震灾防御技术

中国海域地震区划及关键问题研究

李小军, 李娜, 陈苏

国家重点研发计划项目《海域地震区划关键技术研究》已实施3年，进入项目结题阶段，已形成海域地震区划方法与技术体系，研究成果为即将开展的中国海域地震区划图编制工作提供技术支撑。项目组分析和探讨了海域地震区划研究基础与存在的问题，结合所关注的关键科学和技术问题，介绍和分析了主要研究成果和进展，包括海域断裂活动性探测和地震构造、中国海域与邻区地震目录及地震活动特征、海域地震动特性及衰减模型、海域场地条件及对地震动的影响、海域地震区划图编制方法与技术等；编制了一系列相关图件、数据库和计算软件，包括中国东部和南部海域活动构造框架图、3个典型海域（位于黄海、台湾海峡、南海内）地震构造图、中国海域及邻区统一地震目录、中国海域潜在震源区划分图与考虑不确定性的对比方案及考虑三维潜源模型的地震危险性分析软件；建立了中国海域及邻区俯冲带地震构造模型、基于地震动观测记录和地震模拟数据的南海俯冲带板内地震动衰减关系、利用强震动加速度记录结合宽频带速度记录的俯冲带板缘与板内地震的地震动长周期反应谱衰减关系，提出了以场地覆盖土层厚度及土层等效剪切波速为指标的大陆架场地分类方法及相应的场地地震动参数调整方案；最后形成了海域地震区划图编制原则、技术要求和技术方法体系，完成了海域地震区划图编制规程（初稿）的编制工作，基本完成了3个典型海域地震区划图的编制工作。

中国东部海域断裂构造格架与地震活动研究

高战武, 缑亚森, 钟慧, 任治坤, 周本刚, 徐杰

渤海、黄海和东海等中国东部海域在地质构造上是大陆向海的自然延伸，海域内的构造方向与大陆一致，均为NNE-NE向，但属于不同的二级大地构造单元，渤海和北黄海属于华北地块，南黄海属于扬子地块，东海属于华南地块。由于各地块与现今活动板块边界位置不同，构造与地震活动性差异较大，渤海和北黄海地区地震活动主要受印度板块与欧亚板块碰撞形成的东喜马拉雅构造节远场效应影响，地震活动强烈；南黄海地区以中强地震活动为主；东海地区地震活动主要受菲律宾海板块与欧亚板块碰撞形成的琉球俯冲带影响。冲绳海槽是正在形成的（活动的）边缘海盆地，不仅有浅源地震，且有中源地震活动。东海陆架盆地由于受冲绳海槽扩张的影响，停止发育，构造与地震活动相对较弱。

粤东滨海断裂带第四纪活动特征研究

李峰, 环文林

我国东南沿海滨海断裂带是1条活动强烈的地震构造带，位于珠江口盆地北缘的粤东滨海断裂带是其重要组成部分，确定该断裂带的几何展布位置与最新活动特征对科学评价华南沿海地区地震危险性、地震构造和地球动力学具有重要科学意义。通过综合分析近年来南海东北部海域地质地貌、地震反射剖面、深部探测、地震活动等方面的研究成果，总结了粤东滨海断裂带几何结构与分段活动性，研究成果已应用于粤东沿海重大工程选址和地震区划工作中。

中国海域及邻区地震时间分布特征研究

徐伟进, 李雪婧, 谢卓娟, 吕悦军, 高战武

地震时间分布特征研究是进行地震预测和地震危险性分析的重要基础。以中国海域统一地震目录为基础资料，以指数分布模型、伽马分布模型、威布尔分布模型、对数正态分布模型以及布朗过程时间分布（BPT）模型为目标模型，采用极大似然法估算模型参数。根据赤池信息准则（AIC）、贝叶斯信息准则（BIC）以及K-S检验结果确定能够描述海域地震时间分布的最优模型。结果表明，对于震级相对较小（ M <6）的地震，指数分布、伽马分布以及威布尔分布均能较好地描述其时间分布特征；在大的区域范围内（如整个海域），震级相对较大（ M >6）的地震可完全采用指数分布描述其时间分布特征；在较小的区域范围内（如地震带），大地震时间间隔可能更加符合对数正态分布和BPT分布。此外，文中还采用扩散熵分析法研究地震之间的丛集性和时间相关性，结果表明，地震活动存在长期记忆性，震级相对较小（ M <6）的地震受更大地震的影响，从而在时间上表现出丛集特征。本文的研究结果对地震预测、地震危险性计算中地震时间分布模型选择和地震活动性参数计算具有一定参考价值，对理解地震孕育发生机理具有一定科学意义。

潜源划分进展及我国海域和邻近海域区划潜源划分问题研究

董绍鹏, 温增平, 任治坤, 李正芳, 高战武

对于陆域地区，我国已进行5次全国范围大面积地震区划研究工作，获得了丰富研究成果。但对于海域地区地震区划的研究较薄弱，较少涉及海域潜源划分模型。随着经济发展，涉及海域地区的经济活动日益频繁，对海域地区潜源划分研究及进一步地震区划研究工作的需求越来越强烈。为此，详细介绍代表性国家在潜源划分方面采取的原则和方法，总结我国海域地区地震地质背景及相应的研究现状，并在此基础上提出我国海域地区潜源划分可考虑的原则和基本思路，为后续我国海域地区区划研究提供方案。

俯冲带板缘与板内地震长周期地震动参数预测模型研究

肖亮, 俞言祥

对海域地震区划中涉及的我国海域有影响的俯冲带地震动参数预测模型研究进展与阶段性成果进行介绍，基于资料、回归方法等，对地震动参数预测模型建立过程进行说明。依托可靠的强震加速度记录与宽频带速度记录，采用使结果更稳定的分步回归方法，考虑俯冲带深大地震断层尺度与震源深度影响选取新的预测模型。针对我国海域实际地震环境，新的预测模型重点关注了对俯冲带长周期地震动的估计。

场地地震动水平/竖向谱比与地表/基底谱比差异及修正水平/竖向谱比法研究

李小军, 李娜, 王巨科, 朱俊, 张斌

局部场地条件是决定场地地震动强度和频谱的重要因素，基于强震动和脉动记录的统计分析，获取表征场地条件影响的特征参数已成为确定工程场地设计地震动的较经济和实用方法，特别是对于大范围或难以开展现场勘测的工程场地。利用日本KiK-net台网强震动记录计算分析了台站场地地震动水平/竖向谱比（HVSR）与地表/基底谱比（SBSR）的差异，揭示SBSR/HVSR与HVSR呈对数线性分布的统计特征，并给出其定量关系，据此提出表征场地对地震动影响的修正水平/竖向谱比法。修正水平/竖向谱比法具有仅需地表观测记录的优势，并进一步考虑了场地竖向地震效应对水平/竖向谱比法精度的影响，更能合理地表征场地对地震动的影响。

渤海海域软土层土对地震动参数的影响研究

周星源, 彭艳菊, 方怡, 赵庆凯, 柳扬斌, 黄帅, 吕悦军

渤海海域软土层土对场地设计地震动参数取值具有显著影响。选取渤海中部钻孔剖面作为计算场地模型基础，分别构建软土和硬土场地模型，并通过改变软土层厚度，构造新的场地模型。采用等效线性化方法（EL法）和非线性计算方法（NL法）分别对场地模型进行地震反应分析，分析了海底软土层土对地震动参数的影响。研究结果表明：海底软土层土对地震动峰值加速度的影响显著，随着地震动输入增加，软土层放大效应减弱，减震作用逐渐增强；EL法中，软土层土对基岩反应谱的高频部分具有明显滤波作用，而NL法中，滤波作用较弱，海底面反应谱随地震动输入的增大先放大后减小；软土层土会降低设计地震动地震最大影响系数，增大特征周期。对于海域工程，特别是深基础工程抗震设计地震动参数的确定，从保守角度考虑，建立场地模型时建议删除软土层。

基于HVSR的DONET1海底地震动场地效应研究

周旭彤, 胡进军, 谭景阳, 崔鑫

为基于谱比方法研究海底地震动场地效应，选取日本DONET1台网的20个海底台站2014—2021年记录的1634组地震数据，对其进行筛选和处理后，利用水平与竖向谱比（HVSR）方法考虑不同布设对海底5组节点台站（KMA、KMB、KMC、KMD、KME）谱比特征的影响。研究结果表明：KMA与KME节点台站具有相似的场地特征，KMB与KMD节点台站分散布置在2种场地，KMC节点台站场地与其他节点均不相似，这与长期地质调查结果相似；海底台站谱比曲线呈多峰值现象，其中KMB、KMC、KMD分组台站利用HVSR方法识别的主频变异性较高，KMA、KME分组台站主频较稳定；相同地形条件下，布设方式相同的海底台站谱比曲线随频率分布相似，海底复杂场地条件下，采用装沙沉底方式布置的台站识别场地条件时出现偏差；海底复杂因素对掩埋沉箱方式布设的台站谱比曲线的影响主要集中在频率<5 Hz的低频处；海底复杂因素对未埋入海底台站谱比曲线的影响主要集中在频率为5—10 Hz的高频处。研究结果可为海底地震动场地效应研究提供参考。

海域不同类别场地地震动参数变化规律研究

王笃国, 尤红兵, 张合, 吕国军

基于海域场地分类标准，选取南海海域实测钻孔作为计算模型，同时人工构造部分钻孔计算模型，对126条不同特性地震动输入下5种类别场地计算模型开展土层反应分析计算，分析不同地震动输入下不同海域场地峰值加速度和特征周期变化规律。结果表明，场地类别和地震动输入强度显著影响峰值加速度放大系数和特征周期，场地土越软，地震动输入强度越大，峰值加速度放大系数越小，特征周期越大。根据研究结果给出不同地震动输入下不同海域场地峰值加速度放大系数、特征周期变化范围，为海域场地工程抗震设防和编制海域地震动参数区划图提供参考。

青海共和盆地地应力状态与断层稳定性分析

王洪, 王成虎, 高桂云, 陈念, 周昊, 安易飞

青海共和盆地地质构造条件复杂，断层十分发育，区域内既有地热、太阳能、矿产等资源丰富，存在龙羊峡水库诱发地震环境背景。因此，分析青海共和盆地地应力特征与地质结构易滑性对于青海东部地区防震减灾具有重要意义。对盆地及附近区域内19个钻孔、65条水压致裂数据和44条应力解除实测数据进行统计分析，并基于断层摩擦强度理论、Byerlee-Anderson理论等断层力学相关理论讨论了研究区域断层易滑性与地震危险性。研究结果表明：研究区域内应力状态在深度350 m左右由逆冲型转换为走滑型，与区域内分布北北西右旋高角度逆断层相吻合；区域内最大水平主应力优势方位为N45°～E60°；地应力场初步结果反演表明研究区域应力场以逆冲型为主，局部地区兼走滑特征，与震源机制解反演结果一致；区域内断层平均摩擦系数为0.41，断层处于稳定状态，即断层易滑性较低，侧压力系数与应力积累指标插值分析结果同样表明断层整体易滑性较低，局部浅部断层带应力积累水平较高，综合分析推测断层易沿NW-SE向滑动。

基于柱顶隔震的3层3跨地铁地下车站结构抗震性能研究

陈文斌, 庄海洋, 李晟, 陈苏

针对3层3跨框架式地铁地下车站结构抗震薄弱构件，采用在柱顶不同位置设置铅芯橡胶隔震支座的方法，建立土-地下连续墙-主体结构非线性静动力耦合相互作用的二维整体时域有限元分析模型，分析柱顶隔震支座对车站主体结构的侧向变形、地震损伤和动应力反应等结构地震反应特性的影响。结果表明，仅在抗震薄弱的顶层和底层中柱柱顶设置2层隔震支座与各层中柱柱顶设置3层隔震支座均可有效减轻中柱地震损伤程度，提高车站结构整体抗震性能。然而，仅在顶、底层中柱柱顶设置2层隔震支座时，会明显加重未设置隔震支座的中间层中柱地震损伤程度。此外，柱顶隔震支座的设置会削弱隔震体系的整体抗侧移能力，从而增大地铁地下车站结构地震侧移。总体上，建议采用各层中柱柱顶均设置隔震支座的措施提升地铁地下车站结构的整体抗震性能。

连续型隔振屏障在高速铁路环境振动问题治理中的应用研究

郁雯, 刘杰, 刘航, 李凯

为探究高速铁路两侧隔振屏障隔振效果，采用有限元与无限元边界结合的方式进行分析，研究不同连续型隔振屏障及布置形式对隔振效果的影响。通过现场试验与同尺寸、同属性有限元模型对比试验，验证有限元模型合理性。计算结果表明：不同连续型隔振屏障中，空沟隔振效果最优，空沟隔振措施适合高速列车隔振；隔振屏障宽度为0.6～2.5倍波长时，其对隔振效果的影响较小，随着宽度的改变，隔振效果变化幅度较小；隔振屏障深度为3.8～15.2倍波长时，其对隔振效果的影响较明显，随着深度的增加，隔振效果增强；屏障位置对隔振效果的影响较大，建议屏障应靠近路基布置；连续型隔振屏障对高频的隔振效果优于低频。

北方村落木结构民居榫卯节点抗震性能试验研究

沈银澜, 周敬轩, 王利辉, 刘辉, 周海宾, 吴震东, 宫逸飞

现存的传统村落木结构民居，由于受风雨侵蚀及战乱、地震、火灾的破坏，发生不同程度的损伤和破坏，榫卯节点残损情况直接影响整个民居房屋结构的安全。以北方地区传统村落“四梁八柱”木结构民居榫卯节点（馒头榫）为研究对象，考虑不同残损类型及程度，制作5个足尺梁柱节点模型，通过拟静力低周往复加载试验研究其破坏模式、弯矩-转角滞回响应及骨架曲线、加载刚度、变形、强度及耗能能力等力学性能。试验结果表明：馒头榫节点破坏模式表现为榫头拔出、榫与卯口挤压变形；相比于完好节点，残损馒头榫节点抗弯承载力、加载刚度和耗能能力明显降低，且“捏拢”效应加剧；榫头松动是导致节点力学性能降低的直接原因；垂直加载方向虫蛀节点力学性能劣化程度强于平行加载方向虫蛀节点，更易导致耗能能力降低。

黄土场地地铁车站振动台试验方案设计与研究

王玉铃, 权登州, 柴少波, 卜永红, 王毅红

为得到可靠的试验数据，对黄土场地典型断面地铁车站大型振动台试验方案进行设计与研究。根据试验目的和特点，提出黄土场地与地铁车站动力相互作用模型体系相似设计原则，并基于Bockingham的π定理对模型结构进行相似设计；通过室内试验研究模型材料配合比、力学特性及模型制作技术；采用有限元-无限元耦合数值建模方法，分析黄土场地地铁车站地震响应，基于数值模拟结果对振动台试验中的传感器布设方案进行研究；根据西安及周边地区地震环境特点，确定振动台试验输入地震动与加载方案。研究结果表明，试验模型结构宏观震害与数值模拟结果较吻合。本研究可为黄土场地地铁车站、地铁隧道及地下商业街等地下结构振动台试验方案设计与深入研究提供参考。

基于灾害风险管理的震害防御业务体系架构建立

黎益仕, 林碧苍, 陈华静, 卢海燕, 王秀, 赵凤新, 吴健, 张令心, 占伟伟

随着我国经济社会的发展，震害防御业务内涵与外延不断演化发展。按照新时代防灾减灾救灾基本要求，首先阐述震害防御业务发展历程，遵循风险管理原则给出地震灾害风险基本概念；然后基于灾害风险管理过程，重构震害防御业务流程，运用系统分析方法对震害防御业务组成元素进行分析；最后在聚类分析的基础上，建立以地震灾害风险调查、评估、防治与应对为基础序列的震害防御业务体系架构，给出组成震害防御业务体系的23项基本业务及121个组成元素，为震害防御工作管理与标准化提供参考。

地震应急信息产品需求差异化分析—以云南抗震救灾指挥部成员单位为例—以云南抗震救灾指挥部成员单位为例

张原硕, 曹彦波, 王茜, 邓树荣, 杜浩国, 张方浩

地震应急信息是政府开展地震应急处置决策的重要依据。本文通过云南各级抗震救灾指挥部成员单位为主的政府部门对地震应急信息需求开展问卷调查，结合云南历史震害经验和应急救援经验，采用统计分析和卡方检验方法，分析政府部门对地震应急信息产品的需求情况及差异，提出地震应急信息差异化服务建议。

基于ArcGIS Engine的地震烈度图动态快速制图系统设计与实现

赵真, 郭红梅, 张莹, 廖华, 刘军, 孙艳萍

地震烈度图是政府部门宏观掌握灾区情势的重要情报，可以为地震应急救援、震后损失评估、恢复重建等工作提供科学依据。针对现有地震烈度图图件制作不规范、图面整饰因人而异、制图效率低、缺少全时程动态修正及自动出图等问题，本文从地震烈度图基本特点出发，明确地震烈度专题图制作及产出需求，根据标准规范要求研制地震烈度图模板，利用ArcGIS Engine组件式开发技术研发了地震烈度图动态制图系统，实现全时程地震烈度图标准化、自动化出图，从而大大提高了地震烈度图制图效率，为地震应急指挥和应急救援提供支持。

基于用户需求的地震应急信息服务特征研究

张翼, 周妍, 许娟, 宴金旭, 唐姝娅, 陈维锋

从用户需求角度研究信息服务特征，有助于开展地震应急信息精准化服务并提升服务效率。通过对地震应急信息用户进行问卷调查，结合信息反馈、实地观察、文献分析等方法，开展高频词、载体、时间方面的信息服务需求分析，并刻画了用户画像。从服务内容、信息表达、时间分布规律3个维度归纳政府类、行业类和公众类用户地震应急信息服务特征，为应急管理系统有针对性地加强能力建设、拓展信息服务提供思路和参考依据。

郯庐断裂带宿迁段合欢路土壤氡分布特征与迁移特征的数值模拟

戴波, 赵启光, 张敏, 张扬, 周晓成

沿郯庐断裂带宿迁段合欢路布设土壤氡测线并对测得的数据进行分析研究，结果表明研究区域内土壤氡探测结果对断裂带位置、断层类型和特征有较好的指示性。在已知场地地质构造参数、地层岩性特征的基础上，建立土壤氡迁移模型。建立模型时识别了断裂类型和覆盖层分层特征，并讨论了断层内部结构与氡浓度取值，使模型与实际情况相等。数值模拟结果印证了土壤氡异常峰区间在圈定断裂位置和断层破碎带中的重要作用，揭示了氡在不同覆盖层中的迁移速度，并定量解释了合欢路场地断层土壤氡异常的成因。