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, 最新更新时间 , doi: 10.11899/zzfy20250108
摘要
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摘要:
局部区域强震台站的稀疏分布严重制约了数据驱动类局部场地放大效应预测模型的构建。本研究利用少量台站多次地震事件的观测数据，提出了一种有效的局部场地效应预测模型构建方法。基于场地效应评价的标准谱比法（Surface/Basement Spectral Ratio，SBSR）和广义反演法（Generalized Inversion Technique，GIT），分别结合卷积神经网络（Convolutional Neural Networks，CNN）和长短时记忆网络（Long Short-term Memory Networks，LSTM），构建了4类确定局部场地放大效应的智能预测模型（CNN-SBSR、CNN-GIT、LSTM-SBSR和LSTM-GIT）。其中SBSR类模型选取了震源参数（震级、震中距、震源深度）、场地参数（等效剪切波速、基岩加速度峰值）及空间坐标（经纬度）等为输入参数，而GIT类模型则仅依赖场地特性和空间信息等相关参数。与传统场地预测方法相比，本研究提出的模型能够直接从单次地震事件的观测数据中进行特征学习，突破了传统方法依赖台站平均谱比回归的局限。所构建的模型仅需输入目标场地的相关信息（如场地特征和空间信息参数等），即可快速预测局部区域中指定位置处的谱比，从而有效解决了传统方法中难以外推至无台站区域或预测精度较差的限制。基于所提出的方法，利用新西兰下哈特盆地6个台站数据构建交叉验证预测模型，结果表明：LSTM类模型凭借其优异的时序特征提取能力展现出更高的预测精度，而CNN模型在参数较少时表现出更好的稳健性。GIT方法因强化场地参数作用，整体性能优于SBSR方法。本研究为稀疏台站区域的场地放大效应预测提供了一种有效的解决方法。
局部区域强震台站的稀疏分布严重制约了数据驱动类局部场地放大效应预测模型的构建。本研究利用少量台站多次地震事件的观测数据，提出了一种有效的局部场地效应预测模型构建方法。基于场地效应评价的标准谱比法（Surface/Basement Spectral Ratio，SBSR）和广义反演法（Generalized Inversion Technique，GIT），分别结合卷积神经网络（Convolutional Neural Networks，CNN）和长短时记忆网络（Long Short-term Memory Networks，LSTM），构建了4类确定局部场地放大效应的智能预测模型（CNN-SBSR、CNN-GIT、LSTM-SBSR和LSTM-GIT）。其中SBSR类模型选取了震源参数（震级、震中距、震源深度）、场地参数（等效剪切波速、基岩加速度峰值）及空间坐标（经纬度）等为输入参数，而GIT类模型则仅依赖场地特性和空间信息等相关参数。与传统场地预测方法相比，本研究提出的模型能够直接从单次地震事件的观测数据中进行特征学习，突破了传统方法依赖台站平均谱比回归的局限。所构建的模型仅需输入目标场地的相关信息（如场地特征和空间信息参数等），即可快速预测局部区域中指定位置处的谱比，从而有效解决了传统方法中难以外推至无台站区域或预测精度较差的限制。基于所提出的方法，利用新西兰下哈特盆地6个台站数据构建交叉验证预测模型，结果表明：LSTM类模型凭借其优异的时序特征提取能力展现出更高的预测精度，而CNN模型在参数较少时表现出更好的稳健性。GIT方法因强化场地参数作用，整体性能优于SBSR方法。本研究为稀疏台站区域的场地放大效应预测提供了一种有效的解决方法。
, 最新更新时间 , doi: 10.11899/zzfy20240223
摘要:
为研究缓倾斜坡场地中桩基框架结构间结构-土-结构动力相互作用特性，使用ABAQUS软件建立系列结构-土-结构二维有限元分析模型，考虑土-结构非线性特性，设置0°～15°等6种坡度条件，对缓倾斜坡场地中的建筑开展非线性有限元数值分析。结果表明：1）相较于相邻建筑物，斜坡坡角对结构间峰值加速度的影响更大；2）斜坡在放大坡上结构地震动响应的同时却缩小了坡下结构的地震动响应；3）相邻建筑物对基础各单桩顶的峰值剪力响应有较大影响，而对桩顶总剪力的影响不大，在水平或缓倾斜坡场地中SSSI效应均导致了结构桩顶剪力重分布现象。本研究为实际工程中普遍存在的斜坡场地下结构的抗震设计提供理论参考。
为研究缓倾斜坡场地中桩基框架结构间结构-土-结构动力相互作用特性，使用ABAQUS软件建立系列结构-土-结构二维有限元分析模型，考虑土-结构非线性特性，设置0°～15°等6种坡度条件，对缓倾斜坡场地中的建筑开展非线性有限元数值分析。结果表明：1）相较于相邻建筑物，斜坡坡角对结构间峰值加速度的影响更大；2）斜坡在放大坡上结构地震动响应的同时却缩小了坡下结构的地震动响应；3）相邻建筑物对基础各单桩顶的峰值剪力响应有较大影响，而对桩顶总剪力的影响不大，在水平或缓倾斜坡场地中SSSI效应均导致了结构桩顶剪力重分布现象。本研究为实际工程中普遍存在的斜坡场地下结构的抗震设计提供理论参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11899/zzfy20240184
摘要:
杭州湾衢山岛屿位于中国大陆华北、华南活动地块和华北华南地应力分区的边界地带，该区域的地应力研究工作对于理解该区域地壳应力状态和地壳动力学行为意义重大。研究区小衢山岛大地构造位于华南地槽褶皱系的浙东南褶皱带的东北部，距上海芦潮港30海里。基于小衢山岛上3个钻孔的水压致裂原地应力测试数据综合分析，研究区最大水平主应力方向范围为N56.9°W～ N76.9°W，说明该区域主要受太平洋板块和菲律宾海板块向北西西、北西向俯冲推挤力源的影响。最大、最小水平主应力量值基本随深度增加而增大，最大水平主应力量值一般为7.39～15.74 MPa，最小水平主应力量值一般为3.99～8.41 MPa，最大、最小侧压力系数范围分别为kH=2.11～7.56，kh=1.23～3.85。利用实测数据计算的剪应力积累因子μ的范围是0.36～0.77，平均值为0.55，剪应力积累程度较高。研究结果为认识中国大陆东部华北、华南活动地块的分界分区问题提供了新的地应力证据。
杭州湾衢山岛屿位于中国大陆华北、华南活动地块和华北华南地应力分区的边界地带，该区域的地应力研究工作对于理解该区域地壳应力状态和地壳动力学行为意义重大。研究区小衢山岛大地构造位于华南地槽褶皱系的浙东南褶皱带的东北部，距上海芦潮港30海里。基于小衢山岛上3个钻孔的水压致裂原地应力测试数据综合分析，研究区最大水平主应力方向范围为N56.9°W～ N76.9°W，说明该区域主要受太平洋板块和菲律宾海板块向北西西、北西向俯冲推挤力源的影响。最大、最小水平主应力量值基本随深度增加而增大，最大水平主应力量值一般为7.39～15.74 MPa，最小水平主应力量值一般为3.99～8.41 MPa，最大、最小侧压力系数范围分别为kH=2.11～7.56，kh=1.23～3.85。利用实测数据计算的剪应力积累因子μ的范围是0.36～0.77，平均值为0.55，剪应力积累程度较高。研究结果为认识中国大陆东部华北、华南活动地块的分界分区问题提供了新的地应力证据。
, 最新更新时间 , doi: 10.11899/zzfy20240510
摘要:
以穿越逆断层的新藏公路高寒地区的某片块石路基段为研究对象，通过物理试验和数值模拟，分析了逆断层断错作用下片块石路基的变形与受力特征。物理试验模型按1∶15的比例缩尺建立，试验结果显示：上盘整体抬升，其破坏程度高于下盘，但下盘受断错影响的范围较大。距离断错迹线越近，路基破坏越严重，反之则越轻，最大变形出现在断层迹线处。从破坏形态来看，片块石路基破坏的形式主要有路面隆起、裂缝、水稳层与片块石层脱空、张拉断裂等。数值模拟结果显示：上盘整体抬升，最大变形同样出现在断层迹线处，且断层迹线附近变形急剧变化，距离迹线越远，相对变形逐渐减小。上盘水稳层在远离迹线处受压，靠近迹线处受拉；下盘水稳层在靠近迹线处受拉，远离迹线处受压，下盘端部受压达最大值；片块石层与砂砾层土的压力基本表现为受压，且压力在迹线处减小。数值模拟中的片块石路基变形和受力特征与试验结果较为吻合，研究结果表明，片块石路基具有较好的抗断效果，这些结论可为跨活动断层片块石路基设计提供科学依据。
以穿越逆断层的新藏公路高寒地区的某片块石路基段为研究对象，通过物理试验和数值模拟，分析了逆断层断错作用下片块石路基的变形与受力特征。物理试验模型按1∶15的比例缩尺建立，试验结果显示：上盘整体抬升，其破坏程度高于下盘，但下盘受断错影响的范围较大。距离断错迹线越近，路基破坏越严重，反之则越轻，最大变形出现在断层迹线处。从破坏形态来看，片块石路基破坏的形式主要有路面隆起、裂缝、水稳层与片块石层脱空、张拉断裂等。数值模拟结果显示：上盘整体抬升，最大变形同样出现在断层迹线处，且断层迹线附近变形急剧变化，距离迹线越远，相对变形逐渐减小。上盘水稳层在远离迹线处受压，靠近迹线处受拉；下盘水稳层在靠近迹线处受拉，远离迹线处受压，下盘端部受压达最大值；片块石层与砂砾层土的压力基本表现为受压，且压力在迹线处减小。数值模拟中的片块石路基变形和受力特征与试验结果较为吻合，研究结果表明，片块石路基具有较好的抗断效果，这些结论可为跨活动断层片块石路基设计提供科学依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.11899/zzfy20240178
摘要:
地震地表变形会对基础设施造成巨大破坏，如何减轻其造成的破坏，成为设计人员关注的重点。本文在自行整理我国自1900年以来有同震地表破裂的地震案例基础上，将数据分为逆断层型、正断层型与走滑断层型3类，分别进行最小二乘法分析，得到不同断裂类型的震级与地震破裂参数及其位移量之间的关系式，同时针对我国西部地区震级与地震破裂参数的回归关系式进行了讨论；并对搜集到的我国21例震后地表形变监测数据进行讨论。结果显示，同震阶段的拟合公式相关系数较大，标准偏差较小，所得经验关系更接近中国地质实际情况；震后2年内近场形变量大多位于5～7cm、震后10 年内近场地表形变量大多位于8～10cm；说明可以定量及半定量的分析同震、震后破裂参数，为地震易发区穿越潜在活动断层的基础设施设计以及安全性评价提供参考依据。
地震地表变形会对基础设施造成巨大破坏，如何减轻其造成的破坏，成为设计人员关注的重点。本文在自行整理我国自1900年以来有同震地表破裂的地震案例基础上，将数据分为逆断层型、正断层型与走滑断层型3类，分别进行最小二乘法分析，得到不同断裂类型的震级与地震破裂参数及其位移量之间的关系式，同时针对我国西部地区震级与地震破裂参数的回归关系式进行了讨论；并对搜集到的我国21例震后地表形变监测数据进行讨论。结果显示，同震阶段的拟合公式相关系数较大，标准偏差较小，所得经验关系更接近中国地质实际情况；震后2年内近场形变量大多位于5～7cm、震后10 年内近场地表形变量大多位于8～10cm；说明可以定量及半定量的分析同震、震后破裂参数，为地震易发区穿越潜在活动断层的基础设施设计以及安全性评价提供参考依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.11899/zzfy20240232
摘要:
本文基于云南地震台网地震观测报告和云南台网区域地震波形数据，结合双差定位方法、CAP方法、川滇地区高分辨率速度模型和流体扩散模型，深入分析了2023年云南保山MS5.2地震的发震断层和成因。双差重定位结果显示，云南保山MS5.2地震沿NW向呈条带状分布，震源深度主要集中在4～12 km。震源机制解反演结果表明，云南保山 MS5.2主震2个发震断层面参数为：节面Ⅰ，走向51°，倾角78°，滑动角−34°；节面Ⅱ，走向149°，倾角56.8°，滑动角-165.6°。根据流体扩散模型拟合得到水力扩散系数\begin{document}$ D $\end{document} ![]()
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本文基于云南地震台网地震观测报告和云南台网区域地震波形数据，结合双差定位方法、CAP方法、川滇地区高分辨率速度模型和流体扩散模型，深入分析了2023年云南保山MS5.2地震的发震断层和成因。双差重定位结果显示，云南保山MS5.2地震沿NW向呈条带状分布，震源深度主要集中在4～12 km。震源机制解反演结果表明，云南保山 MS5.2主震2个发震断层面参数为：节面Ⅰ，走向51°，倾角78°，滑动角−34°；节面Ⅱ，走向149°，倾角56.8°，滑动角-165.6°。根据流体扩散模型拟合得到水力扩散系数
, 最新更新时间 , doi: 10.11899/zzfy20240230
摘要:
基于饱和两相介质波动的土力学模型，借助均匀孔隙流体的概念，推导了准饱和土中弹性波波速和衰减系数的理论解析表达式。通过数值计算，系统分析了含气量对4类不同典型准饱和土中压缩波传播特性的影响，全面讨论了不同含气量的准饱和土中压缩波的频散和衰减特性，并与气饱和土、水饱和土的计算结果进行比较。结果表明，不同准饱和土中压缩波速度和衰减随含气量变化的形状相同，但幅值不同；随着含气量增加，P1波波速减小，气饱和土中达到最小，且频散现象愈加不明显，原因在于气-固耦合作用显著低于水-固耦合作用；但高频时，P2波速在气饱和土中取到最大值。总之，含气量对压缩波传播特性的影响非常显著，且结论对认识地震波传播特性及工程结构抗震设防有重要的理论和实践意义。
基于饱和两相介质波动的土力学模型，借助均匀孔隙流体的概念，推导了准饱和土中弹性波波速和衰减系数的理论解析表达式。通过数值计算，系统分析了含气量对4类不同典型准饱和土中压缩波传播特性的影响，全面讨论了不同含气量的准饱和土中压缩波的频散和衰减特性，并与气饱和土、水饱和土的计算结果进行比较。结果表明，不同准饱和土中压缩波速度和衰减随含气量变化的形状相同，但幅值不同；随着含气量增加，P1波波速减小，气饱和土中达到最小，且频散现象愈加不明显，原因在于气-固耦合作用显著低于水-固耦合作用；但高频时，P2波速在气饱和土中取到最大值。总之，含气量对压缩波传播特性的影响非常显著，且结论对认识地震波传播特性及工程结构抗震设防有重要的理论和实践意义。
, 最新更新时间 , doi: 10.11899/zzfy20240245
摘要:
土层可以显著改变地震动的幅值和频谱成分，从而改变桥梁的地震响应，忽略桩土相互作用(PSI)的影响将导致桥梁抗震性能评估失真。为更准确描述高墩桥梁在桩土作用效应下的抗震性能，基于OpenSees有限元软件将PSI考虑为非线性p-y约束与土层滤波效应的组合建立高墩桥梁桩-土体系三维模型，以地震峰值加速度PGA为地震动强度指标，以桥墩截面曲率和支座位移为损伤指标，引入Nataf变换去考虑桥梁各构件的地震响应参数相关性，并构建多维极限状态方程，选取18条地震动记录对上述桥梁体系进行水平双向增量动力非线性分析，建立高墩桥梁的地震易损性曲线并对抗震性能进行评估。研究结果表明：采用非线性p-y约束能够有效模拟桩土作用效应；在强震条件下，对桥梁损伤程度越高的状态，其评估更加精确；土层滤波后对地震波放大作用明显，从而使得桥梁结构地震响应在各损伤阶段的超越概率大幅上升；高墩横桥向损伤概率略高于纵桥向损伤概率应优先考虑横向设计。在高墩桥梁的抗震设计阶段不能忽略土层滤波的影响，否则会提高桥梁抗震需求能力。
土层可以显著改变地震动的幅值和频谱成分，从而改变桥梁的地震响应，忽略桩土相互作用(PSI)的影响将导致桥梁抗震性能评估失真。为更准确描述高墩桥梁在桩土作用效应下的抗震性能，基于OpenSees有限元软件将PSI考虑为非线性p-y约束与土层滤波效应的组合建立高墩桥梁桩-土体系三维模型，以地震峰值加速度PGA为地震动强度指标，以桥墩截面曲率和支座位移为损伤指标，引入Nataf变换去考虑桥梁各构件的地震响应参数相关性，并构建多维极限状态方程，选取18条地震动记录对上述桥梁体系进行水平双向增量动力非线性分析，建立高墩桥梁的地震易损性曲线并对抗震性能进行评估。研究结果表明：采用非线性p-y约束能够有效模拟桩土作用效应；在强震条件下，对桥梁损伤程度越高的状态，其评估更加精确；土层滤波后对地震波放大作用明显，从而使得桥梁结构地震响应在各损伤阶段的超越概率大幅上升；高墩横桥向损伤概率略高于纵桥向损伤概率应优先考虑横向设计。在高墩桥梁的抗震设计阶段不能忽略土层滤波的影响，否则会提高桥梁抗震需求能力。
, 最新更新时间 , doi: 10.11899/zzfy20240509
摘要:
本文为研究2024年新疆乌什MS7.1地震的发震构造及应力场特征，收集了主震发生后1月23日至2月1日M≥3.5地震事件的P波初动极性符号，采用初至波极性约束的震源机制反演方法，得到68组震源破裂参数，基于应变花分类体系，建立震源机制类型与区域应力场的映射关系，发现尽管震源机制类型多样，但逆冲类事件占比超过半数，表明此次地震序列是以逆冲破裂为主。随后，系统整合本次地震与历史震源机制解，并通过网格搜索法和遗传算法进行应力张量反演，结果显示研究区呈近SN向挤压、NEE向近垂直拉张。进一步模拟应力体系与震源机制之间的关系表明，此次地震沿最优节面破裂，为后续发震机制与地球动力学研究提供了参考。
本文为研究2024年新疆乌什MS7.1地震的发震构造及应力场特征，收集了主震发生后1月23日至2月1日M≥3.5地震事件的P波初动极性符号，采用初至波极性约束的震源机制反演方法，得到68组震源破裂参数，基于应变花分类体系，建立震源机制类型与区域应力场的映射关系，发现尽管震源机制类型多样，但逆冲类事件占比超过半数，表明此次地震序列是以逆冲破裂为主。随后，系统整合本次地震与历史震源机制解，并通过网格搜索法和遗传算法进行应力张量反演，结果显示研究区呈近SN向挤压、NEE向近垂直拉张。进一步模拟应力体系与震源机制之间的关系表明，此次地震沿最优节面破裂，为后续发震机制与地球动力学研究提供了参考。
