震灾防御技术

基于韧性设计的一种地下框架结构抗震新体系研究

杜修力, 王子理, 刘洪涛

具有功能可快速恢复的抗震结构体系是结构抗震韧性设计的目标，结合浅埋地下框架结构地震破坏和失效模式的震害事例调查与分析以及抗震韧性结构设计的思想，本文提出一种可控制失效模式并具备自复位能力的浅埋地下框架结构抗震新体系。采用数值分析方法研究了传统地下框架结构体系与本文提出的新体系间的抗震能力差异以及新体系的自复位效果。结果表明：与传统的地下框架结构体系相比，新型地下框架结构体系的抗震能力显著提升，并具备良好的自复位能力，实现了结构抗震韧性设计的目标；新体系的自复位效果随轴压比的增加逐渐变差。结合算例，给出了浅埋地下框架结构自复位最大变形能力与轴压比的经验关系。

黏滑断层隧道减错措施参数对减错效果的影响分析

崔光耀, 伍修刚, 王明年, 荆鸿飞

为提高黏滑断层隧道的结构安全性和稳定性，对黏滑断层隧道设置不同缝宽减错缝、不同刚度减错层的减错效果进行研究。研究结果表明：断层黏滑错动对上盘隧道的影响远大于下盘；减错缝对上盘部分隧道结构的减错效果优于下盘，其中上盘减错效果最大为24.50%，下盘减错效果最大为9.26%；减错层对下盘部分隧道结构的减错效果略优于上盘，其中下盘减错效果最大为105.32%，上盘减错效果最大为78.07%；随着减错缝宽度的增加，隧道上盘减错效果变好，下盘缝宽10—15cm减错效果最好；随着减错层弹性模量的增加，隧道上下盘减错效果降低，当减错层弹性模量增加到一定程度（约100MPa），减错效果趋于稳定。研究成果可为黏滑断层隧道的减错结构设计及施工提供参考。

反复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土柱力学性能研究

苏佶智, 邢国华, 马煜东, 刘伯权

采用有限元软件ABAQUS，以锈蚀率（0%、5%、10%、15%和20%）为变量，对5根钢筋混凝土柱的力学性能进行了数值模拟，研究各试件的滞回性能、骨架曲线、延性及耗能能力，分析钢筋锈蚀率对承载力、延性、耗能和塑性铰转动能力的影响。研究结果表明：模拟分析得到的锈蚀钢筋混凝土柱的强度和变形与试验结果吻合较好，建立的有限元模型可用于锈蚀钢筋混凝土柱的力学性能分析；混凝土开裂前，锈蚀构件的力学性能基本与未锈蚀构件相同，混凝土开裂后，构件的承载力、屈服荷载、极限位移、延性等均随钢筋锈蚀率的增大而降低；轻度锈蚀构件的滞回性能和破坏形式与未锈蚀构件类似，随着钢筋锈蚀率逐渐增大，滞回环的饱满程度降低，“捏拢”现象严重，滞回曲线由“弓形”逐渐发展成“反S形”，耗能能力降低，破坏形式趋于脆性破坏，位移延性系数、平均耗能系数等指标逐渐下降。

基于能量方法设计的RC框架结构易损性分析

王中阳, 车佳玲, 张尚荣, 包超

基于“强柱弱梁”的屈服机制，依据能量平衡方法设计了某6层RC框架结构，采用震级-震中距条带地震动记录选取方法，选取12条随机地震动，利用Perform-3D有限元分析软件对结构进行增量动力（IDA）分析，得到了结构的地震易损性曲线、破坏状态概率曲线以及结构破坏概率矩阵。分析结果表明：该方法设计的结构能够形成预设的“强柱弱梁”屈服机制，可以保证结构中梁充分参与耗能，同时结构具有较强的抗倒塌能力，可以满足“小震不坏，中震可修，大震不倒”的性能要求。

中、美、欧抗震规范底部剪力法的对比研究

蒋志楠, 张桂欣, 李晶

目前，底部剪力法是各国计算水平地震作用的基本方法，应用该方法时需要使用各自国家的抗震设计反应谱。本文汇总了中、美、欧抗震设计规范的反应谱和底部剪力法，在相同重现期和场地条件的基础上，对比了不同烈度下3本规范反应谱的异同，并通过算例对比了分别采用3本规范的底部剪力法算出的不同设防烈度下同一结构的底部地震剪力和层间地震剪力。对比结果表明，3本规范的反应谱和底部剪力法在本质上是相同的，只在表达形式和参数设置上存在差异。

SV波斜入射下凸起地形对地震动特性的影响分析

郝明辉, 张郁山

针对10种不同坡角的凸起地形，采用基于透射边界的有限元-有限差分计算方法，研究了局部凸起在SV波斜入射时，地震动峰值加速度放大倍数和反应谱谱比随入射角度的变化规律。结果表明：①地震波以一定的角度斜入射时，地表大部分观测点的峰值加速度放大倍数大于垂直入射的情况；②在计算模型宽高比一定的情况下，最不利入射角度与坡角有一定关系，且地表最不利位置随坡角增大由凸起台地边缘向中心移动；③入射角度对凸起地形地震反应谱特性的影响十分显著，不但影响谱比的幅值，也影响谱比曲线的形状，斜入射时各关键节点大部分周期点的谱比值大于垂直入射，入射角度对反应谱中的高频成分影响较为显著，而对长周期成分影响不大。

P波斜入射角对沉管隧道地震响应的影响

陆耀波, 崔杰, 渠建新, 袁杰

为了研究P波斜入射对沉管隧道地震响应的影响，以港珠澳大桥沉管隧道为工程背景，考虑上覆海水与海床、沉管隧道之间耦合作用，采用粘弹性边界和等效力的地震荷载输入方式，利用ADINA软件建立三维有限元模型进行地震响应分析。分析入射角为0°、20°、40°、50°、60°时P波对沉管隧道环向应力峰值（正应力峰值、剪应力峰值）和位移峰值的影响，结果表明：入射角为40°时，沉管隧道应力峰值最大；入射角为0°—40°时，隧道的应力峰值逐渐增大，入射角为40°—60°时，隧道的应力峰值逐渐减小；隧道截面4个转角处及隔墙与顶板、底板的连接处为隧道剪应力峰值最大处；隧道截面左侧剪应力峰值远大于右侧；隧道顶板正应力峰值最大，顶板的正应力峰值大约为底板的2倍；隧道截面左侧位移峰值远大于隧道截面右侧。

消除多次透射公式高频振荡失稳的一种措施

董青, 周正华, 苏杰, 刘厚毅, 宋加密

多次透射公式（MTF）物理概念简单，便于在计算机上实现时空解藕的高精度波动数值模拟。然而，MTF与其它局部人工边界条件类似，存在数值模拟失稳问题，如高频振荡便是可能出现的失稳现象。本文在分析MTF高频振荡失稳机理的基础上，提出了在波动有限元数值模拟中消除MTF高频振荡失稳的一种措施，即在整个有限元数值模拟区内施加与应变速率成正比的较小粘性阻尼；同时，讨论了这一稳定措施的有效性及其对数值计算精度的影响，并通过数值试验检验了这一稳定措施的可行性。结果表明，消除高频振荡失稳的措施行之有效，且只对波动有限元数值模拟中无意义的高频分量具有抑制作用，而对有意义的较低频段内的波动有限元数值模拟精度影响较小。

2017年四川九寨沟M_S 7.0地震的强地面运动模拟

丁阳, 王国新, 杨福剑

2017年8月8日发生的九寨沟M_S 7.0地震，是中国近10年来发生的强震之一，造成了大量建筑破坏、人员伤亡和经济损失，强震台网记录到的最大峰值加速度为0.19g。本文采用Wang等(2015)提出的改进有限断层法模拟了这次地震中部分台站的加速度时程。首先，选取合适的震源模型和输入参数，通过对比模拟结果和地震记录，估计这次地震的应力降大约为4.0MPa，与王宏伟等(2017)的分析结果基本一致。与EXSIM(Motazedian等，2005)方法相比，Wang等(2015)的方法得到的结果在频域上与实际地震记录更相符。同时，合成了强震台站以及断层附近网格点的加速度时程，模拟结果的时程和反应谱与实际记录整体上较为符合，震中附近的PGA分布与震中烈度区基本一致，验证了本文结果的有效性。本文合成的地震动可以为该地区的灾后抗震设计提供一定依据。

马袅-铺前断裂中段全新世活动特征研究

刘华国, 吴小江, 李峰, 贾启超, 王志成, 林镇, 贾伟, 徐锡伟, 章龙胜, 胡金桥

本文采用地球物理勘探和钻孔联合剖面探测相结合的方法，分别在林海三路和桃兰村展开探测，通过分析断层上断点埋深、断错地层序列和地层年龄，获得了马袅-铺前断裂的全新世活动特征。2排联合钻孔剖面均揭露出断面，断裂上断点埋深9.2—10.5m，从而准确厘定了马袅-铺前断裂中段的空间位置。钻探结果显示，马袅-铺前断裂分为近东西向平行分布的南、北2支，呈阶梯状发育，具正倾滑性质，倾向北，倾角约70°。其中，北支为第四纪早期次级断裂，南支为全新世活动性较强的主断裂。同时，钻孔揭示深度内该断裂段第四纪以来的垂直位移量约为4—6m，7965—7408a BP以来断裂有过活动，垂直位移量约1—2m，垂直位移速率约为0.26±0.1mm/a。

活动断裂带断层泥的纳微米构造研究方法

王雷, 晁洪太, 王志才, 付俊东, 万永魁, 杨传成, 吴頔, 刘军

断层泥是研究活动断裂带运动性质和活动习性的重要介质。以往，对断层泥的研究主要借助偏光显微镜和低真空扫描电镜进行，观察到的现象有限。借助高真空扫描电镜从纳微米尺度对断层泥进行更精细化的研究，其方法是对野外断层泥进行定向原状样品采集，通过室内样品自然风干、微样制作、表面镀金和扫描电镜观察，从纳微米尺度研究a-b组构面和a-c组构面的各种变形现象。此方法可以帮助确定断层的运动性质、断层滑动面的新老关系，并可鉴别粘滑过程与蠕滑过程；同时，还可以对工程场地中发现的黏土滑动面进行鉴别，区分地震断层和非地震断层。

河西务断裂活动性的综合探测研究

周月玲, 彭远黔, 陈建强, 边庆凯, 王晓山

河西务断裂为河西务构造带的东缘断裂，总体走向北东，倾向南东，向北延伸与廊固凹陷内的横向断层（桐柏断裂）小角度相接，向南延伸与牛东断裂相接，为廊固凹陷与武清凹陷的分界断裂，隐伏于冀中凹陷覆盖层之下。本文通过浅层地震勘探和钻孔联合剖面探测，结合年代样品测试，对河西务断裂的活动性和滑动速率进行了综合研究，揭示断裂上断点埋深约150m或以浅，第四系底界面的垂直错距为20—45m，断裂的最新活动时代为晚更新世早期，晚更新世以来的平均垂直滑动速率为0.03mm/a，中更新世晚期以来的平均垂直滑动速率为0.11mm/a。

孟连断裂晚第四纪活动特征

庄儒新, 陈宇军, 陈刚, 余建强

孟连断裂是滇西南地区的1条区域性活动断裂。本文通过地形地貌、断裂剖面及地震活动等对断裂的空间展布及晚第四纪活动性进行分析和研究，获得了断裂活动时代和活动速率等参数。研究表明：孟连断裂晚第四纪期间仍在活动，最新活动时代为全新世，运动性质以左旋走滑为主，晚第四纪以来的平均水平滑动速率为3.8—5.1mm/a；该断裂控制着孟连、勐阿等第四纪盆地的发展及演化，沿断层发生了1995年7月12日中缅边境7.3级地震。

基于倒谱的2015年天津港“8·12”爆炸分析

叶庆东, 毛远凤, 王生文, 余大新, 王岩

本文通过对记录到2015年天津港“8·12”爆炸的32个台站的三分量数字地震波形进行倒谱分析，得到了以下结论：①2个主要爆炸的发生时间间隔约为32.3s；②爆炸-2发生在爆炸-1的西北侧约353°处；③依据这些记录的倒谱，无法判定在爆炸-1前是否还存在微小的爆炸。以上结论均与前人研究成果吻合。由于倒谱叠加采用的是全波形，对滤波频带不敏感，因此，在检测发生在同一地点的多次爆炸或其它类似事件（如核爆）上有一定的优势。

古登堡-里希特定律中的b值统计样本量研究

李世杰, 吕悦军, 刘静伟

b值是研究地震活动的重要指标，其广泛应用于地震危险性分析和地震预测研究之中，与实际资料的完整性、样本量的大小、计算方法等因素有着重要的关系。常见的b值计算方法有最小二乘法和最大似然法，样本量的大小对这2种方法影响很大。本文利用蒙特卡罗模拟地震目录和汾渭地震带实际目录作为样本，从中抽取不同大小的样本量进行计算，研究不同样本量下这2种方法计算得到的b值与设定值或真实值之间的差别。结果表明，最小二乘法需要的最低样本量为1000，最大似然法为200；当样本量达不到要求时，计算出的b值是不可靠的；由于对样本量的要求不同，前者适用于计算区域的整体b值，而后者在研究某区域b值在时间轴上的变化方面更有优势。本研究为确定2种b值计算方法对样本量的最低要求提供了参考依据。

近断层速度脉冲与震源机制的关系浅析

罗全波, 陈学良, 高孟潭, 李宗超, 李铁飞, 张振

本文初步分析了近断层速度脉冲的成因和特点，主要包括方向性效应与滑冲效应，并通过中国台湾集集地震的脉冲记录，分析了断层破裂方向和位移大小等震源参数对脉冲强度的影响。此外，基于有限移动源理论，说明了断层辐射与速度脉冲分布的关系，并探讨了利用运动学震源模型研究近断层地震动对速度脉冲影响的技术路线；评述了7种典型的等效速度脉冲模型，建议进一步研究等效速度脉冲函数与震源机制之间的关系。最后，简述了不同类型的断层引起速度脉冲的差异，并推测了产生脉冲型地震动的下限条件，同时展望该研究在地震预警方面的可能性。

新沂台前兆异常与射阳4.4级地震的关系及其预测、跟踪分析的研究

李飞, 杨冯威, 董淼

本文总结了射阳M_S 4.4地震前新沂台地电阻率、短水准资料的变化，认为：①在震前，新沂台地电阻率、短水准资料存在较为明显的地震异常；②前兆异常变化与预测地震的发震时刻、震级对应性较强。通过数据跟踪，认为造成预测地点错误的主要原因，是震前对地电阻率的对比分析结果认识不足以及对新沂台地电阻率N45°E向资料变化认识不足或错误。如能再结合测震学参数等资料进行综合分析，预测地点可能更为准确。

精河6.6级地震前精河水管仪、伸缩仪异常特征分析

张智慧, 李娜, 邢喜民

2017年8月9日精河发生6.6级地震。本文首先利用相关、回归分析研究了气温对水管仪、伸缩仪的影响，并进行了干扰的定量剔除；其次，通过回归残差分析研究地震前水管仪、伸缩仪的异常特征，认为精河6.6级地震前存在3项异常：①2016年5月22日起，水管仪NS分量S倾幅度0.53"；②2017年3月24日起，EW分量E倾幅度0.28"；③2016年9月10日起，伸缩仪NS分量出现压缩现象。

2017年九寨沟7.0级地震灾害特点浅析

李皓, 刘金龙, 江小林, 吕国军, 李姜

2017年8月8日21时19分，四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县发生7.0级地震，本文就各烈度区特征、宏观震害、建筑物震害、地质灾害和生命线震害等进行了分析，初步得出本次地震的一些震害特点。本次地震震级大，震源深，有感范围广，极震区烈度达Ⅸ度，余震频发，余震最大震级4.8级。灾区属于高山峡谷区，地震引发的次生地质灾害较为严重，是导致人员伤亡的主要原因。震中位于2008年汶川8.0级地震时的重灾区，建筑物基本经过重建，抗震性能较好；九寨沟城镇和景区内大部分房屋采用钢筋混凝土结构，由于地区和民族习惯，农村民居基本为抗震性能较好的穿斗木构架房屋，灾区建筑物受损多而倒塌少，避免了重大人员伤亡，死亡人数低于该区域历史上7级以上地震。这次地震经验表明，严格按照国家抗震设计规范、满足抗震设防要求并且保证施工质量的建筑物，具有抗御设防烈度地震的作用，不会发生严重破坏和整体垮塌，也就不会造成大量的人员伤亡。

浙江临安4.2级地震特征及烈度调查

马志江, 马起杨, 侯林锋, 石树中, 杨福平

2017年4月12日，浙江省杭州市临安市发生4.2级地震，地震震中附近的潜川镇、河桥镇震感强烈，於潜镇、太阳镇、湍口镇等震感较为明显。在对震区地质构造、震源机制解资料分析的基础上，开展了烈度调查，并绘制了地震烈度图。本次地震震中烈度为Ⅴ度，面积22.6km²，烈度圈长轴方向北东向，与马金-乌镇断层走向一致。

基于智能终端和互联网的中国地震动参数区划图服务系统

陈波, 高孟潭, 吴健, 俞言祥, 温增平, 高杰

新一代强制性国家标准《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）已于2016年6月1日正式实施，它是保障人民生命财产安全和社会经济可持续发展的重要标准。借助日益普及的移动智能终端和快速发展的互联网技术，我们面向公众服务和行业应用，分别研发了地震动参数区划图APP（Android和iOS版）及B/S架构的数据库管理系统，对新一代区划图所涉及的“四级地震作用”、“土层影响双参数调整”等技术方法进行无纸化、自动化和智能化处理。此外，针对市县基层防震减灾管理工作的特点和需求，为新一代区划图提供了一套实用的信息服务系统。该服务系统在部分市县工作部门进行了推广和试用，取得了良好的效果。

地震前兆数据库系统共享接口设计与实现

王军, 李正媛, 黄经国, 刘春国, 周克昌

为解决分析预报等相关专业软件访问前兆数据库时存在的性能与安全问题，本文设计了地震前兆数据库系统共享接口软件。该软件可以隔离数据库与应用程序，对应用程序的数据使用情况进行审计与控制，切断非法、低效的数据访问请求；同时，使用连接池、数据缓存和数据压缩等技术提高前兆数据的访问速度。软件无需安装Oracle客户端，易于使用，屏蔽了数据库表结构的复杂性。

系留式无人机中继通信系统在地震应急现场的应用试验研究

徐秀杰, 贾荣光, 杨玉永, 娄世平, 董翔, 胡鹏, 李永强

在地震现场应急通信中，为满足无线图传系统等通信设备在复杂地形进行大范围和远距离通信作业的需求，提出利用系留式无人机中继通信系统保障无线电（超短波）的远距离传输。目前，对该系统的研究还处于理论分析和试验阶段，尚未在地震应急中得到大范围的推广应用。本研究利用多次试验的数据，分析验证系留式无人机供电系统的可行性及实用性，定量计算中继通信系统的升空效益，并形成一套完整的、可操作性强的系统实施方案。在城区、郊区以及起伏较低的山地、丘陵等地区，实现了移动图传系统在距离通信车5—10km范围内稳定、实时、快速的数据传输。

基于Android智能终端的地震现场应急指挥技术系统运维信息管理平台

娄世平, 杨玉永, 刘瑞峰, 徐秀杰, 贾荣光, 董翔

地震现场应急指挥技术系统在震后救援行动中发挥着重要的通信和指挥枢纽作用，为了提升现场技术系统的运维质量，并解决目前运维时上报信息分散且不易查询的问题，本文基于C/S架构设计了1套运维信息管理平台，客户端采用手机、平板电脑等智能终端，基于Android SDK进行应用程序开发，采用轻量级文本格式JSON与服务器端进行数据交互。客户端用户登录平台后，可上报文字和图片信息，也可根据上报时间、内容、位置等关键字查询历史信息，实现了信息的汇总和共享；平台还设计了故障排查辅助、设备操作说明、演练信息发布等实用功能，数据汇集在服务器端，便于管理和考核。本系统已在山东省地震局部署应用，有效提升了地震现场工作的效率和水平。