震灾防御技术

坡地地形对地震动特性的影响分析

郝明辉, 张郁山, 赵凤新

采用有限元有限差分方法，结合人工透射边界理论，研究局部坡地地形对地震动特性的影响，分析坡高、坡角对地形放大效应的影响。研究结果表明：坡地地形斜坡段各点反应谱谱比最大值沿坡高逐渐增大，坡脚点对地震动反应谱谱比呈缩小效应；坡底段各点反应谱谱比接近1；坡起平台段空间点受地形效应的影响较大；坡高和坡角对地形效应的影响较明显，当坡角不变时，不同坡高反应谱谱比曲线形状基本相同，峰值点对应的特征周期随着坡高的增加呈增长趋势，峰值点对应的反应谱谱比随着坡高的增加呈增大趋势，斜坡顶点阿里亚斯烈度比值在地形坡高超过一定数值后随着坡高的增加呈增大趋势；当坡高不变时，大部分频段内反应谱谱比最大值随着坡角的增加逐渐增大，斜坡顶点阿里亚斯烈度比值在坡角达到一定数值后随着坡角的增加呈增大趋势。

DEM分辨率对提取东北地区坡度的影响研究

刘佳轩, 高瑞, 师黎静

目前国内外广泛采用的坡度-等效剪切波速关系模型中，坡度主要基于30″分辨率数字高程数据的提取。DEM分辨率对坡度的提取具有重要影响，且对于不同地区、地貌单元的影响不同。本文以我国东北地区1″、3″、30″分辨率DEM为基础，分别提取研究区域内公里网格点的百分比坡度，分析不同分辨率下提取坡度差异的原因。区分平原、丘陵和山地统计分析坡度随分辨率变化特征，通过比较多种拟合模型的拟合优度和坡度分级平均相对差值，给出不同分辨率下的最佳坡度转换关系。研究结果表明，坡度体现计算面积的平均特性，随着分辨率的增大，栅格计算面积减小，导致坡度有所差异，区域坡度变化越大差异越大；在我国东北地区，随着DEM分辨率的降低，坡度-频率分布曲线向低坡度段移动，且均值、方差及值域变小，不同地貌的坡度-频率分布曲线向低坡度方向移动，且峰值区域变窄，其中平原地貌变化趋势性显著，丘陵次之，山地最小；平原及山地地貌最佳坡度拟合为线性拟合，丘陵地貌下1″、3″与30″分辨率下最佳坡度拟合分别为线性拟合和多项式拟合。

基于震害资料的西藏地区典型民居易损性分析

王郁, 刘爱文, 李祥秀, 王晓辉

我国的地震大多发生在农村地区，当地民居的抗震能力是评估地震灾害风险、确定地震保险方案的主要因素。本文基于近2000年以来西藏地区发生破坏性地震灾害的调查结果，总结了西藏地区土木结构和石木结构等民居的主要震害特点。在实际震例中，西藏民居的震害主要以Ⅵ度和Ⅶ度的数据为主，缺少Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ度的震害数据。本文采用经验震害矩阵推演方法，得出石木结构和土木结构震害矩阵和震害指数，并与未设防砖混结构标准震害矩阵和设防砖混结构震害矩阵震害指数进行对比，最终得到西藏地区主要民居震害指数与峰值加速度关系曲线。与未设防砖混结构相比，西藏地区石木结构和土木结构抗震能力较弱，其中土木结构抗震能力最弱。

基于多租户的高性能地震保险损失评估SaaS云平台设计与实现

王小东, 粟春晨, 宋圣楠, 冯键, 翟亮亮, 熊政辉, 马腾飞

地震巨灾风险的特点是低频高损，历史震害数据缺乏、风险暴露快速变迁等因素导致基于大数定理的费率厘定方法无法针对各区域不同建筑类型的风险暴露进行精细化定价。本文基于“五代图”潜在震源区模型的随机事件集解决观测数据不足的问题；并使用“五代图”所采用的地震动参数衰减关系模型与工程易损性方法计算地震事件对风险暴露造成的损失，从而计算费率厘定、地震风险管理需要的必备参数。本文采用云计算平台的弹性伸缩计算技术，实现动态按需分配计算资源，满足多用户并发使用的业务需求；同时采用以业务数据为单元的数据隔离方案，构建支持多租户的高性能地震保险损失评估SaaS云平台。

利用GM（1,1）预测模型预测房屋面积—以乌鲁木齐市为例—以乌鲁木齐市为例

谢江丽, 阿布都瓦里斯•阿布都瓦衣提, 李帅, 姚远

房屋面积数据是地震灾害损失评估的重要参数，也是地震应急数据库基础数据。数据库要求每年及时更新，但数据更新周期较长，达不到更新要求。本研究主要从乌鲁木齐统计年鉴中提取2001—2018年房屋基础数据，建立乌鲁木齐住宅建筑总面积及人均住宅面积数据增长模型，利用GM（1,1）预测模型和多元线性回归模型预测未来2年乌鲁木齐住宅建筑总面积和人均住宅面积。本研究得到的住宅建筑总面积及人均住宅面积数据可作为应急数据库中相关基础数据更新的补充手段，也可作为未来几年震害预测的参考基础数据。

祁连山-河西走廊西段强震复发概率模型及强震潜势评估

庞炜, 谢超, 李瑞莎, 张佩, 路珍

祁连山-河西走廊西段构造区发育多条重要活动断裂，多年来已积累较丰富的古地震研究的成果。本文在前人研究基础上，结合历史地震数据等，从定量化强震复发间隔T与平均复发间隔T_a入手，将其比值（T/T_a）进行数学处理，借鉴NB模型的思路，建立祁连山-河西走廊西段构造区模型，进而对强震潜势进行评估。结果表明：祁连山-河西走廊西段构造区内未来可能的强震发生地点是榆木山北缘断裂芦泉河-九个泉段和榆木山东缘断裂梨园河口-黑河口段。

青藏高原中部五道梁-曲麻莱断裂系西段晚第四纪滑动速率厘定

罗浩, 郭广海, 张斌, 王继, 缑亚森, 徐伟, 高战武

五道梁-曲麻莱断裂系位于青藏高原中部，关于其晚第四纪活动性迄今鲜有介绍。由高分辨率卫星影像解译和野外地质考察可知，断裂系西段由五道梁南山北缘断裂和五道梁南山南缘断裂组成，二者分别断错了五道梁南山两侧的各级洪积扇。通过洪积扇上的断错地貌分析和光释光测年方法得到南缘断裂缩短速率为（0.25±0.11）mm/a，北缘断裂缩短速率为（0.50±0.05）mm/a。基于经验公式和最新洪积扇上陡坎高度，推测南、北缘断裂可能曾发生7.2～7.4级地震，大震复发周期长达8 000余年；如果陡坎高度由2次古地震事件叠加形成，则可能发生6.9～7.1级地震，全新世中期以来大震复发周期可能为2 000～3 000年。

鄂尔多斯西缘地区地震动高频衰减特性初步研究

包金哲, 王树波, 张帆

以鄂尔多斯西缘地区（34°N—42°N，103°E—109°E）为研究对象，基于2007—2020年研究区域内14个强震动台站记录到的116条强震记录（1≤M_S≤8），采用加速度反应谱法，通过MATLAB软件编程拟合鄂尔多斯西缘地区kappa值与震中距的线性回归关系。研究结果表明，鄂尔多斯西缘地区强震台站高频衰减参数kappa0值为0.01545～0.06560 s；等效剪切波速（V_S20、V_S30）与震中距存在对数关系；随着V_S20、V_S30的增大，kappa0值逐渐减至0。

海口市全新世活动海秀断裂存在性判断

刘华国, 李峰, 吴小江, 贾启超, 王志成, 林镇, 贾伟, 张攀

海秀断裂近东西向展布于海口市中心，准确厘定其几何位置和最新活动特征对科学评价海口市地震危险性、地震构造和地球动力学具有重要科学意义。本文采用野外地质调查、微地貌测量、浅层人工地震勘探和钻孔联合剖面探测相结合的方法，针对前人确定的海口市中心城区全新世活动海秀断裂，分别在5个典型地点进行详细研究。首先，通过野外地质调查和微地貌测量，得到其中3个地点的地貌陡坎最大垂直落差为11～15 m；其次，跨地貌陡坎和海秀断裂实施了5条浅层人工地震勘探，结果显示，海秀断裂在地震剖面上反映微弱，断错特征不明显，推测断裂总体活动性较低。为验证该断裂的准确位置和最新活动特征，分别在海港路和人民公园开展了钻孔联合剖面探测，通过详细对比分析钻孔揭示的地层序列和地层年代，未发现因断裂活动导致的构造变形迹象，认为海秀断裂上新世以来在探测深度范围内不存在，海口市现有地貌陡坎应为海蚀阶地坎，可排除断裂陡坎的可能。原断裂沿线区域地震危险性被错误高估，经济建设和发展规划可不考虑该断裂的避让问题。

青海省共和地区农村民居特征与抗震性能分析

王洪, 王成虎, 安易飞, 陈念, 周昊

青海省共和地区位于柴达木—阿尔金地震带内，具备发生中强地震的构造背景，近年来该地区地震活动频繁，农村地区受经济和技术等条件的限制，造成了巨大的人员伤亡和经济损失。为深入了解共和地区农村民居结构特征与抗震性能现状，开展实地调查，基于历史震害资料，总结区域内典型农村民居震害特点，并进行震害预测，得到不同地震烈度下农村民居不同的破坏结果。结果表明：青海省共和地区农村民居中的砖混结构和砖木结构房屋数量约占48%、47%，其中约68%砖混结构房屋未设置构造柱和圈梁等抗震设防措施；该地区主要农村民居基本达到Ⅶ度抗震设防要求，仅部分建造年代久的土木结构房屋破坏严重；地震烈度为Ⅷ度时，大部分房屋以中等破坏和严重破坏为主；地震烈度为Ⅸ、Ⅹ度时，农村民居将发生大范围严重破坏，甚至毁坏。

高强混凝土多重复合芯柱恢复力模型研究

邢国华, 王浩楠, 王溢菲, 马军, 国巍

基于8根高强混凝土多重复合芯柱在低周往复荷载作用下的试验结果，考虑轴压比、箍筋间距、配箍率等因素，提出骨架曲线特征点理论计算模型。同时，考虑加载历程对芯柱性能退化的影响，根据试验拟合结果引入刚度退化模型，以反映各试件滞回曲线卸载刚度退化规律，给出恢复力模型滞回规则，并将滞回曲线模拟值与试验值进行对比。结果表明：骨架曲线特征点计算方法具有较高精度，计算骨架曲线与试验测量骨架曲线吻合良好，可为高强混凝土多重复合芯柱非线性地震反应分析和工程设计提供参考。

新区划图双参数调整对剪力墙结构土建成本的影响

张波, 陈学良, 杨晓宁, 邱利军, 李宗超

考虑到《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等，2016），提出了双参数调整原则，即对场地地震动峰值加速度和反应谱特征周期进行同时调整，以确定设计地震动反应谱，这势必会增加结构的土建成本。因此，基于Ⅱ类场地，对抗震设防烈度7度（0.15 g）的剪力墙结构在不同场地类别下的地震动参数进行推导。采用单一控制变量法，对某12层剪力墙结构按不同抗震设防烈度和不同场地类别进行设计，使其满足规范最低标准，计算相应的钢筋和混凝土材料用量；根据现时市场定额，比较分析单一地震动参数变化时的土建成本，研究结果可为工程实践提供一定参考。

基于数值流形法的反倾层状岩质边坡倾倒破坏分析

王欢欢, 郭明珠

边坡破坏是累积性过程，从变形到破坏的过程中会产生永久位移，如果永久位移过大，极有可能产生滑坡。因此根据不同工况下采集到的位移数据，分析地震作用下反倾层状岩质边坡在不同内摩擦角下的破坏特征。利用二维数值流形法（NMM），以青藏高原金沙江流域西藏昌都地区芒康县索多西乡贡扎倾倒滑坡为研究对象，依据实地考察数据及室内力学试验得到的物理力学参数，建立数值计算模型，模拟地震作用下反倾层状岩质边坡倾倒破坏过程，并在边坡上布置3组监测点获取位移数据。模拟结果表明：随着内摩擦角的增大，边坡坡体从开始破坏到新的平衡状态和达到最大位移所需的时间越短，同时，滑动块体最大水平位移逐渐减小；内摩擦角＜40°时，坡体在前15 s呈整体移动趋势，大部分岩块产生整体滑移，靠近坡顶处的岩块发生轻微转动，推动前面的岩块加速滑动，呈倾倒-滑移模式；内摩擦角＞40°时，靠近坡顶的岩块首先产生滑动，并转动驱使前面的岩块，推动坡脚处岩块产生滑动，最终上部岩块达到新的平衡，呈渐进式倾倒破坏，产生整体性破坏的可能性较小。

SH波入射下圆弧状沉积盆地地震反应瞬态解析解计算

任朋, 陈三红, 张郁山

地震波散射问题的解析解是研究局部场地、地形、盆地等不规则地层结构对地震动参数放大效应影响的重要理论工具。现有解析解大部分在频域内给出，无法直接用于研究不规则地层结构对地震动峰值、反应谱等参数的放大效应。本文基于平面SH波入射下圆弧状沉积盆地动力响应宽频带稳态解析解，通过Fourier变换，获取瞬态响应解析解。基于此，研究El Centro波入射下，沉积盆地对地震动峰值加速度、峰值速度、峰值位移及不同周期反应谱的放大效应。研究结果表明，盆地宽度和深度、沉积介质波速、入射波角度等对盆地放大效应具有显著影响，地震动反应谱谱比最大值超过2.0，且宽度达10 km的较大型盆地对长周期地震动参数具有显著放大效应，对于位于该类盆地的超高层建筑、大型储液罐、大跨度桥梁等长周期结构，应充分考虑盆地对抗震设防参数的影响。

地表/井下反应谱比值非线性统计特征与影响因素研究

丁毅, 王玉石, 王宁, 张立宝

浅地表软弱覆盖层对地震动的影响具有强非线性，但因观测记录样本量过小，难以通过参考谱比法等直接方法予以可靠分析。本文基于日本KiK-net台网136个竖向钻井台阵获取的141881组加速度记录的统计分析，研究了地表/井下反应谱比值随地震动强度变化的非线性变化规律与主要影响因素。利用变窗口尺度的滑动窗口平均法加强数据线性度，并确定了与地震动强度相关的台站最小记录样本量，统计结果表明地表/井下反应谱比值平台值随地震动强度变化的非线性衰减指数为−0.24～−0.08。利用套索（Lasso）算法统计回归发现，本研究12个场地特性表征参数中，30 m平均剪切波速（

\begin{document}$ {V}_{\mathrm{s}30} $\end{document}

）、场地卓越频率与地表/井下反应谱比值非线性衰减指数具有较好的正相关性；较弱强度地震动作用下地表/井下傅里叶谱比值峰值、地表/井下反应谱比值峰值与地表/井下反应谱比值非线性衰减指数具有较好的负相关性。

基于遥感影像的建筑抗震能力分析—以张家口万全区为例—以张家口万全区为例

李姜, 张合, 刘志辉, 许冲

据震害统计，房屋抗震能力是影响灾害的主要因素，抗震能力一般由房屋抗震设防水平、结构类型、建造年代和房屋层数等因素决定，通过对房屋抗震能力的综合评定，以便采取更有针对性的地震灾害对策。本文通过遥感影像实现房屋基本信息的快速提取，提高房屋结构类型获取的便捷性，具有较高的准确度和可靠度，并利用抽样调查得到张家口万全区房屋建造年代和层数分布特点，结合当地抗震设防水平，建立房屋抗震能力指数指标体系，阐述房屋抗震能力现状，为地震灾害损失评估、风险普查、风险区划等工作提供参考。

城市软土地基组合锤法强夯施工振动效应研究

刘超, 梁海安, 程新俊, 聂佩江, 李俊豪, 吕毅

为研究组合锤法强夯振动对周边场地环境的影响，对南昌市某软土地基进行现场原位试验。考虑距强夯点的距离、振动方向及锤击次数的影响，在各监测点分别布置水平东西、南北向和竖向振动传感器。结果表明：采用组合锤法进行地基强夯施工时，场地竖向振动是需重点监测的内容，振动响应随监测点与强夯点距离的增大而减小；距强夯点50 m范围处地面振动速度衰减至0.2 cm/s以下，可根据地面振动速度确定安全施工范围；地面加速度受锤击次数的影响较大，且水平向加速度对锤击次数的敏感性略高于竖向，锤击次数对地面水平向振动的影响不可忽略；基于试验数据和波源振动理论建立的振动加速度衰减模型综合考虑了距强夯点的距离、振动方向和修正系数（锤击次数的影响），经算例验证具有较强的适用性，可为同类场地采用组合锤法强夯施工提供参考。

差容式地震计机械摆结构分析与优化设计

张涛, 王顺晔, 洪利, 高强, 韩智明, 邱忠超

地震计可对地震信息进行实时采集与记录，在地震预测和地震灾后监测中发挥了重要作用。本文针对差容式地震计机械摆固有频率高的问题，采用有限元分析软件ANSYS建立机械摆有限元模型，对关键结构十字簧片进行静态和模态分析，并对簧片形状进行拓扑优化设计。采用正弦标定法对优化前后机械摆固有频率进行测量。试验结果表明：优化后实际机械摆固有频率降低了17%，由5.3 Hz降为4.4 Hz，证明了优化设计的可行性。

我国核电厂设计中考虑的自然灾害综述与建议

李亮, 潘蓉, 骆鹏, 路雨

我国是目前世界在建核电机组最多的国家，总装机容量世界第三，是名副其实的核大国，核安全是国家安全的重要内容，被提到了前所未有的高度。同时，我国也是世界上自然灾害最严重的国家之一，包括核电厂在内的重大工程建设高度重视自然灾害防御设计。日本311地震海啸引起福岛核事故后，核电厂设计中增强了对超设计基准自然灾害的考虑。本文对核电厂防御自然灾害的必要性、核电厂设计中需考虑的自然灾害及国内外核电厂关于防御自然灾害存在的问题进行研究，提出我国核电厂防御自然灾害的建议。

震后基于无人机快速三维定位被困人员模型研究

杜浩国, 孙志, 杜浩标, 张方浩, 汤筱麒, 卢永坤, 曹彦波, 邓树荣, 吕佳丽, 和仕芳

针对震后被倒塌建筑物或滑坡埋压的被困人员进行快速定位问题，在阅读大量相关文献的基础上，以无人机遥感、地理信息空间和三维质心定位技术为基础，采用无线信号RSSI测距模型，配合影像范围内基准影像数据辅助定位，构建震后基于无人机快速三维定位被困人员模型。以红河县城区作为研究区，对城区内特定人员进行三维定位，结果表明该模型定位精度高，对震后废墟被困人员营救具有重要意义。

城市地震应急避难场所适宜性评价—以天津市中心城区为例—以天津市中心城区为例

苏建锋, 张庆斌

地震应急避难场所是增强现代化城市防震减灾能力，保障城市安全的一项重要举措，对应急避难场所进行适宜性评价，有利于更好地发挥应急避难服务功能，提高避难成功率，减轻灾害损失。本文利用熵值权重与灰色关联分析相结合的评价模型和GIS空间分析方法，以构建的应急避难场所适宜性评价指标体系为研究基础，对天津市中心城区地震应急避难场所进行适宜性评价。评价结果给出了各避难场所适宜等级，检验了场所的避难服务功能，为避难场所空间分布合理性提出建议，对增强城市应急避难场所规划、建设合理性及提高应急处理能力具有一定指导意义。

我国现行地震标准和标准体系的分析与思考

王同庆, 付慧仙, 黎益仕, 周克昌, 卢海燕, 楼关寿

本文简述了我国地震标准化发展从无到有、从小到大经历的4个主要阶段，基于地震标准发布实施时间及业务领域分布统计对地震标准现状进行详细分析，阐述我国现行地震标准特点和存在的问题。在进一步研究地震标准体系的基础上，提出了完善建议，并初步构建了新的地震标准体系框架。通过对现行地震标准和标准体系的分析，提出地震标准化思考与建议，以期为进一步推进地震标准化工作提供借鉴。