震灾防御技术

考虑水-桩-土相互作用的单桩式海上风机结构系统自振频率解析解

赵密, 常逸夫, 王丕光, 杜修力

海上风机结构系统频率是海上风机结构和基础设计考虑的关键因素之一，桩-土相互作用对海上风机结构系统频率影响显著。基于欧拉-伯努利梁理论和传递矩阵方法，考虑水-桩-土相互作用及塔筒变截面特性，建立单桩式海上风机结构系统横向振动自振频率特征方程；将桩-水相互作用等效为附加质量、桩-土相互作用等效为线性弹簧，变截面塔筒等效为多段均匀梁，利用MATLAB中fsolve函数求解固有频率。通过与有限元分析结果进行对比，验证本文方法精度与有效性，并将本文方法应用于实际工程中，研究桩基础埋深、上部质量、转动惯量和桩-水相互作用对单桩式海上风机结构系统自振频率的影响。

水平及竖向地震共同作用下双线隧道的响应分析

王杰, 刘华北, 邹炎, 阮滨

基于有效的土-结相互作用有限元数值模拟方法，利用有限元软件ABAQUS对水平及竖向地震共同作用下双线盾构隧道的地震响应进行分析研究。地震动输入选取近场地震Loma、ChiChi、Mammoth和WoLong的基岩水平及竖向加速度时程记录。结果表明，不同近场地震记录对隧道结构的作用不同，隧道的地震反应与场地性质及地震动的频谱特性密切相关。对比隧道在水平及竖向地震动共同作用下的响应与单向水平地震动作用下的响应，发现隧道的最大地震附加内力及其分布均发生较大的变化，在隧道结构抗震设计中需引起重视。另外，分析中还考虑了在双向地震动共同作用下，隧道间距、土-结接触面的摩擦系数、土-结相对刚度、输入的地震记录和竖向地震动相对强度对隧道地震响应的影响等，研究结果对隧道工程的抗震设计具有一定的参考价值。

地震动残差分析盆地附加放大效应：日本关东盆地为例

李春果, 王宏伟, 温瑞智, 任叶飞

我国地震动预测及地震危险性分析通常仅考虑局部场地浅层岩土层对地震动的放大效应，不能考虑较大范围的地质条件影响，如沉积盆地厚沉积层对地震动的附加放大效应通常被忽略，造成盆地内地震动及地震危险性预测结果普遍被低估。本文以地震动观测记录数据充足的日本关东盆地为例，采用地震动残差分析方法评估盆地附加放大效应，分析覆盖层厚度、盆地内空间位置、震级、震源距对地震动放大效应的影响，建立关东盆地附加放大效应经验评估模型。分析表明：关东盆地附加放大效应与反应谱周期相关，整体上从短周期的1.0逐渐增大至周期为5s时的1.5，附加放大效应与覆盖层厚度相关性较小，主要受盆地空间位置和震源距的影响；盆地北部边缘及西北部地区附加放大效应更强烈，盆地南部附加放大效应较小，这可能与盆地边缘效应密切相关。本文建立的关东盆地附加放大效应经验模型略高于BSSA14和ASK14模型的放大效应预测。相关研究结果可用于我国地震动预测、下一代地震动区划图修订等。

砂-粉混合料剪切波速的弯曲元及共振柱试验对比试验研究

景亮, 吴琪, 方怡

为探讨测试方法、试验条件以及级配特征对砂-粉混合料剪切波速的影响，对具有不同细粒含量FC，相对密度D_r以及初始有效围压$\sigma_{3 \mathrm{c}}^{\prime}$的砂-粉混合料进行弯曲元和共振柱试验。结果表明：当D_r =35%或50%时，剪切波速V_s随FC的增大先减小后增大；当D_r =60%时，V_s随FC的增大而减小；弯曲元试验测得的V_s明显大于共振柱试验测得的V_s，随着FC的增大，弯曲元试验与共振试验得到的V_s差值逐渐减小，而当FC＞20%时，两种试验得到的V_s基本相同。在考虑V_s弥散性之后，不同FC的混合料弯曲元与共振柱试验得到的V_s结果具有较好的一致性。基于Hardin模型建立的砂-粉混合料V_s预测方法具有较好的预测效果。

内马铁路一期工程局部不规则二维场地地震反应分析

王笃国, 贾其军, 尤红兵, 翟奋楼, 薛齐齐, 喻烟

基于内马铁路一期工程地质资料，利用ABAQUS有限元软件建立某局部不规则二维场地有限元计算模型，利用Python语言进行二次开发，编制二维等效线性化计算程序。开展50年超越概率63%、10%和2%水准下的土层地震反应分析计算，对不规则地形不同位置处的地震动峰值加速度和频谱特性进行对比分析。研究结果表明，不规则地形对地震动特性的影响显著。本文研究结果对内马铁路一期工程地震动参数确定具有指导意义，同时可为跨越不规则地形工程结构抗震设计提供参考。

T形刚构桥桥墩参数对车-桥动力响应影响研究

卢永飞, 秦亮

为研究T形刚构桥桥墩参数对车-桥动力响应的影响，以某高速铁路（77m+144m+77m）T形双薄壁连续刚构桥为研究对象，基于刚柔耦合理论，采用多体动力学和有限元联合仿真技术，建立考虑桩土效应的列车-桥梁动力相互作用模型，计算分析T形刚构桥墩宽度、厚度及混凝土强度等级变化对车-桥耦合系统的动力响应影响。结果表明：T形刚构桥墩宽度、厚度及混凝土强度等级的改变，对桥上车辆系统的安全性指标、舒适性指标影响较小；T形刚构桥墩参数改变，对桥梁系统横向位移、垂向加速度、横向加速度影响较小，而对垂向位移影响较大，但变化幅值均在高速铁路设计规范要求的范围内；在其他条件参数不变的情况下，可通过将桥墩宽度降低到设计宽度的75%—80%，或厚度降低到设计厚度的80%—85%，或桥墩混凝土强度等级降低为C35—C40对该高速铁路T形双薄壁连续刚构桥进行优化设计。

地震灾害风险防治协同机制研究

陈华静, 李一行, 宫玥, 王秀

在大应急体制下，地震灾害风险防治迎来新的机遇，同时也面临诸多问题和挑战。通过研究14个省和2个自治区地震灾害风险防治协同文件与协同实践，聚焦政府内部，以综合部门与行业部门的关系为重点，对我国地震灾害风险防治协同情况进行梳理和审视，为进一步完善大应急体制下的地震灾害风险防治协同机制提供实践资料、理论分析和政策建议。

面向地震巨灾保险的建筑特性快速提取方法

郑经纬, 周越, 高爽, 戴志军, 陈苏, 熊政辉

房屋建筑分类是抗震设计和地震风险分析的基础，是巨灾保险的纽带环节，也是结构易损性准确、完备分析的前驱保障，快速获取建筑特性参数非常关键。基于影像数据获取结构特性相比传统手段具有显著优势，然而其准确性具有一定挑战性，从影像数据得到实时的、较准确的结构特性成为地震保险数据获取技术的关注焦点。本文采用深度学习方法开展从影像数据中提取面向地震保险需求的建筑特性数据，构建基于深度学习方法的建筑高度识别模型和基于机器视觉的建筑高度识别方法，运用基于Xception神经网络深度学习和机器视觉的模型，对北京地区的建筑高度进行模型测试，该方法可为地震保险分析提供重要的基础数据支持。

遗传神经网络在烈度评估中的研究与应用

韶丹, 高贞贞, 田勤虎, 张炜超, 任浩

准确判定极震区烈度是震后应急工作高效开展的重要基础。收集1966—2017年发生在中国大陆地区M_S 5.0以上有详细烈度记录的地震事件322例，选取与极震区烈度有关的7个因子进行主成分分析，将提取的主成分确定为BP神经网络的输入，极震区烈度为输出，在遗传算法优化的基础上，构建用于极震区烈度预测的BP神经网络模型。结果显示，与传统模型相比，神经网络模型在预测误差分布、精度和预测结果正确率等方面都具有明显的优越性。

高精度静态人口空间分布研究——以银川市西夏区为例

余思汗, 雷启云, 王银, 刘超, 杨顺, 王静

地震发生后，人口空间分布密度是决定救援力量部署的重要依据。然而，高精度人口空间分布数据存在获取和更新困难的问题，缺少有效的解决途径。以银川市西夏区为例，基于高空间分辨率遥感影像，通过建筑物解译与实地调查相结合的方式获取住宅建筑物信息，建立人口与住宅建筑物之间的关系模型，得到更客观真实的人口空间分布情况。研究结果表明，以高空间分辨率遥感影像解译住宅建筑物作为人口空间分布指示因子建模，得到的总体预测人口误差率为3.56%，人口平均相对误差率为9.19%，研究结果具有较高的可靠性，为震前灾害风险评估和震后灾情快速评估提供可靠的人口空间分布数据。

桥头集-东关断裂合肥盆地段活动特征

方良好, 疏鹏, 路硕, 郑颖平, 杨源源, 潘浩波, 李鹏飞

北西走向的桥头集-东关断裂与郯庐断裂带南段相交切，横跨合肥盆地及其东缘的隆起区，在合肥盆地内呈隐伏状态。本研究跨桥头集-东关断裂合肥盆地段布设3条浅层地震勘探测线，揭示断裂浅部构造特征。解译出的F_P1、F_P2和F_P3断层性质相同，倾向一致，上断点深度相近，反映出桥头集-东关断裂合肥盆地段是一条走向NW、倾向SW、具有逆断分量的断裂。3条浅层地震反射剖面中第四系的底界面反射波组T_Q呈连续近水平展布，表明桥头集-东关断裂两侧的第四系厚度无明显变化。在浅震剖面解译的基础上，布设了1条跨断层钻孔联合剖面，剖面揭露出的第四系没有被错动。结合本区第四系地层发育情况及钻孔地层年龄分析，认为桥头集-东关断裂中更新世以来不活动。根据本文探测结果，尚不能排除桥头集-东关断裂早更新世有一定的弱活动。

乌海地区剪切波分裂研究

魏建民, 张晖, 赵星, 张浩鸣, 郝亮, 阿那尔

根据乌海地区构造环境，采用SAM方法研究乌海地区地壳各向异性特征，使用乌海地震台2014年1月至2020年6月数字地震波形进行分析。根据65个有效地震记录，得到乌海地区剪切波分裂参数，其中快剪切波平均优势偏振方向为NE63.1°±46.4°，慢剪切波平均时间延迟为（1.13±0.66）ms/km。乌海地震台快剪切波偏振显示出4个优势偏振方向，分别为NE、EW、NNE、NNW向。将得到的各向异性结果与研究区应力场和地质构造进行分析，认为研究区周边复杂的剪切波分裂变化是主压应力场、原地主压应力、断裂带分布共同作用的结果。

波形模板匹配定位方法在北京地区的应用

葛慧颖, 李红谊, 黄雅芬, 王同利, 刘敏, 李炎臻

在地震学研究中，高效的微震检测方法是既重要又具有挑战性的问题。本文对波形模板匹配检测方法、匹配定位技术、波形自相关检测技术进行详细介绍和对比，对国内外应用实例进行总结，并展望微震检测方法应用前景和发展趋势。利用基于图形处理器加速的匹配定位技术和双差地震定位法，对北京地区19个台站记录的2015年连续地震资料进行分析。基于中国地震台网中心提供的地震目录，筛选出245个地震事件作为模板事件，检测得到1229个地震事件，约为地震台网原始地震目录数量的5倍。精定位结果可显示小震沿黄庄-高丽营断裂周边小断裂分布形态特征，本文微震检测和定位结果可为研究北京地区地震活动性与发震断层深部构造提供基础数据支撑。

西昆仑东段震源机制和构造应力场特征

李艳永, 王范霞, 乌尼尔, 唐明帅

本文利用新疆测震台网记录的宽频带波形数据，采用CAP方法反演西昆仑东段2010年1月—2018年12月M_S≥3.0地震震源机制，并结合研究区早期的震源机制数据分区反演构造应力场。结果表明：研究区地震破裂类型以逆断型和走滑型为主，其次为正断型，过渡型最少；震源机制节面在NWW向存在明显优势分布且倾角较陡，压应力P轴在NNE向有优势分布且倾角较小，张应力T轴在NW-SE向有优势分布且倾角较小，说明研究区总体上主要以NNE向的水平挤压和NW-SE向水平拉张作用为主；西南区域应力结构为走滑型，东北区域应力结构为逆断型，最大主应力轴σ₁方位的最优解都呈NNE向，但西南区域更偏东，东北区域水平作用更明显。东北区域的应力形因子R值较小，体现该区域的物质隆升相对于西南区域物质隆升分量大。

用地震反射剖面研究汤阴地堑上地壳结构与断裂特征

花鑫升, 酆少英, 姬计法, 石金虎, 赵成彬, 秦晶晶, 李吉昌

汤阴地堑位于太行山脉与华北平原的过渡带，是太行山前重要的地质构造单元。为研究汤阴地堑上地壳结构和断裂特征，利用安阳市与新乡市活断层探测获得的深、浅地震反射剖面，结合研究区已有地震、地质资料，对汤阴地堑浅部结构、汤东断裂特征进行分析研究。结果表明，汤阴地堑北部与南部地壳结构差异明显。地堑北部是由汤东断裂控制的半地堑，地堑内反射震相丰富、反射波层组关系清晰，多组新生代、古生代沉积层强反射不整合地覆盖在自西向东倾伏的结晶基底反射T_g上，且随着深度增加，地层倾角增大，显示出明显的多期掀斜运动特征。地堑南部表现为由汤东、汤西断裂共同控制的断陷型地堑，地堑内新近系底界面反射波TN自西向东倾伏，其下为一些横向呈水平或东倾、延续性较短的反射震相。地堑南部与北部不同的反射震相特征表明，测线控制区域内的汤阴地堑沉积环境与运动特征可能有所差异。汤东断裂为走向NE，倾向NW的铲型正断层，汤西断裂为走向NE、倾向SE的正断层，北部中深层地震反射剖面上未发现该断层的存在。

基于NB-IoT技术的地震预警信息发布终端设备研制

孙路强, 高也, 马超群, 马胜

天津市地震局于2015年通过首都圈预警示范工程项目建设，完成地震预警信息服务网络建设，并选取6所学校安装地震预警信息发布装置，提供地震预警信息示范服务，但由于信息发布装置安装复杂且价格偏高，在一定程度上影响终端设备的普及，制约地震预警信息社会化服务进程。同时，已有终端设备如同黑箱，不利于二次开发应用，存在安全隐患，影响服务质量。因此，天津市地震局积极推进基于NB-IoT技术的地震预警信息发布终端设备研制，实现低成本、低功耗、低延时目标及地震预警信息社会化服务。

基于融媒体技术的地震专业知识服务系统设计与应用

崔满丰, 张晋辉

基于融媒体技术的地震专业知识服务系统是服务社会工程科技、地震及相关行业的专业信息平台，具有信息集成、科学技术创新、集管理与决策于一体的特点。本文论述了该服务系统的设计模式特点、服务内容及对象、系统技术架构和功能，并对其未来应用及发展方向进行讨论。

基于MINA框架的应急救助与地震灾情管理平台设计与实现

肖本夫, 申源, 陈维锋, 毛利, 格桑扎西, 梁厚朗

针对不同用户群体应急救助和地震灾情需求，基于MINA框架，运用阿里云基础架构、微信组件和应用程序接口等技术方法，设计并构建集灾情信息收集与报送、应急救助服务、科普宣教等功能于一体的管理平台。该平台的设计与实现不仅有利于震后现场应急队员收集并准确报送实时灾情信息，还可为被救助人员提供防震减灾知识和地震应急避难场所空间分布等应急救助信息，实现了应急救助与地震灾情的综合管理，提升了震后应急救助、应急指挥和辅助决策等方面的服务能力。

地震标准实施情况调查评估

王忠彪, 黎益仕, 付慧仙, 王同庆

基于问卷调查法、统计学方法、情景分析法和专家分析法，根据单位应用标准情况、人员掌握标准情况、标准实施反馈情况设计调查问卷，开展地震标准实施情况调查评估。研究结果表明，地震行业存在对地震标准重视程度不够、普及不均衡等问题。针对存在的问题，提出加强地震标准宣贯力度、建立并执行地震标准清单制度、强化地震标准实施监督等建议，为促进地震标准的实施提供参考。

地震流动观测防护罩集成优化与效果分析

宫杰, 居海华, 鲍海英, 立凯, 单菡, 王佳

为提升地震流动观测质量，适应恶劣条件下野外长期工作，研制集传感器、供电、通讯网络三大模块于一体的流动观测仪器整体防护罩。利用2套GL-PS2一体化短周期地震仪进行对比观测，一套安装于南京台室内基岩观测墩，另一套配备防护罩浅层掩埋于户外。结果表明新型研制的观测仪整体集成防护罩具有以下优点：①保温性能好，内部环境日温差小于3℃，月温度变化小于5℃。②防水性好，经历多次暴雨大雪天气后，防护罩内部干燥，无水滴或结露现象。③台基噪声略优于室内观测墩。④2台设备相关系数垂直向优于水平向，夜晚优于白天。⑤地震记录波形相关系数均在0.6以上，震级越大，相关性越高，且信噪比差距较小。