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2023年 18卷 第2期
摘要
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PDF 251KB
2023, 18(2): 203-214.
doi: 10.11899/zzfy20230201
摘要:
大地震在近断层场地产生强烈地震动的同时，还会由于断层错动直接导致基岩甚至上覆土层破裂，在断层两侧产生显著差异性永久位移，造成位于断层附近或跨越断层的工程结构破坏。因此，跨断层桥梁面对的地震作用是断层两侧桥墩处场地的不同地震动，包括存在永久性位移的地震动。本文以垂直跨越走滑断层的多跨简支梁桥为例，基于OpenSees有限元模拟平台建立了桥梁结构的三维计算模型，计算分析了不同地震作用输入模式下桥梁结构的地震反应及其差异。考虑的地震作用模式包括：（1）断层两侧场地的地震作用视为相同的无永久位移的地震动，即无永久位移的一致地震动作用模式；（2）断层主动盘一侧场地的地震作用具有永久位移地震动，被动盘一侧采用无永久位移地震动，即具有永久位移的非一致地震动作用模式；（3）在断层主动盘一侧场地以静力方式施加断层错动位移，而被动盘一侧场地固定不动，即断层错动位移静力作用模式。计算结果分析表明，不考虑永久位移的一致地震动作用模式的地震动输入会导致严重低估桥梁反应计算结果，这也说明地震动的断层两侧永久性位移差异会显著增大桥梁结构反应；而一致地震动作用叠加断层错动永久位移静力作用的结果与非一致地震动作用模式的结果非常接近。为此，在某种程度上说，跨断层桥梁结构地震反应可采用一致地震动作用叠加断层错动位移静力作用的桥梁结构反应来近似模拟。
大地震在近断层场地产生强烈地震动的同时，还会由于断层错动直接导致基岩甚至上覆土层破裂，在断层两侧产生显著差异性永久位移，造成位于断层附近或跨越断层的工程结构破坏。因此，跨断层桥梁面对的地震作用是断层两侧桥墩处场地的不同地震动，包括存在永久性位移的地震动。本文以垂直跨越走滑断层的多跨简支梁桥为例，基于OpenSees有限元模拟平台建立了桥梁结构的三维计算模型，计算分析了不同地震作用输入模式下桥梁结构的地震反应及其差异。考虑的地震作用模式包括：（1）断层两侧场地的地震作用视为相同的无永久位移的地震动，即无永久位移的一致地震动作用模式；（2）断层主动盘一侧场地的地震作用具有永久位移地震动，被动盘一侧采用无永久位移地震动，即具有永久位移的非一致地震动作用模式；（3）在断层主动盘一侧场地以静力方式施加断层错动位移，而被动盘一侧场地固定不动，即断层错动位移静力作用模式。计算结果分析表明，不考虑永久位移的一致地震动作用模式的地震动输入会导致严重低估桥梁反应计算结果，这也说明地震动的断层两侧永久性位移差异会显著增大桥梁结构反应；而一致地震动作用叠加断层错动永久位移静力作用的结果与非一致地震动作用模式的结果非常接近。为此，在某种程度上说，跨断层桥梁结构地震反应可采用一致地震动作用叠加断层错动位移静力作用的桥梁结构反应来近似模拟。
2023, 18(2): 215-225.
doi: 10.11899/zzfy20230202
摘要:
隧道穿越地震活动断层带时可能遭受严重破坏，以内马铁路一期三标段工程为依托，对地震动和断层错动联合作用下隧道结构纵向响应进行研究。针对穿越断层破碎带的隧道结构，基于地下结构抗震拟静力法，将其简化为弹性地基梁，并将地震动和断层错动位移简化为作用在隧道上的静荷载，建立地震动和断层错动联合作用下隧道纵向响应理论模型并进行求解，利用有限元数值模拟方法验证解析解的正确性。通过解析解进行参数敏感性分析，揭示断层错动位移、两侧围岩地基系数与断层破碎带地基系数比及围岩与隧道结构刚度比对隧道结构纵向响应的影响规律。研究结果表明，断层错动位移增加使隧道结构截面弯矩、剪力峰值接近线性增加，隧道内力沿隧道纵向分布的影响范围不变，且断层破碎带界面出现了截面剪力突变；两侧围岩地基系数与断层破碎带地基系数比对隧道结构截面剪力的影响较大，在地震动和断层错动联合作用下隧道结构剪力在断层破碎带界面急剧减小；随着围岩与隧道结构刚度比的减小，地震动引起的隧道挠度减小，断层错动作用引起的隧道挠度变化范围增大，同时隧道结构内力响应明显增大。
隧道穿越地震活动断层带时可能遭受严重破坏，以内马铁路一期三标段工程为依托，对地震动和断层错动联合作用下隧道结构纵向响应进行研究。针对穿越断层破碎带的隧道结构，基于地下结构抗震拟静力法，将其简化为弹性地基梁，并将地震动和断层错动位移简化为作用在隧道上的静荷载，建立地震动和断层错动联合作用下隧道纵向响应理论模型并进行求解，利用有限元数值模拟方法验证解析解的正确性。通过解析解进行参数敏感性分析，揭示断层错动位移、两侧围岩地基系数与断层破碎带地基系数比及围岩与隧道结构刚度比对隧道结构纵向响应的影响规律。研究结果表明，断层错动位移增加使隧道结构截面弯矩、剪力峰值接近线性增加，隧道内力沿隧道纵向分布的影响范围不变，且断层破碎带界面出现了截面剪力突变；两侧围岩地基系数与断层破碎带地基系数比对隧道结构截面剪力的影响较大，在地震动和断层错动联合作用下隧道结构剪力在断层破碎带界面急剧减小；随着围岩与隧道结构刚度比的减小，地震动引起的隧道挠度减小，断层错动作用引起的隧道挠度变化范围增大，同时隧道结构内力响应明显增大。
2023, 18(2): 226-234.
doi: 10.11899/zzfy20230203
摘要:
基于自行设计的错动模型试验装置和数字图像相关技术开展1∶80模型试验，研究60°倾角逆断层错动作用导致上覆土层剪切破裂的过程。依托数字图像相关技术非接触式全场测量的优势，分析上覆土层与隧道相互作用对上覆土层剪切破裂扩展、上覆土层变形和地表变形的影响，总结60°倾角逆断层错动作用下上覆土层与隧道之间的变形传递形式。研究结果表明，与自由场试验结果相比，由于隧道与上覆土层变形不同步，剪切破裂遇到隧道时会产生分叉，即隧道能够偏移上覆土层剪切破裂路径；在逆断层作用下，由于上覆土层与隧道力学性能存在差异，二者不能同步变形，为适应剪切区上覆土层的大变形，隧道周边土体会出现脱空，不利于隧道抗震；与自由场试验结果相比，隧道在影响破裂路径的同时能够将剪切变形扩散到更宽的区域，并在地表产生更大范围的陡坎。
基于自行设计的错动模型试验装置和数字图像相关技术开展1∶80模型试验，研究60°倾角逆断层错动作用导致上覆土层剪切破裂的过程。依托数字图像相关技术非接触式全场测量的优势，分析上覆土层与隧道相互作用对上覆土层剪切破裂扩展、上覆土层变形和地表变形的影响，总结60°倾角逆断层错动作用下上覆土层与隧道之间的变形传递形式。研究结果表明，与自由场试验结果相比，由于隧道与上覆土层变形不同步，剪切破裂遇到隧道时会产生分叉，即隧道能够偏移上覆土层剪切破裂路径；在逆断层作用下，由于上覆土层与隧道力学性能存在差异，二者不能同步变形，为适应剪切区上覆土层的大变形，隧道周边土体会出现脱空，不利于隧道抗震；与自由场试验结果相比，隧道在影响破裂路径的同时能够将剪切变形扩散到更宽的区域，并在地表产生更大范围的陡坎。
2023, 18(2): 235-242.
doi: 10.11899/zzfy20230204
摘要:
目前针对超挖、铰接与减震层组合设计对走滑断层隧道抗错断损伤特征的研究尚不明确，为此以天山胜利隧道穿越博罗科努-阿其克库都克断裂为实际工程背景，采用可表征泡沫混凝土力学行为的塑性本构模型模拟减震层泡沫混凝土受压行为，建立精细化三维数值模型，评估隧道在超挖、铰接与减震层组合设计工况下的纵向位移、衬砌断面损伤和应力分布特征，得出采用超挖、铰接与减震层组合设计时的走滑断层隧道力学响应及破坏特征。研究结果表明，隧道受断层活动影响呈现S形变形，在断层滑动面附近隧道变形较大；走滑断层作用下衬砌损伤集中在拱腰及45°共轭方向，衬砌内力随着断层错动量的增加而增大；通过超挖、铰接与减震层的组合设计，能够较好地减轻隧道二次衬砌破坏。
目前针对超挖、铰接与减震层组合设计对走滑断层隧道抗错断损伤特征的研究尚不明确，为此以天山胜利隧道穿越博罗科努-阿其克库都克断裂为实际工程背景，采用可表征泡沫混凝土力学行为的塑性本构模型模拟减震层泡沫混凝土受压行为，建立精细化三维数值模型，评估隧道在超挖、铰接与减震层组合设计工况下的纵向位移、衬砌断面损伤和应力分布特征，得出采用超挖、铰接与减震层组合设计时的走滑断层隧道力学响应及破坏特征。研究结果表明，隧道受断层活动影响呈现S形变形，在断层滑动面附近隧道变形较大；走滑断层作用下衬砌损伤集中在拱腰及45°共轭方向，衬砌内力随着断层错动量的增加而增大；通过超挖、铰接与减震层的组合设计，能够较好地减轻隧道二次衬砌破坏。
2023, 18(2): 243-251.
doi: 10.11899/zzfy20230205
摘要:
隧道跨越断层区段是地震中最容易发生破坏的区域之一。为研究注浆加固断层破碎带对于跨断层隧道的减震机制与效果，设计了断层内有、无注浆加固的2种模型，采用1-g振动台试验，输入汶川地震动记录，测试隧道衬砌的加速度响应和应变响应时程。分析试验结果发现，跨断层隧道的最大加速度响应和最大Arias烈度均位于断层破碎带与上盘岩体交界处，隧道衬砌最大动应变分布在该交界面侧的隧道拱肩部位和断层破碎带侧的拱底部位；注浆加固可以显著减小该处的加速度响应和Arias烈度，并降低隧道衬砌环动应变沿纵向的差异。通过注浆加固破碎带提升断层内隧道周围的地层物理力学特性以减小隧道纵向地层性质差异，可以有效减小跨断层隧道的加速度放大效应与变形差异。
隧道跨越断层区段是地震中最容易发生破坏的区域之一。为研究注浆加固断层破碎带对于跨断层隧道的减震机制与效果，设计了断层内有、无注浆加固的2种模型，采用1-g振动台试验，输入汶川地震动记录，测试隧道衬砌的加速度响应和应变响应时程。分析试验结果发现，跨断层隧道的最大加速度响应和最大Arias烈度均位于断层破碎带与上盘岩体交界处，隧道衬砌最大动应变分布在该交界面侧的隧道拱肩部位和断层破碎带侧的拱底部位；注浆加固可以显著减小该处的加速度响应和Arias烈度，并降低隧道衬砌环动应变沿纵向的差异。通过注浆加固破碎带提升断层内隧道周围的地层物理力学特性以减小隧道纵向地层性质差异，可以有效减小跨断层隧道的加速度放大效应与变形差异。
2023, 18(2): 252-260.
doi: 10.11899/zzfy20230206
摘要:
碳纤维增强复合材料（CFRP）被广泛应用于工程结构加固领域，以提高结构抵抗变形的能力。基于管道-土体相互作用三维非线性有限元分析方法，研究逆断层作用下埋地油气钢管经外包CFRP加固后的非线性响应规律和破坏模式。基于Hashin失效准则模拟CFRP受力破坏过程，与相关理论公式进行对比验证，并对加固前后逆断层错动连续埋地钢管力学响应进行分析。研究结果表明，CFRP加固钢管可显著提高其抵抗逆断层错动的能力，0°/90°为最佳缠绕角度；管道内压的施加虽抑制了管道轴向应变的增加，但当管道发生局部屈曲后，管道内压会导致管道屈曲集中于应力最大处；管道内压的施加不仅增强了CFRP加固钢管的抗变形能力，还抑制了CFRP加固钢管发生局部屈曲后应变的发展。
碳纤维增强复合材料（CFRP）被广泛应用于工程结构加固领域，以提高结构抵抗变形的能力。基于管道-土体相互作用三维非线性有限元分析方法，研究逆断层作用下埋地油气钢管经外包CFRP加固后的非线性响应规律和破坏模式。基于Hashin失效准则模拟CFRP受力破坏过程，与相关理论公式进行对比验证，并对加固前后逆断层错动连续埋地钢管力学响应进行分析。研究结果表明，CFRP加固钢管可显著提高其抵抗逆断层错动的能力，0°/90°为最佳缠绕角度；管道内压的施加虽抑制了管道轴向应变的增加，但当管道发生局部屈曲后，管道内压会导致管道屈曲集中于应力最大处；管道内压的施加不仅增强了CFRP加固钢管的抗变形能力，还抑制了CFRP加固钢管发生局部屈曲后应变的发展。
2023, 18(2): 261-273.
doi: 10.11899/zzfy20230207
摘要:
青藏高原是新生代期间印度与欧亚板块持续强烈陆陆碰撞作用下形成的陆内活动造山带，发育了复杂的活动断裂系统，并成为东亚显著的陆内强震活动区。已有学者对高原活动断裂的研究多集中于地块边界带上，缺少对块体内部变形的研究。近期在开展青海省海西州都兰县察汗乌苏镇地震小区划工作中，调查发现在柴达木地块东南部的都兰次级断块内部存在明显的晚第四纪活断层−都兰南断裂。通过对都兰南断裂开展详细的野外地质调查、高分辨率遥感影像解译和无人机低空摄影精细测量等，得到该断裂的构造地貌特征、空间几何展布及运动特性，并通过开挖探槽和地质测年等，对其最新活动时代及滑动速率等进行初步约束。研究结果表明，该断裂为全长约43 km、全新世活动的左旋走滑断裂，并在其东段存在长约6 km的地表破裂带。在该断裂东段，地表的晚第四纪累积左旋位移达（14.5±1.8）m，西段的左旋走滑量为（6.7±0.8）m，初步估算其东段的水平走滑速率为1.56～1.9 mm/a，西段的水平走滑速率为0.9～1.16 mm/a。该断裂的发现及全新世活动的厘定表明，青藏高原内部活动构造变形样式复杂，断块内部通常存在不同程度的弥散变形。因此，断块内部的强震危险性不容忽视。该活动断裂的发现为认识都兰次级断块内部变形样式、应变分配等提供了参考，为都兰地区地震危险性的认知提供了支撑，对防御和减轻区域地震灾害风险具有一定指导意义。
青藏高原是新生代期间印度与欧亚板块持续强烈陆陆碰撞作用下形成的陆内活动造山带，发育了复杂的活动断裂系统，并成为东亚显著的陆内强震活动区。已有学者对高原活动断裂的研究多集中于地块边界带上，缺少对块体内部变形的研究。近期在开展青海省海西州都兰县察汗乌苏镇地震小区划工作中，调查发现在柴达木地块东南部的都兰次级断块内部存在明显的晚第四纪活断层−都兰南断裂。通过对都兰南断裂开展详细的野外地质调查、高分辨率遥感影像解译和无人机低空摄影精细测量等，得到该断裂的构造地貌特征、空间几何展布及运动特性，并通过开挖探槽和地质测年等，对其最新活动时代及滑动速率等进行初步约束。研究结果表明，该断裂为全长约43 km、全新世活动的左旋走滑断裂，并在其东段存在长约6 km的地表破裂带。在该断裂东段，地表的晚第四纪累积左旋位移达（14.5±1.8）m，西段的左旋走滑量为（6.7±0.8）m，初步估算其东段的水平走滑速率为1.56～1.9 mm/a，西段的水平走滑速率为0.9～1.16 mm/a。该断裂的发现及全新世活动的厘定表明，青藏高原内部活动构造变形样式复杂，断块内部通常存在不同程度的弥散变形。因此，断块内部的强震危险性不容忽视。该活动断裂的发现为认识都兰次级断块内部变形样式、应变分配等提供了参考，为都兰地区地震危险性的认知提供了支撑，对防御和减轻区域地震灾害风险具有一定指导意义。
2023, 18(2): 274-283.
doi: 10.11899/zzfy20230208
摘要:
利用山东台网记录的2010—2020年沂沭断裂带范围内的地震波形资料，基于高频截止模型，以理论震源谱对观测震源谱之间的最小绝对残差值作为目标函数，使用稳健的最小二乘法估计模型参数，得到93个地震震源谱的特征参数和震源参数，对不同震源参数之间的定标关系及视应力的时空特征进行分析。研究结果表明，高频截止模型的理论震源谱对观测震源谱有较好的拟合效果，能够明显改善拐角频率识别效果，因此该模型更适用于观测震源谱；沂沭断裂带中小地震的拐角频率为2～15 Hz，与矩震级有较好的相关关系，震级越大，拐角频率越低；地震矩\begin{document}$ {M}_{0} $\end{document} ![]()
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利用山东台网记录的2010—2020年沂沭断裂带范围内的地震波形资料，基于高频截止模型，以理论震源谱对观测震源谱之间的最小绝对残差值作为目标函数，使用稳健的最小二乘法估计模型参数，得到93个地震震源谱的特征参数和震源参数，对不同震源参数之间的定标关系及视应力的时空特征进行分析。研究结果表明，高频截止模型的理论震源谱对观测震源谱有较好的拟合效果，能够明显改善拐角频率识别效果，因此该模型更适用于观测震源谱；沂沭断裂带中小地震的拐角频率为2～15 Hz，与矩震级有较好的相关关系，震级越大，拐角频率越低；地震矩
2023, 18(2): 284-292.
doi: 10.11899/zzfy20230209
摘要:
为客观评价在役隧道震害综合承灾情况，从隧道震害危险性的压力指标与隧道自身及所处工程环境的承压指标筛选具有代表性、可操作性的分级指标。以隧道承灾系统为研究主体，运用最小偏差法将主、客观权重集合，得到评价指标的组合权重，并利用GRA-TOPSIS法对在役隧道震害综合承灾度进行评价，确定隧道震害承灾情况。选取新疆某3个隧道中的5个区段为研究对象，运用GRA-TOPSIS法构建的隧道震害综合承灾度评价模型确定隧道震害承灾等级，评价结果与现场调查结果趋于一致。对影响承灾度的主要因素进行分析，可为各区段制定适宜的修复策略提供参考。
为客观评价在役隧道震害综合承灾情况，从隧道震害危险性的压力指标与隧道自身及所处工程环境的承压指标筛选具有代表性、可操作性的分级指标。以隧道承灾系统为研究主体，运用最小偏差法将主、客观权重集合，得到评价指标的组合权重，并利用GRA-TOPSIS法对在役隧道震害综合承灾度进行评价，确定隧道震害承灾情况。选取新疆某3个隧道中的5个区段为研究对象，运用GRA-TOPSIS法构建的隧道震害综合承灾度评价模型确定隧道震害承灾等级，评价结果与现场调查结果趋于一致。对影响承灾度的主要因素进行分析，可为各区段制定适宜的修复策略提供参考。
2023, 18(2): 293-300.
doi: 10.11899/zzfy20230210
摘要:
本文以新疆疏附县境内的无人机影像为基础，采用多种方法对研究区内的房屋进行自动提取。由于不同地物在无人机影像中的色彩差异不显著，基于像元的房屋信息提取效果不理想；面向对象的房屋信息提取方法能够识别出绝大部分房屋，但基于DOM影像的提取结果难以识别房屋数量及单栋房屋的面积，而nDSM数据具有房屋的高度信息，基于nDSM数据提取的房屋信息相对较好，提取的房屋信息与实际结果较为吻合，造成误差的原因主要是简易棚和树木的干扰。结果表明，无人机影像具有明显优势，可为区域房屋调查提供有效的基础信息。
本文以新疆疏附县境内的无人机影像为基础，采用多种方法对研究区内的房屋进行自动提取。由于不同地物在无人机影像中的色彩差异不显著，基于像元的房屋信息提取效果不理想；面向对象的房屋信息提取方法能够识别出绝大部分房屋，但基于DOM影像的提取结果难以识别房屋数量及单栋房屋的面积，而nDSM数据具有房屋的高度信息，基于nDSM数据提取的房屋信息相对较好，提取的房屋信息与实际结果较为吻合，造成误差的原因主要是简易棚和树木的干扰。结果表明，无人机影像具有明显优势，可为区域房屋调查提供有效的基础信息。
2023, 18(2): 301-308.
doi: 10.11899/zzfy20230211
摘要:
利用无人机平台及倾斜摄影系统对2021年9月16日四川泸县MS6.0地震极震区部分区域进行无人机倾斜摄影，构建了群体建筑物高分辨率三维模型，在此基础上，采用目视解译方法对典型建筑物震害和遇难人员周边环境进行解析，初步分析了本次房屋震害和人员遇难原因，为地震现场震害调查、地震烈度评定及灾情研判提供了参考依据。
利用无人机平台及倾斜摄影系统对2021年9月16日四川泸县MS6.0地震极震区部分区域进行无人机倾斜摄影，构建了群体建筑物高分辨率三维模型，在此基础上，采用目视解译方法对典型建筑物震害和遇难人员周边环境进行解析，初步分析了本次房屋震害和人员遇难原因，为地震现场震害调查、地震烈度评定及灾情研判提供了参考依据。
2023, 18(2): 309-316.
doi: 10.11899/zzfy20230212
摘要:
GB/T 17742—2020《中国地震烈度表》（国家市场监督管理总局等，2020 ）（以下简称“2020版烈度表”）自2021年2月1起施行, 5月21日云南省漾濞6.4级地震首次采用2020版烈度表进行烈度评定。本文通过计算地震平均震害指数，对比GB/T 17742—2008《地震烈度表》（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等，2009 ）（以下简称“2008版烈度表”）和2020版烈度表的烈度评定指标，分析2020版烈度表的变化改进，讨论2020版烈度表在地震烈度评定中的应用实效。结果表明，2020版烈度表房屋结构分类更精细，在此次漾濞地震中更好满足实际需求，评定结果更加科学反映真实破坏。
GB/T 17742—2020《中国地震烈度表》（
2023, 18(2): 317-329.
doi: 10.11899/zzfy20230213
摘要:
为研究地震作用对海底盆地的影响，在分析网格大小和PML边界厚度对计算精度影响的基础上，综合考虑了海水、盆地内不规则地形以及多层介质等因素，运用谱元法理论建立了礼乐盆地地震动分析二维模型，研究了盆地在不同震源入射角下的响应。结果表明：在考虑流固耦合的情况下，网格尺寸为四分之一波长时即可取得较高精度，PML边界厚度至少为2个波长时方可达到理想效果。震源的不同会影响放大系数的大小及频谱特征。当地震波从盆地中部入射时，随着震源入射角的增大，放大系数逐渐减小；在不同震源入射角下，盆地不同位置的加速度时程及频谱特征差异较大。当地震波从左侧入射时，放大系数的分布规律与地震波从盆地中部入射时有所不同；在不同的震源入射角下，盆地不同位置的加速度时程及频谱特征差异较小。在研究盆地地震相关问题时，海水、地形以及多层介质的影响是不可忽视的。
为研究地震作用对海底盆地的影响，在分析网格大小和PML边界厚度对计算精度影响的基础上，综合考虑了海水、盆地内不规则地形以及多层介质等因素，运用谱元法理论建立了礼乐盆地地震动分析二维模型，研究了盆地在不同震源入射角下的响应。结果表明：在考虑流固耦合的情况下，网格尺寸为四分之一波长时即可取得较高精度，PML边界厚度至少为2个波长时方可达到理想效果。震源的不同会影响放大系数的大小及频谱特征。当地震波从盆地中部入射时，随着震源入射角的增大，放大系数逐渐减小；在不同震源入射角下，盆地不同位置的加速度时程及频谱特征差异较大。当地震波从左侧入射时，放大系数的分布规律与地震波从盆地中部入射时有所不同；在不同的震源入射角下，盆地不同位置的加速度时程及频谱特征差异较小。在研究盆地地震相关问题时，海水、地形以及多层介质的影响是不可忽视的。
2023, 18(2): 330-337.
doi: 10.11899/zzfy20230214
摘要:
为合理进行海堤工程震害预测，通过改变液化土层力学参数的方法考虑场地液化对海堤抗滑稳定性的影响，综合海堤本体结构抗滑安全系数和场地液化程度，提出新的海堤工程震害预测方法，并给出海堤破坏等级划分标准。以某海堤工程为算例，采用理正岩土分析软件建立海堤抗滑稳定性分析模型，进行不同地震烈度下海堤震害预测。研究结果表明，场地液化对海堤地震稳定性有较大影响，依托的海堤工程满足当地7度抗震设防要求，但8度时可发生中等破坏，存在较高的地震灾害风险，宜采取有针对性的加固措施。
为合理进行海堤工程震害预测，通过改变液化土层力学参数的方法考虑场地液化对海堤抗滑稳定性的影响，综合海堤本体结构抗滑安全系数和场地液化程度，提出新的海堤工程震害预测方法，并给出海堤破坏等级划分标准。以某海堤工程为算例，采用理正岩土分析软件建立海堤抗滑稳定性分析模型，进行不同地震烈度下海堤震害预测。研究结果表明，场地液化对海堤地震稳定性有较大影响，依托的海堤工程满足当地7度抗震设防要求，但8度时可发生中等破坏，存在较高的地震灾害风险，宜采取有针对性的加固措施。
2023, 18(2): 338-346.
doi: 10.11899/zzfy20230215
摘要:
跨海桥梁抗震时程分析通常采用陆地强震记录作为输入，因海底场地环境与陆地存在诸多差异，需对该方法进行深入研究。结合工程实际，利用ADINA软件建立基底固接跨海隔震连续梁桥分析模型。基于日本KiK-net台网选取震级及震中距相似的7个海底强震台站和7个近岸陆地强震台站各14条水平地震动（EW和NS方向独立考虑），沿桥梁纵桥向输入并进行地震反应时程分析，研究海底地震动和近岸陆地地震动输入下跨海隔震桥梁地震反应。通过对比桥墩最大变形及受力、主梁位移反应和支座最大剪应变，认为在大多数情况下，海底地震动作用下桥梁结构地震反应为近岸陆地地震动的1.3～1.9倍。跨海隔震桥梁抗震时程分析宜采用海底地震动作为输入。
跨海桥梁抗震时程分析通常采用陆地强震记录作为输入，因海底场地环境与陆地存在诸多差异，需对该方法进行深入研究。结合工程实际，利用ADINA软件建立基底固接跨海隔震连续梁桥分析模型。基于日本KiK-net台网选取震级及震中距相似的7个海底强震台站和7个近岸陆地强震台站各14条水平地震动（EW和NS方向独立考虑），沿桥梁纵桥向输入并进行地震反应时程分析，研究海底地震动和近岸陆地地震动输入下跨海隔震桥梁地震反应。通过对比桥墩最大变形及受力、主梁位移反应和支座最大剪应变，认为在大多数情况下，海底地震动作用下桥梁结构地震反应为近岸陆地地震动的1.3～1.9倍。跨海隔震桥梁抗震时程分析宜采用海底地震动作为输入。
2023, 18(2): 347-360.
doi: 10.11899/zzfy20230216
摘要:
基于已开展的非液化场地-群桩基础-结构体系动力响应大型振动台模型试验，进行三维全时程动力数值模拟分析。采用修正的Davidenkov模型反映土体在地震反应过程中的模量衰减，通过“捆绑边界”模拟模型箱的层状剪切运动。通过对比试验中土-结构体系加速度响应时程、土体位移和桩基内力等，验证数值模型的有效性。利用已验证的数值模型，开展承台尺寸对桩-土-上部结构动力响应影响研究。结果表明，承台厚度的增大会导致上部结构和桩顶惯性效应减小；地震作用下沿激振方向前桩大于后桩，随着承台厚度的增大，前桩与后桩峰值弯矩差值率为16.1%～32.1%，群桩效应影响增大；随着承台厚度的增大，承台-土动土压力增大了3～6倍，承台与桩基水平荷载分担比增大，桩基弯矩反弯点位置上移了0.50 m；承台-土的相互摩擦作用会降低结构整体动力响应。
基于已开展的非液化场地-群桩基础-结构体系动力响应大型振动台模型试验，进行三维全时程动力数值模拟分析。采用修正的Davidenkov模型反映土体在地震反应过程中的模量衰减，通过“捆绑边界”模拟模型箱的层状剪切运动。通过对比试验中土-结构体系加速度响应时程、土体位移和桩基内力等，验证数值模型的有效性。利用已验证的数值模型，开展承台尺寸对桩-土-上部结构动力响应影响研究。结果表明，承台厚度的增大会导致上部结构和桩顶惯性效应减小；地震作用下沿激振方向前桩大于后桩，随着承台厚度的增大，前桩与后桩峰值弯矩差值率为16.1%～32.1%，群桩效应影响增大；随着承台厚度的增大，承台-土动土压力增大了3～6倍，承台与桩基水平荷载分担比增大，桩基弯矩反弯点位置上移了0.50 m；承台-土的相互摩擦作用会降低结构整体动力响应。
2023, 18(2): 361-368.
doi: 10.11899/zzfy20230217
摘要:
基于OpenSees有限元软件建立液化场地-碎石桩动力相互作用模型和液化自由场地模型，将两类模型的场地孔隙水压力和侧向位移反应进行对比分析，揭示碎石桩加固液化场地机理及规律，并分析场地倾角和碎石桩渗透系数对碎石桩抵抗液化自由场地侧向位移的影响规律。研究结果表明，渗透性较高的碎石桩可加快孔隙水压力的消散，减弱场地液化程度，进而减小场地侧向位移；当场地倾角较大时，随着场地倾角的持续增大，碎石桩抵抗液化自由场地侧向位移的效果逐渐减弱；碎石桩渗透系数较小时，提高碎石桩渗透系数可显著减小液化场地侧向位移，当渗透系数增至一定程度时，碎石桩渗透系数对液化场地侧向位移的影响较小。
基于OpenSees有限元软件建立液化场地-碎石桩动力相互作用模型和液化自由场地模型，将两类模型的场地孔隙水压力和侧向位移反应进行对比分析，揭示碎石桩加固液化场地机理及规律，并分析场地倾角和碎石桩渗透系数对碎石桩抵抗液化自由场地侧向位移的影响规律。研究结果表明，渗透性较高的碎石桩可加快孔隙水压力的消散，减弱场地液化程度，进而减小场地侧向位移；当场地倾角较大时，随着场地倾角的持续增大，碎石桩抵抗液化自由场地侧向位移的效果逐渐减弱；碎石桩渗透系数较小时，提高碎石桩渗透系数可显著减小液化场地侧向位移，当渗透系数增至一定程度时，碎石桩渗透系数对液化场地侧向位移的影响较小。
2023, 18(2): 369-379.
doi: 10.11899/zzfy20230218
摘要:
地铁车站结构作为现代城市交通工程的重要组成部分，其抗震问题已成为城市工程抗震和防灾减灾研究的重点与难点。以深圳地铁3号线四期低碳城单拱大跨车站为研究对象，采用近场波动有限元方法，建立三维土-结构相互作用整体有限元分析模型。选取3条人工波和3条天然波作为输入地震动，分析水平单向地震动、水平与竖向双向地震动作用下单拱大跨地铁车站结构三维地震响应规律。研究结果表明，双向地震动作用下单拱大跨无柱结构及矩形框架有柱结构的水平位移及层间位移均略小于单向地震动作用下，但矩形框架有柱结构在竖向地震动作用下的中柱轴压比明显增加，说明单拱大跨车站结构可有效降低双向地震动作用下中柱轴压比变大的风险；双向地震动作用下的结构峰值弯矩大于单向地震动作用下，说明进行结构设计时应适当考虑竖向地震动作用的影响；单拱大跨无柱结构拱顶弯矩明显小于矩形框架有柱结构顶板跨中弯矩，改善了常规矩形框架结构顶板受力性能，但由于单拱大跨无柱结构缺少中柱竖向支撑作用，其底板及侧墙底部弯矩明显大于矩形框架有柱结构，尤其在双向地震动作用下更明显，因此单拱大跨无柱结构需加强底板及侧墙的厚度与配筋，以抵抗较大的弯矩响应。
地铁车站结构作为现代城市交通工程的重要组成部分，其抗震问题已成为城市工程抗震和防灾减灾研究的重点与难点。以深圳地铁3号线四期低碳城单拱大跨车站为研究对象，采用近场波动有限元方法，建立三维土-结构相互作用整体有限元分析模型。选取3条人工波和3条天然波作为输入地震动，分析水平单向地震动、水平与竖向双向地震动作用下单拱大跨地铁车站结构三维地震响应规律。研究结果表明，双向地震动作用下单拱大跨无柱结构及矩形框架有柱结构的水平位移及层间位移均略小于单向地震动作用下，但矩形框架有柱结构在竖向地震动作用下的中柱轴压比明显增加，说明单拱大跨车站结构可有效降低双向地震动作用下中柱轴压比变大的风险；双向地震动作用下的结构峰值弯矩大于单向地震动作用下，说明进行结构设计时应适当考虑竖向地震动作用的影响；单拱大跨无柱结构拱顶弯矩明显小于矩形框架有柱结构顶板跨中弯矩，改善了常规矩形框架结构顶板受力性能，但由于单拱大跨无柱结构缺少中柱竖向支撑作用，其底板及侧墙底部弯矩明显大于矩形框架有柱结构，尤其在双向地震动作用下更明显，因此单拱大跨无柱结构需加强底板及侧墙的厚度与配筋，以抵抗较大的弯矩响应。
2023, 18(2): 380-388.
doi: 10.11899/zzfy20230219
摘要:
可靠的震相走时是地震预警技术中精确测定震源位置和发震时刻的基础，本文运用STA/LTA震相识别技术，针对单台（河北红山台）2009—2021年共计12年积累的地震记录进行叠加计算，得到了红山台记录到的区域地震各震相走时曲线。结果显示，震中距0°～50°范围内红山台共成像7种震相的走时曲线，分别为P、S、PP、SS、PcS、ScS以及R面波震相，且随着组合参数变化，叠加成像的震相种类、震中距范围、清晰度均有所不同。此外，通过绘制各震相走时曲线发现，震中距0°～15°范围内，P波、S波及R波走时曲线基本呈线性变化，震中距0°～15°范围内计算得到红山台区域地震P波传播速度为7.5 km/s左右，S波传播速度为4.2 km/s左右，R波传播速度为3.5 km/s左右，介于P波和S波之间存在一个震相的走时痕迹，波速为5.4 km/s左右。本工作对于提升红山台震中距≤1000 km的地震预警定位精度有指导意义。
可靠的震相走时是地震预警技术中精确测定震源位置和发震时刻的基础，本文运用STA/LTA震相识别技术，针对单台（河北红山台）2009—2021年共计12年积累的地震记录进行叠加计算，得到了红山台记录到的区域地震各震相走时曲线。结果显示，震中距0°～50°范围内红山台共成像7种震相的走时曲线，分别为P、S、PP、SS、PcS、ScS以及R面波震相，且随着组合参数变化，叠加成像的震相种类、震中距范围、清晰度均有所不同。此外，通过绘制各震相走时曲线发现，震中距0°～15°范围内，P波、S波及R波走时曲线基本呈线性变化，震中距0°～15°范围内计算得到红山台区域地震P波传播速度为7.5 km/s左右，S波传播速度为4.2 km/s左右，R波传播速度为3.5 km/s左右，介于P波和S波之间存在一个震相的走时痕迹，波速为5.4 km/s左右。本工作对于提升红山台震中距≤1000 km的地震预警定位精度有指导意义。
2023, 18(2): 389-397.
doi: 10.11899/zzfy20230220
摘要:
为实现地震预警网络环境实时监控与分析，明确各业务系统之间的数据流向和范围，根据地震预警系统业务分区梳理关键业务、网段和终端，并通过数据流分析实现地震预警系统网络流量监控。通过数据包采集与解码技术，实现对主要业务系统关键指标的监控，从而对地震预警系统的网络访问性能、系统服务性能、应用响应性能等关键指标进行综合监控与分析，实现以业务为核心的网络环境监控与支撑。
为实现地震预警网络环境实时监控与分析，明确各业务系统之间的数据流向和范围，根据地震预警系统业务分区梳理关键业务、网段和终端，并通过数据流分析实现地震预警系统网络流量监控。通过数据包采集与解码技术，实现对主要业务系统关键指标的监控，从而对地震预警系统的网络访问性能、系统服务性能、应用响应性能等关键指标进行综合监控与分析，实现以业务为核心的网络环境监控与支撑。
2023, 18(2): 398-410.
doi: 10.11899/zzfy20230221
摘要:
选取南京市某高校校园为研究对象，通过实地调研获取人口分布、道路网络、建筑布局、避难空间等基础数据，通过开展问卷调查获取人群避难场所选择偏好、避难路径选择等典型疏散行为参数。在Pathfinder应急疏散平台中建立多智能体疏散仿真模型，对白天和夜晚情况进行疏散模拟，基于疏散模拟结果，从空间环境、应急管理层面提出更新优化策略并完成仿真模拟验证。调查结果表明，校园内人群对避难场所的选择偏好依次为：场地型避难场所、建筑型避难场所、地下空间，避难场所偏好选择与调查对象性别相关；校园建筑全天的人口数量变化因建筑功能不同有较大差异，白天疏散时间显著少于夜晚，白天拥堵位置多出现在北园教学区，夜晚拥堵位置出现在南园宿舍区；宿舍区利用率高于教学区，大面积的避难场所（如操场、篮球场等）利用率反而处于较低水平。对改造后的校园区域进行疏散模拟验证，结果表明疏散完成时间显著减少、拥堵点人口密度下降，证明了改造措施的有效性。
选取南京市某高校校园为研究对象，通过实地调研获取人口分布、道路网络、建筑布局、避难空间等基础数据，通过开展问卷调查获取人群避难场所选择偏好、避难路径选择等典型疏散行为参数。在Pathfinder应急疏散平台中建立多智能体疏散仿真模型，对白天和夜晚情况进行疏散模拟，基于疏散模拟结果，从空间环境、应急管理层面提出更新优化策略并完成仿真模拟验证。调查结果表明，校园内人群对避难场所的选择偏好依次为：场地型避难场所、建筑型避难场所、地下空间，避难场所偏好选择与调查对象性别相关；校园建筑全天的人口数量变化因建筑功能不同有较大差异，白天疏散时间显著少于夜晚，白天拥堵位置多出现在北园教学区，夜晚拥堵位置出现在南园宿舍区；宿舍区利用率高于教学区，大面积的避难场所（如操场、篮球场等）利用率反而处于较低水平。对改造后的校园区域进行疏散模拟验证，结果表明疏散完成时间显著减少、拥堵点人口密度下降，证明了改造措施的有效性。
2023, 18(2): 411-418.
doi: 10.11899/zzfy20230222
摘要:
近年来，多种新型数字测氡仪在地震氡观测中得到应用，但并未制定相应的校准规范。利用Alpha GUARD测氡仪及校准后的RN-FD循环氡源，对广泛应用的DDL-1型数字测氡仪和BG2015R型数字测氡仪开展校准试验研究，制定包含校准条件、校准步骤、校准数据处理等校准技术方案，经试验后在12个观测站点开展该校准技术应用。实践结果表明，12个观测站点得到的校准系数相对偏差最大值为4.6%，该校准技术满足要求。
近年来，多种新型数字测氡仪在地震氡观测中得到应用，但并未制定相应的校准规范。利用Alpha GUARD测氡仪及校准后的RN-FD循环氡源，对广泛应用的DDL-1型数字测氡仪和BG2015R型数字测氡仪开展校准试验研究，制定包含校准条件、校准步骤、校准数据处理等校准技术方案，经试验后在12个观测站点开展该校准技术应用。实践结果表明，12个观测站点得到的校准系数相对偏差最大值为4.6%，该校准技术满足要求。
