛和拱顶下沉的变化规律基本一致,但其值前者略小于后者,分别减小了1.2%和2.3%。

摘要:为评价高烈度地震区滑坡隧道减震结构的减震效果,利用振动台模型试验测试,得到不同强度地震波作用下试验模型的加速度和动应变等数据信息;结合试验模型宏观灾变变形特征,采用多指标评估方法,揭示隧道减震结构区域性空间动力响应特征;基于弹塑性效应定义隧道结构塑性减震系数(PDC),阐明隧道结构的损伤演化规律。研究结果表明:(1)滑坡体破坏表现出区域性损伤破坏的连续性,隧道结构的损伤部位存在区域性差异;(2)隧道结构不同位置的加速度、速度和位移到达峰值的次数和时间存在差异,隧道结构局部及整体的动态响应受不同频段地震波的影响;(3)海绵橡胶材料作为隧道衬砌减震层具有良好的减震效果,但不会改变隧道结构受损变化的形式和频谱响应特性;(4)隧道结构的损伤破坏具有明显的累积效应,整个过程可分为弹性变形阶段、弹塑性变形阶段和塑性变形阶段,实际隧道工程抗减震设计应防止隧道结构过早进入塑性变形阶段。研究成果可为高烈度地震区隧道穿越滑坡区的变形机理及防控措施设计提供一定的理论参考。

摘要:开展4榀不同配筋方式的转换梁结构拟静力试验,并分析各榀试件的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等抗震性能。采用OpenSees中基于刚度法的宏观梁柱纤维单元,选取适宜的本构材料并考虑筋材的黏结滑移,建立合理的转换梁结构数值分析模型,将数值模拟和试验结果进行比较,最后进行抗震性能参数分析。结果表明:混合配筋试件具有良好的抗震性能,数值分析模型能较好地模拟出滞回曲线的捏缩效应,对特征状态下的荷载值模拟精度较高;增大混凝土强度或者柱纵筋配筋率对试件ZHL-4抗震性能有利,而墙肢轴压比的提高将不利于试件ZHL-4抗震性能。

摘要:为了对格宾支护-边坡体系地震稳定性进行研究,基于有限元数值模拟软件ABAQUS的动力分析模块,建立模拟格宾支护-边坡体系地震响应的数值模型,并以振动台试验结果加以验证,同时对可能影响格宾支护-边坡体系地震稳定性的参数进行分析。结果表明:格宾单元在地震作用下的位移时程曲线遵从相似的规律,在加速度达到峰值时位移曲线突变达到峰值,之后逐渐平稳;产生的位移沿高程逐渐增大,且最大位移增幅发生在底部和顶部的格宾单元处;控制格宾单元位移的关键在于减少相邻格宾单元之间的相对错动和格宾单元在地震作用下产生的变形,增大格宾单元的弹性模量、增大格宾单元间的摩擦系数、减少台阶的相对长度,都能明显增强格宾-边坡结构整体稳定性。

摘要:分析不同参数对节点抗震性能的影响,为梁柱翼缘连接板削弱型上焊下栓钢结构梁柱节点的设计提供参考。通过改变下翼缘连接板削弱区长度和框架梁截面形状,设计7组算例,利用有限元软件ABAQUS对翼缘连接板削弱型上焊下栓钢梁柱节点进行有限元分析,研究其破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、最大承载力和螺栓孔径变化率。有限元分析结果表明:下翼缘连接板削弱长度过短无法达到塑性铰外移的目的,削弱长度过长则会导致严重的平面外屈曲;梁全截面削弱组的抗震性能优于半截面削弱组与无变化组。翼缘连接板削弱型上焊下栓钢梁柱节点能有效利用翼缘连接板削弱区的塑性变形、拼接区螺栓的滑移、螺栓杆与孔壁的挤压,以及板件的摩擦来实现耗能。

摘要:在传统波阻板的基础上,将屏障隔振改进为相同厚度的双层波阻板。基于非饱和多孔介质和弹性介质中的波动理论,研究非饱和土地基中双层波阻板对S波的隔离效应。根据Helmholtz原理,获得S波入射下非饱和土地基中设置双层波阻板后地表竖向位移解答。首先研究双层波阻板的材料参数对其隔振性能的影响规律,研究发现通过调控双层波阻板的密度和剪切模量能够使双层波阻板隔振屏障获得最优隔振效果；然后对比双层波阻板与相同材质的单层均质波阻板的隔振效果,并分析入射角、频率、饱和度、波阻板的厚度和埋深等物理力学参数对其隔振性能的影响规律。研究结果表明:同一厚度的波阻板隔振体系中,双层波阻板的隔振效率比同等材质的单层波阻板分别提高了49.18%和42.59%;双层波阻板对低频、中频和高频的环境振动均有较好的隔振效果。

摘要:为了降低填充墙与框架柱在地震中发生的不利相互作用（如短柱破坏）,提出将高性能泡沫混凝土作为耗能墙布置在填充墙与框架柱接触区域,减缓框架柱的损伤;结合现有试验,对耗能墙-RC框架进行模拟,选取模型参数与材料本构关系,划分各构件单元类型,设置构件之间相互作用形式,建立高性能泡沫混凝土耗能墙精细有限元模型;并对耗能墙-RC框架进行滞回加载模拟,以获取其在地震作用下的响应。模拟结果表明,在层间位移角较小时,耗能墙耗能效果不明显,随着层间位移角的增大其耗能能力逐渐显现;当层间位移角为1/109时,耗能墙相比于普通填充墙,耗能能力增加了约30.20%;层间位移角为1/48时,其耗能能力增加了约21.54%。相较于普通填充墙,在相同的位移下,耗能填充墙与框架柱的接触压力最大值减小了约2/3。从模拟结果可以看出,提出的组合墙体对于地震高烈度区填充墙框架抗震设计具有一定的借鉴意义。

摘要:基于1920年海原8¹/₂级特大地震诱发的568处典型黄土滑坡,从方向性特征、远程滑移特征以及流滑特征等3个方面探究黄土地震滑坡运动特征,主要结论如下:(1)海原地震诱发黄土滑坡主滑方向集中于60°~ 90°和270°~300°两个区间,与斜坡坡向优势范围50°~90°和255°~290°较为一致,体现出明显的顺坡向特征;(2)主滑方向与发震断裂走向平行或呈小角度相交(0°~ 30°)的滑坡占比41.9%,滑动方向受断层错动方向的影响较为显著;(3)滑坡密集分布于迎坡面,发育数量为背坡面的1.98倍,表现出典型的迎坡面特征;(4)滑坡最大水平距离与坡高的相关性明显,滑坡密集发育在坡高30~120 m的范围内,滑坡的等效摩擦系数均小于0.4,展现出典型的远程滑移特征;(5)568处滑坡中等效摩擦系数小于0.17的占比70.95%,表现出显著的流滑特征。作为黄土地震滑坡发育特征研究成果的重要补充,所得结论对深入开展黄土地震滑坡成灾机理与风险评估研究具有一定的参考价值。

摘要:远场地震动长周期成分显著,与高层、超高层建筑基本周期相近,容易产生放大效应,给高层、超高层建筑结构带来严重震害。以2022年9月17日21时41分至次日17时39分发生在台湾省花莲县M6.5、M5.7、M6.9和M5.4地震为例,利用Hilbert-Huang Transform（HHT）方法,初步分析距震中超1 000 km的武汉某超高层建筑结构台阵对这4次地震的结构动力响应观测数据,在对不同时间尺度的本征模态函数分量进行地震动长周期特性分析的基础上,重构各结构层的地震动,通过功率谱法得到结构层相对地面层的频率响应函数,并利用复模态指数函数法获得结构第一阶模态频率和振型。对4次地震中该超高层建筑结构模态频率和振型的初步分析表明:在花莲长周期地震动作用下结构未受到损伤。这一认识将为远场长周期地震动影响下超高层建筑的震后安全性评价提供重要参考。

摘要:为研究不同干密度对定向剪切下重塑黄土力学特性的影响,采用英国GDS空心圆柱扭剪仪(HCA)对青海重塑黄土进行一系列定向剪切试验。试验保持平均主应力、中主应力系数和大主应力方向角不变,重点探讨干密度的变化对定向剪切条件下重塑黄土强度和变形的影响。试验结果表明:重塑黄土在定向剪切路径下破坏强度随着干密度的增大而增大;重塑黄土的八面体剪应变和主应变的开展模式受到初始干密度的显著影响;重塑黄土的归一化强度随干密度的增大呈现出近似线性增长的趋势;重塑黄土在剪切破坏后期的大主应力方向和应变方向不一致,存在明显的非共轴现象;在干密度为1.72 g/cm3 时,重塑黄土剪切破坏时的非共轴角超过12°。

摘要:页岩油气的开发助推了全球油气储量及产量增长,重塑了全球能源格局。伴随着页岩油气开发过程中的水力压裂和废水处理,页岩油气田附近的诱发地震频率急剧增加,其中大多数为微地震,但破坏性地震也时有发生。这种现象主要发生于美国中西部、加拿大西部和中国西南地区。页岩油气开发诱发地震成因复杂,目前普遍认为主要有三种诱发机制:静态库仑应力变化、孔隙弹性介质理论和流体压力扩散及无震滑移。在汇总全球主要页岩油气诱发破坏性地震分布及其诱发机制的基础上,以加拿大的不列颠哥伦比亚省霍恩河盆地和阿尔伯塔省的Fox Creek地区,美国的科罗拉多州南部、新墨西哥州北部的Raton盆地和俄克拉何马州,中国的重庆市荣昌地区和四川省长宁—兴宁地区为例,系统论述页岩油气开发典型诱发地震的基本情况和诱发机制,介绍诱发地震的前瞻性预测与管控措施,并对页岩油气开发诱发地震的研究现状及进展进行总结和展望。

摘要:1290年宁城地震是内蒙古东部发生的一次历史大地震,多年来对其震害及地震参数的认识并不统一。1960年,李善邦主编的《中国地震目录》对宁城地震基本参数始有估评:震中宁城西,震级震级6³/₄,烈度Ⅸ。20年后,受《元史·赵孟頫传》记此地震“人死伤数十万”的影响,国外专家认为此地震“死10万人”或震级远大于7级。1983年后,内蒙古地震工作者从史料挖掘、古塔地震遗物、遗迹考古等方面,对此地震作了较详尽的考察与研究,成果刊登于《中国地震年鉴》和《地震学报》,佐证李善邦对此地震参数的正确认定。文章在综述前人研究成果及其认识分歧的基础上,对1290年宁城地震进行新的史料考证,进一步厘清其震灾特征。

摘要:对2022年9月5日四川泸定M6.8地震中获取的205条强震动观测记录进行计算处理,发现近场站点NS向的地震动参数高于EW向,呈现出显著的方向性差异;根据计算的地震动参数结果,绘制峰值加速度(PGA)及峰值速度(PGV)等值线分布图,并研究该地震的衰减规律;计算近场站点的加速度反应谱峰值周期、90%重要持时及卓越周期,得出近场站点90%重要持时变化范围为10~30 s、平均持时为20 s；分析台站51LDJ及51LDL的加速度反应谱、傅里叶谱谱比,发现在不同震级、类似震中距的情况下,同一台站谱形主要受震源影响,震级越大,反应谱衰减越慢；计算分析M6.8主震及余震中典型台站的水平与竖向速度反应谱谱比,51LDL台在主余震中卓越频率平移不明显,而51LDJ台在强震下出现卓越频率向低频(大周期)的大幅度移动,可能是站点的场地非线性反应引起。

摘要:收集2012年1月1日—2023年2月8日四川泸定地区(29.28°~30.04°N,101.82°~102.28°E)记录的地震资料,利用最大似然法进行b值的空间扫描,揭示泸定主震区及周边区域b值的时空变化特征。计算结果显示,2022年泸定6.8级地震前5个月,主震区及其东南区b值出现加速下降变化,可能预示着局部岩石受力变形接近临界状态;5.6级强余震前,震中区b值仍然维持低值异常,显示出区域内的应力水平仍然偏高,预示着可能会发生强余震;5.6级余震发生后,异常区域明显缩小但未消失,预示着余震可能还将持续,但再次发生强余震的可能性较小。

摘要:以2013年4月20日芦山M_S7.0地震和2022年6月1日芦山M_S6.1地震为研究对象,首先通过HypoDD对两次地震的主震及其余震序列进行重定位,得到精确的震源位置及空间分布,给出两次主震的震中位置和深度,以及余震区的破裂范围。其次,通过研究两次地震的余震震源时空分布和震源深度剖面,表明两次地震的主震及其余震分布在大川—双石断裂带的不同侧,但发震断层均不是该断裂带;其中2013年M_S7.0地震的发震断层为大川—双石断裂和大邑—名山断裂之间的龙门山前缘滑落带;而2022年M_S6.1地震的余震分布则位于大川—双石断裂带西北侧,发震断层为一条倾向SE的逆冲断层,经过研究分析,认为该断裂带为近NS走向,与大川—双石断裂同属龙门山前山构造体系。最后,分析两次地震的关联性,发现尽管两次地震空间位置较为接近,但由于两次地震的发震断层不同,且余震扩展方向差异明显,余震丛集也相对独立,因此认为M_S6.1地震是一次相对独立的地震事件。

摘要:为提高水库大坝应对强震事件的应急反应能力,减少应急决策的随意性和盲目性,设计并开发一套大坝强震应急决策支持系统。对该系统进行详细的功能需求分析,完成系统整体框架结构的设计,同时对系统的主要功能、系统结构体系、数据库和功能流程等进行深入研究。系统结构的核心包括数据库、模型库、方法库和知识库,采用浏览器/服务器(B/S)架构与客户端/服务器(C/S)架构相结合的模式进行开发,实现了综合信息管理、强震动分析预警、决策支持和应急管理等主要功能。综合信息管理子系统整合了大量有关大坝和地震的信息,为决策提供了丰富的基础数据;强震动分析预警子系统能够实时监测强震信号,对大坝震后可能的危险情况进行预警;决策支持子系统根据预警信息和综合信息,为应急决策提供科学的决策依据;应急管理子系统可以根据决策结果,制定并执行应急响应计划。此外,界面设计简洁直观,易于操作,进一步提升了系统的实用性和用户的使用体验。研究成果可以为大坝强震安全构筑工程安全防护措施外的一道技术防线,有助于降低因大坝强震事件带来的灾害风险,保护水库大坝及下游人民的生命财产安全。

摘要:当前,地震科技在各领域的应用越来越广泛,科研成果的产出也日渐丰富,如何运用科普理念将其转化为有利于公众乐于接受的知识产品,成为地震科普工作者的重要课题。聚焦“科技项目科普化”主题,选取地震科技服务项目 “黑岱沟煤矿抛掷爆破振动控制技术研究与应用”作为实践案例,制定出精细化的宣传方案,在宣传地震科技成果、拓展科普内容来源的同时,为防震减灾科技项目科普化探索提供3点建议:(1)在选择评估时,要继续挖掘地震行业非涉密的基础研究、前沿技术和密切关系民生的科技项目,开展科普化宣传;(2)在内容开发时,要追踪项目从立项、执行到验收的全过程,根据各个环节的内容有侧重点地制定科普化宣传方案;(3)在宣传推广时,要结合项目特色、投放渠道和受众特点,选择合适的展示形式。