优先发表

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综合防灾与对策
日本学校类应急避难场所建设的经验与启示
范逸潇, 王志涛, 郭小东, 蒋艳灵
, doi: 10.11899/zzfy20250068
摘要:
面对我国灾害频发与应急避难场所建设推进缓慢的现实困境,借助中小学校、体育馆等大型公共建筑,建设平灾两用的室内型、综合性避难场所是我国现代化城市防灾减灾工作的发展趋势。本文以日本应急避难场所为研究对象,通过查阅大量日本政府报告、相关学术论文及政策文件资料,系统概述了日本学校类应急避难场所建立的发展历程,重点梳理了其在选址、建设与运营等方面的成熟经验以及常态化防灾准备与应急响应中的创新举措。同时对比分析我国学校类应急避难场所的发展现状。研究发现,相较于日本学校类应急避难场所,我国在建设标准、设施配置、运营管理方面存在明显不足,未来应细化建设标准与技术要求,并通过推广优秀案例为实践提供参考;完善设施配置,构建人性化、高质量的避难环境;优化应急引导标识系统,提升居民避难响应效率;强化非结构构件的防灾性能,提供安全避难环境;构建政府、社区、学校多元协同机制,确保应急避难场所的可持续运营。
“创刊20周年”纪念专题
活动地块运动监测技术思路与业务化跟踪指标研究
季灵运, 李宁, 刘雷, 龙锋, 张辉, 刘琦, 刘晓霞, 赵静旸, 蒋锋云
, doi: 10.11899/zzfy20260076
摘要:
活动地块理论是解析中国大陆强震孕育与发生机制的核心理论框架,中国大陆几乎所有8级以上强震和超过80%的7级以上强震均发生在活动地块边界带,构建标准化、业务化的地块运动动态监测体系对区域地震危险性研判具有关键意义。本文融合大地测量与测震学多源数据,构建“块—带—源”三级递进、场源配套的监测与判定体系,系统制定各级监测的量化技术指标与标准化判定流程。以中国大陆西部地区为实证区,开展活动地块相对运动、边界带分段变形、强震危险源动态跟踪的业务化监测应用,揭示了研究区“西强东弱、南强北弱”的地块运动时空格局,识别出边界带变形异常区段与断层闭锁、应力异常段落;基于三级判定策略,圈定南天山断裂西段、北天山断裂中段等7条发震紧迫程度高的活动断裂。结果表明,“块—带—源”监测体系可完整刻画“动力源—地块运动—边界带变形—震源积累”的全链条动力加载过程,实现强震危险源的定量化、动态化跟踪,有效支撑区域地震危险性业务化研判。本文同时指出观测网络覆盖不均、监测方法精度待提升等短板,展望了空天地一体化全域监测与高精度动态判定的发展路径。
地震风险与灾害
龙门山断裂带重复地震检测及其滑动速率的空间分段性研究
邓菲, 张效亮
, doi: 10.11899/zzfy20250113
摘要:
基于龙门山断裂带附近的固定台站2007—2023年记录的走时和波形资料,应用地震精定位、地震空间位置聚类、波形互相关识别,破裂面重叠状态检测等方法,建立了包含空间位置重合、波形相似性以及破裂面几何一致性的三重约束条件,识别出龙门山断裂带24组重复地震,共计87次事件,占初始事件总数的0.14%。根据重复地震的复发间隔计算断裂带深部滑动速率,结果显示:(1)龙门山断裂带重复地震分布2.0~20.2 km深度范围,滑动速率为1.0~14.3 mm·a−1,误差为0.1~3.9 mm·a−1。(2)龙门山断裂带的滑动速率呈现明显的随深度递增趋势,深部平均滑动速率约是浅部的2倍,反映了深浅部变形的解耦特征。(3)龙门山断裂带的滑动速率沿走向上呈现明显的分段性,南段(泸定–芦山)滑动速率平均值为4.4 mm∙a−1;中南段(芦山-茂县)为2.3 mm∙a−1;中北段(茂县-平武)为4.1 mm∙a−1;北段(平武-青川)为2.4 mm∙a−1。南段和中北段的滑动速率显著高于其他段落,其中中北段的最大滑动速率达到(14.3±3.9) mm·a−1,为全断裂带最高值。这种走向上的分段差异可能反映了南段和中北段具有更强烈的应力积累、更显著的断层闭锁效应,指示了这2个段落未来发生强震的危险性相对更高。
工程防灾与减灾
基于PCA方法的地铁地下结构地震动强度指标分析
李立云, 韩晨阳, 杜修力
, doi: 10.11899/zzfy20250149
摘要:
地震动强度指标(IM)蕴含丰富的地震动特性信息,是连接地震危险性与结构响应的重要参数指标,选择与结构响应相关性较高的地震动强度指标参数,可以有效提高结构地震响应评估结果的准确性。本文以地铁地下结构抗震评估为目标,针对某II类场地地下结构响应评估中地震动强度指标选取开展了系统研究。首先,收集近场速度脉冲型地震动记录、远场类谐和地震动记录、普通地震动记录各20条,对地铁车站-隧道-场地地震响应进行数值模拟,然后采用主成分分析法(PCA)对12种地震动强度指标进行分析,并对地震动强度指标与结构响应之间的相关性进行探讨。结果表明,在利用单一强度指标表征地下结构地震响应方面,近场速度脉冲型地震动以峰值速度(PGV)和Housner谱强度(SI)两种速度型指标相关性最强,远场类谐和地震动以谱相关型指标SI相关性最强,普通地震动以峰值加速度(PGA)和Arias强度(AI)两种加速度型指标相关性最强;三类地震动可以分别组成为如下综合强度指标,近场速度脉冲型地震动: \begin{document}$ \ln {I}_{\text{p}}=0.36\ln {V}_{\max }+0.09\ln {C}_{\text{AV}} $\end{document};远场类谐和型地震动: \begin{document}$ \ln {I}_{\text{p}}=0.50\ln {I}_{\text{H}}+0.05\ln {A}_{\text{rms}} $\end{document};普通地震动: \begin{document}$ \ln {I}_{\text{p}}= 0.79\ln {a}_{\max }+ $\end{document}\begin{document}$ 0.02\ln {I}_{\text{H}} $\end{document}。相较于单一地震动强度指标,地震动综合强度指标更适用于本案例场地地铁地下结构抗震性能评估。
循环荷载作用下红黏土的累积变形规律与增长预测模型
骆超荣, 兰景岩, 李哲瀚, 莫红艳
, doi: 10.11899/zzfy20250075
摘要:
红黏土作为一种特殊土,其动力特性显著区别于其他常规土类,当前对于重塑红黏土在循环荷载作用下累积变形规律的研究和认识还很粗浅,常规土类的变形增长预测模型并不适用于红黏土。针对这一问题,以桂林红黏土为研究对象,在固结不排水条件下开展动三轴试验,系统分析了围压、动应力幅值及初始静偏应力等因素对其累积变形发展的影响,并以此提出符合红黏土的累积塑性变形预测模型。结果表明,初始静偏应力对红黏土的累积塑性变形的影响存在明显的临界点:当初始静偏应力小于70 kPa时,累积变形随静偏应力的增加而减小,当超过该临界点后累积变形发展趋势则完全相反。此外,通过与其他不同土体累积变形曲线进行对比,分析总结红黏土与其他土体变形规律的差异,验证该变形预测模型的可靠性和普适性。研究成果有助于深化对红黏土动力变形机理的认识,为红黏土地基在交通、岩土等工程中的抗震设计与长期稳定性评估提供了理论支持。
震灾防御技术
基于H/V谱比法的场地卓越周期及其与地震动参数的关系
李小军, 刘浩楠, 荣棉水, 刘培玄
, doi: 10.11899/zzfy20260042
摘要:
局部场地条件是影响地震动特征以及震害分布的关键性因素,而场地周期值被用于表征场地条件对地震动特性的影响,并应用于场地类别划分。本文探讨了基于地震动记录的水平与竖向傅里叶谱比(H/V谱比)法用于场地周期确定的有效性,利用日本KiK-net台网中31个台站的强震动记录计算其H/V谱比曲线,分析了场地卓越周期与场地地震动峰值加速度(PGA)、震级和震中距等参数的关系。结果表明,不同类别场地的谱比曲线特征差异显著,H/V谱比法能有效识别场地的卓越周期;在中远场地震动条件下,H/V谱比曲线形态稳定,受震级和震中距影响较小,展示了H/V谱比法识别场地卓越周期的可靠性;场地卓越周期随PGA增大向更大值偏移,体现了土体的非线性反应效应。考虑土体非线性影响,提出了基于地震动强度的场地卓越周期动态修正方法。研究结果可供基于场地周期值进的场地类别划分方法考虑场地土非线性影响提供参考。
基于图神经网络的桥梁震害快速评估方法
张令心, 卞东生, 朱柏洁
, doi: 10.11899/zzfy20260005
摘要:
桥梁作为城市交通体系的重要基础设施,其震后破坏状态的快速准确评估对于应急救援和交通恢复具有重要意义。然而,传统基于有限元分析或利用监测加速度数据积分反演位移等方法的桥梁震害评估往往计算耗时长、依赖复杂的前处理流程,难以满足震后应急场景对高效性和准确性的需求。为此,本文提出一种基于图神经网络(GNN)的桥梁震害快速评估方法。该方法以监测获得的桥墩、桥台和支座的加速度时程为输入,通过残差卷积网络提取时序特征,随后基于构件间的响应相关系数构建图结构,将多构件信息融合后输入GNN进行破坏状态评估。结果表明,本文方法在各破坏状态的测试准确率均超过79%,其中基本完好和严重破坏类别的识别准确率达到90%以上;中等破坏类别的识别准确率较传统基于加速度积分反演位移的方法,由30%显著提升至79%;相比单一构件评估方法,本文提出的方法显著改善了分类不平衡和误判问题,尤其在轻微和中等破坏类别的识别准确率上分别提升约20%和50%。因此,本文提出的多构件损伤联合评估方法能够显著提升震后桥梁破坏状态识别效率与准确性,为震害快速评估提供了高效可行的技术途径。
宿北断裂淮北段第四纪活动性研究
郑荣荧, 姚运生, 于晓辉, 沈军, 戴训也, 焦轩凯, 高志涛
, doi: 10.11899/zzfy20250076
摘要:
通过浅层地震反射勘探、钻孔联合剖面探测和新构造年代学测试等方法,对宿北断裂淮北段的第四纪活动习性进行了研究。浅层地震反射勘探结果表明,宿北断裂淮北段断错了第四纪地层,断面波发育,断层上盘地层受断层牵引变形明显,属于区域性的大断裂。钻孔联合剖面探测结合新构造年代学测试结果显示,宿北断裂淮北段最新活动时代为中更新世中晚期,其在中更新世中晚期以来的最大垂直滑动速率约为0.011 mm/a,中更新世以来的最大垂直滑动速率约为0.009 mm/a,表明宿北断裂淮北段在中更新世以来的活动强度较低且没有显著增强的趋势。宿北断裂是徐宿弧形构造的伴生构造,二者具有相同的新老构造运动特征。宿北断裂早期以左行走滑兼逆冲为主,后受新构造运动的影响,宿北断裂淮北段和宿州段在进入第四纪以来可能以青龙山断裂附近为界,表现出较明显的“淮北段较强、宿州段稍弱”差异化张性活动特征。研究结果对淮北市和宿州市的地震灾害风险评估具有重要指导价值。
缅甸MS 7.9地震宗教建筑震害调查
叶阳, 杨健强, 明小娜, 陈建坤
, doi: 10.11899/zzfy20250104
摘要:
2024年3月28日,缅甸发生MS7.9地震。地震造成大量建筑受损,其中包括许多宗教建筑。由于历史原因,缅甸境内存在大量佛教寺庙、清真寺等宗教场所,宗教场所中一般有木结构、砌体结构、框架结构和钢结构。总体上看,框架结构和钢结构基本为近年新建建筑,部分框架建筑的设计受使用功能的影响,出现了刚度分配不均匀的现象,削弱了房屋的抗震性能,出现了严重的震害;钢结构的震害主要出现在填充墙上;木结构和砌体结构一般修建年代较早,木结构出现震害的主要原因是木构件与墙体之间无有效连接,木构件与墙体会相互作用,导致木结构墙体开裂、外闪;几乎所有的砌体结构均无抗震设防措施,而且,使用年限长,未进行有效加固,施工质量差等原因导致许多砌体结构在地震中受损。本文通过对缅甸13个佛寺和1个清真寺进行了实地调查,对宗教建筑、佛塔的震害进行了总结和分析,以期为震后恢复重建和已有房屋的加固设防提供思路,同时对国内同类建筑的抗震能力提升提供参考。
基于可变尺寸滑动窗口的框架结构地震响应预测研究—以北京市某实验楼为例
王飞, 徐国越, 刘琦璇, 张晨, 吕潇然, 陈宏宇
, doi: 10.11899/zzfy20260073
摘要:
在使用固定尺寸滑动窗口处理数据的过程中,无法根据地震动强度差异和结构地震响应幅值变化动态提取时频特征,易造成关键特征丢失、预测精度下降等。本文提出一种使用可变尺寸滑动窗口处理数据的结构响应预测方法。该方法以一栋框架结构为研究对象,以100条地震动加速度时程记录及有限元模型输出的层间位移角作为数据集,基于提出的算法预测结构层间位移角值。预测结果与基于固定尺寸滑动窗口方法对比发现:本文提出的算法可有效实现框架结构的响应预测,且相较于固定尺寸滑动窗口方法,平均绝对百分比误差降低了12.27%,峰值层间位移角误差降低了7.87%。
基于夜间灯光数据的地震损害和经济恢复评估
李峰, 廖顺宝, 景胜强, 付行健
, doi: 10.11899/zzfy20250067
摘要:
2023年2月6日,土耳其连续发生2次强震,哈塔伊省人员伤亡惨重,基础设施大量损毁。为快速全面评估地震损害与重建情况,利用震前月度和震后每日夜间灯光(NTL)数据变化比率识别哈塔伊省地震损害度。通过月度NTL数据计算平均灯光强度(ALI),借助数据平滑与季节分解技术去除ALI时间序列中的随机噪声和季节波动。基于地震前后的回归模型,搭建震后经济恢复评估框架。结果表明,地震损害的整体精度达到77.28%,可用于地震损害的评估;构建的回归模型拟合度较高,适用于震后区域经济恢复的评估。在县级层面,灾后埃尔津、库姆卢和安塔基亚县经济已经恢复,多尔蒂约尔和萨曼达县的经济恢复困难,其余7个县的经济预计2026年3月前恢复。整体上,哈塔伊省经济增长缓慢,全面恢复时间尚无法确定。
近断层脉冲型地震动合成及其致RC梁桥响应研究
王燕航, 刘浪
, doi: 10.11899/zzfy20250049
摘要:
基于四阶连续小波变换的脉冲识别方法分析近断层地震动速度脉冲特性,利用分解-叠加法纳入方向性效应脉冲等低频速度脉冲成分,考虑断层距、断层类型、地震矩、震源深度、品质因子Q和高频衰减因子kappa等参数随机性,在动力学拐角频率随机有限断层法的基础上,融合近断层地震动的低频速度脉冲特性建立完整的近场脉冲型地震动模拟模型。在EXSIM方法基础上,引入速度脉冲叠加模型,综合考虑复杂断层破裂动力学过程、地震波传播路径非线性效应,以及近场区域地震动特有的低频速度脉冲特性,对近断层强地震动物理机制进行多维度表征。本文以1999年9月21日MW 7.6台湾集集地震为例,验证该方法的正确性。然后,将模拟近断层地震动和实测地震动记录分别输入RC梁桥有限元模型中进行结构动力响应分析,验证该方法在结构地震反应分析中的适用性。结果表明:以动力学拐角频率随机有限断层法为基础,所改进的近场脉冲型地震动模拟结果与实测记录匹配良好,能有效反映近断层地震作用下RC梁桥的破坏特性,可作为近断层桥梁抗震设计的参考。
埋地管道穿越活动断层的地震响应研究进展与展望
王晓辉, 刘爱文, 李小军, 王宁, 陈苏, 贺秋梅, 吴攸, 王智炜
, doi: 10.11899/zzfy20260087
摘要:
活动断层错动产生的永久性地面变形是埋地油气与给排水管道在强震区面临的最严重威胁,国内外历次大震均反映出跨断层管段的高破坏率与严重次生灾害。因此,跨断层管道抗震设防已成为地震工程领域的重点关注的问题。本文系统收集了国内外跨断层管道破坏案例及其失效模式,并深剖其失效机制;其次从解析方法、数值模拟、物理模型试验3个层面出发,深入综述了跨断层管道地震响应的最新研究进展,并总结了现有抗震设防措施。最后,讨论了目前跨活动断层管道抗震防灾研究亟需解决的关键问题。分析表明,现有研究对震错耦合作用机制及其对管道响应的影响研究仍显不足,未来亟需融合地震学、地质学和工程学等多学科理论深入厘清震错耦合机制,开发可实现断层错动与地震动同步输入的同震同错试验技术。此外,应推进发展管道穿越活动断层的精细化、多尺度数值模拟方法,构建能反映断层破碎带、分布式变形及埋地管道动力特性的数值分析模型,以提升跨断层管道抗震性能评估与设防设计的科学性与可靠性。
同震滑坡易发性预测中离散因子编码策略比较与优化研究
袁仁茂, 侯明华, 杨丛铭, 高丽婵
, doi: 10.11899/zzfy20260096
摘要:
同震滑坡易发性评价中,地层岩性、坡向等离散因子的编码方式会影响机器学习模型对地学信息的表达,但现有研究多依赖经验或默认编码方式,缺少针对不同模型和不同离散因子的系统比较。本文以汶川地震同震滑坡为例,选取地形、地质和地震动等9类因子,比较独热编码、标签编码、频率比编码和信息量编码4种编码方式在Logistic Regression、SVM、Random Forest、XGBoost、BP神经网络和LSTM中的表现,并进一步开展地层岩性与坡向的因子层编码组合评价。在此基础上,引入深度Q网络检验其对最优编码组合的稳定识别能力,并结合空间分块验证、基础地震动因子对照和Ⅸ度及以上区内部累积滑坡捕获曲线评价模型的空间稳定性与增量价值。结果表明,不同模型对离散因子编码方式具有不同偏好,因子层编码组合相较最佳统一编码的F1值提升总体较小,其主要价值在于揭示编码选择的模型依赖性和因子依赖性。深度Q网络(DQN)能够在当前小规模确定性奖励环境中稳定复现网格搜索结果,可作为编码组合自动搜索框架的概念验证,但不能证明其具有搜索效率优势。完整模型高值区主要受强震动和近断层效应控制,但在Ⅸ度及以上区仍提供了一定的相对排序信息。本文结果表明,离散因子编码优化的意义不宜仅理解为预测精度提升,更应作为类别变量处理和编码—模型适配检验的规范化框架。
压水堆足尺燃料组件综合抗震试验系统研发与应用
张艳红, 胡晓, 朱洪东, 邢国良, 杨陈, 高建勇
, doi: 10.11899/zzfy20260079
摘要:
燃料组件的抗震安全性是核电厂安全评估的核心环节。当前,堆芯燃料组件的抗震安全验证多依赖于数值模拟,而模拟的精度和可靠性亟须足尺物理试验的验证。为准确标定自主化燃料组件的抗震分析模型参数、验证模型的合理性,并真实反映燃料组件在实际工况下的碰撞特性及高速轴向流场中的动态响应,本文自主研制了一套压水堆足尺燃料组件综合力学与抗震性能试验系统。该系统包含三大核心装置:空气环境足尺燃料组件跌落与多维力学性能试验装置、空气/静水环境足尺燃料组件综合力学性能测试与抗震试验装置,以及高速轴向流环境足尺燃料组件动态特性试验装置。本系统填补了国内同类大型物理试验的空白,不仅支持单组燃料组件的基础刚度(拉、压、弯、扭)与跌落试验,更具备灵活配置排组件数量、精细模拟组件间隙与板弹簧预紧力的能力,全面实现了空气、静水及变流速动水等复杂工况下燃料组件的抗震性能与极限抗震能力验证。该系统的成功研制,为我国自主化燃料组件抗震数值模型的参数标定与计算结果校验,以及组件实体的抗震安全裕度评估,提供了关键的技术支撑。