震灾防御技术

2025 年 2 期封面

2025 年 2 期目次

西藏定日6.8级地震同震地表破裂与湖岸地表变形特征及成因讨论

徐伟, 刘志成, 蔡晓光, 邹子南

2025年1月7日西藏定日县发生6.8级地震，造成了重大的人员伤亡，此次地震的发震断裂为申扎-定结裂谷系南部的登么错断裂。本文通过遥感影像解译、无人机航拍、现场调查结合前人研究，对此次地震同震地表破裂与湖岸地表变形的特征及成因展开了讨论。研究表明，同震地表破裂断续分布于羊姆丁错姆至朋曲河一带，总体沿先存断层陡坎展布，垂直位错在尼辖错东北最大，达2.5～3.0 m，古荣村及羊姆丁错姆一带为50～80 cm，古荣村以南小于25 cm。湖岸地表变形展布于登么错东岸，宽达100～300 m，多表现为拉张裂隙和挤压土堆，为地震动与重力滑塌共同作用所致。此次地震还反映了断裂带复杂的非均匀应力分配与破裂传播过程，余震分布进一步表明断裂深部存在相互作用与影响，这种深部构造的复杂性显著增加了该地区地震活动的不确定性。

西藏定日6.8级地震同震及震前GNSS变形特征分析

朱爽, 占伟, 刘晓

北京时间2025年1月7日9点5分，在我国西藏定日县发生了6.8级地震。利用震中周边 GNSS连续观测数据反演获取同震位移场，结果表明，距离震中最近的测站为XZZF站，其同震位移量最大，南北向达到−17.14 mm，东西向达到−41.62 mm，基于震中周边3个站点的同震位移数据特征分析，此次地震呈现出典型的正断型地震运动学特征；对GNSS站间基线时间序列及区域应变时间序列的系统性研究结果显示，登么错断裂（又称丁木错断裂）带处于显著的拉张运动状态；震前 GNSS 动态应变场的分析结果表明，该区域的面应变由挤压逐渐变为拉张趋势，量值较小，且始终处在拉张应变高值区边缘；块体模型计算得到申扎-定结裂谷的左旋滑动速率为（3.2±0.5）mm/a，伸展速率为（1.4±0.6）mm/a，GNSS剖面计算得到发震断层登么错的拉张滑动速率为(1.58±0.6) mm/a，左旋滑动速率为(1.49±0.7) mm/a，裂谷南段的运动速率相对于整个裂谷运动速率较小，且处于应变高值区边缘，未来仍有发生强震的可能。

西藏定日6.8级地震拉孜县Ⅶ度区建筑震害调查与分析

任辰昊, 杜一鹏, 史庆轩, 柏文, 张风亮, 张琼, 郭栋

2025年1月7日，西藏日喀则市定日县发生6.8级地震及多次余震，经震后初步排查，已经造成约3612户房屋倒塌，约6.15万人受灾。为了掌握此次地震对建筑结构的破坏情况，对拉孜县范围内地震烈度为Ⅶ度的地区进行震害调查，重点考察了该范围内框架结构、砌体结构以及土（石）木结构的震害特征，并对其破坏原因进行分析。调查与分析结果表明：框架结构在此次地震中受灾较轻，梁、板、柱等主要受力构件基本完好，破坏主要表现在填充墙内及边缘连接处出现裂缝；砌体结构受砌筑砂浆强度影响，在其主要竖向传力构件承重墙内出现较多剪切斜裂缝，此外构造柱与砌体的拉结效应不足，也造成连接处产生裂缝，震损情况略严重于框架结构；传统藏式土（石）木结构发生了较严重破坏，其主要竖向传力构件土坯墙“散”且“脆”的特点造成该结构在地震中很容易开裂并快速解体，致使结构坍塌。基于这些震害现象及破坏原因，提出了相应的改进措施，将为抗震救灾和灾后恢复重建工作提供科学依据和技术支撑。

基于知识元与贝叶斯网络的地震次生地质灾害情景演化分析

刘平, 倪晓霞

根据以往地震发生后现场实际破坏数据可知，地震次生地质灾害已造成严重的灾区人员伤亡和经济损失，为此，需对地震次生地质灾害情景进行演化分析。为了解地震次生地质灾害的演化过程，首先基于突发事件知识元模型，对地震次生地质灾害情景组成要素进行分析。其次基于贝叶斯模型，明确构成地震次生地质灾害演化贝叶斯网络的节点变量及其取值范围，根据这些节点变量之间的因果关系和专家打分，建立贝叶斯网络图和节点变量条件概率模型。并利用证据理论将概率融合修正，计算次生地质灾害下关键节点状态概率，实现事故关键情景的推演。最后结合知识元模型和构建的地震次生地质灾害贝叶斯网络模型，对临夏积石山6.2级地震发生后导致的次生地质灾害情景进行分析。

层状半空间中典型局部地形地震波散射IBEM结果：2.5D频域位移幅值

巴振宁, 裴义飞, 梁建文, 于飞翔, 阔晨阳

沿轴线方向无限长且截面形状不变的局部地形对地震波的散射，即二维地形的三维散射问题（也称2.5维问题），一直是地震工程领域关注的热点。近年来，笔者利用基于移动斜线荷载动力格林函数的间接边界元法（IBEM）对此问题展开研究，求解了不同地形的2.5维散射结果。为便于相关研究的对比验证，笔者将二维、2.5维和三维IBEM结果进行了整理与补充。本文为各向同性弹性介质层状半空间中凹陷、凸起和沉积地形对斜入射平面SH波、P波和SV波响应的2.5维频域结果，研究表明，入射波频率、角度和地形几何形状均会对地表位移产生影响。

基于HVSR的反应谱匹配方法

郑展杰, 戴志军, 王永哲

根据不同需求输入不同的强地震动进行时程反应分析是工程地震研究领域的基础，如何筛选出合适的地震动是其中一个重要的研究方向。目前越来越多的研究人员使用HVSR（Horizontal to Vertical Spectral Ratio）参数进行场地特性表征分析，因此本文基于HVSR进行反应谱匹配研究，并在已搭建的强震动数据库平台上实现基于HVSR的反应谱匹配，为工程抗震研究及工程设计挑选符合预设特征的地震动提供参考方法。

泸定地震地震动模拟与地形场地效应研究

王辅臣, 马强, 陶冬旺, 解全才

2022年9月5日四川省甘孜州泸定县境内发生M_W 6.6地震，地震造成93人死亡、25人失联，423人受伤，给人民群众生命财产安全造成重大损失。本次地震震中位于青藏高原东部边缘，高山峡谷地貌形态突出，由此引发的地震动地形效应不容忽视。本文基于谱元方法模拟了泸定地震近断层地震动，并分析了地形场地效应的影响。在有效模拟频带范围内，得到如下结论：（1）相较于平面自由场，山谷地震动持时会增加约2倍左右，且在破裂方向上会更加明显；（2）山谷台站的三分量合成加速度峰值（PGA）放大系数普遍大于三分量合成速度峰值（PGV）放大系数，最大不超过2；（3）山谷地形使得地震动的累计绝对速度（C_AV）增大2～4倍。地形能够引起地震动持时的放大，在重大工程紧急处置参数确定中应当考虑地形场地效应的影响。

安徽省池州地区第四纪沉积特征与环境演化

张鸿泽, 李峰, 程捷, 贾启超, 张攀, 刘华国, 张彦博, 张杰汉

长江下游河谷地区拥有丰富的第四纪沉积记录，反映了复杂的古环境变化。利用钻孔地层开展沉积特征研究，对于揭示研究区第四纪沉积环境演化有着重要意义。本研究基于池州地区的6个钻孔资料，综合分析了研究区第四纪沉积相及环境演化过程，提供了全面的第四纪沉积环境变化参考模型。研究表明，该地区经历了新构造活动及复杂的气候变化，在河谷区形成“芜湖组+青弋江组”的地层组合；在丘陵地区形成“下蜀组+戚家矶组”的地层组合。第四纪沉积环境经历了早更新世至中更新世中期温暖湿润气候下的高地残坡积物与冲洪积物堆积阶段；中更新世晚期至晚更新世期间全球气候变化明显，总体趋于寒冷干燥，导致河流活动和沉积特征显著变化；全新世以来，受海平面波动影响，形成了具有不同粒级的沉积物堆积阶段。通过对池州地区第四纪河流相、洪积相、风成相等沉积环境的系统研究，发现该区沉积环境由早更新世温暖湿润阶段向中更新世寒冷干燥转变，中晚更新世期间气候波动频繁，以冷干与暖湿交替旋回为特征，直至全新世的温暖、湿润气候。

江苏高邮-宝应M4.9地震序列微震检测与精定位研究

李婷婷, 范文华, 孙小航, 范晓易, 倪昊琦, 张岑, 杜航

本文利用江苏地区44个固定台站和4个流动台站的观测数据，采用基于人工智能的PhaseNet震相检测法，对2012年江苏高邮-宝应M4.9地震前后30d的连续数据进行地震检测，并开展REAL震相关联、绝对定位以及HypoDD精定位研究工作，获得了此次地震序列的完整目录。研究结果表明：（1）PhaseNet检测后的地震目录数量为342个，是江苏台网人工测定地震目录数量的3.7倍，震级分布范围为M_L0.5～M_L5.1；（2）自动检测结果丰富了高邮-宝应M_L0.5～M_L1.5的地震序列，并在主震前检测到大量前震序列，从主震发生前10d开始，震中区周边出现明显的地震活动增强趋势，主震后7d余震逐渐稀疏趋于平静；（3）精定位后共得到184条高精度地震目录，约为检测前精定位地震数量的3倍，地震序列震源深度主要集中在12～15 km；（4）精定位结果显示本次地震为典型的双向破裂，主震位于剖面的中部偏下位置，地震序列整体呈NNE方向展布，发震断层较为陡峭。综合本文研究、震源机制解以及地质构造资料，推测此次地震的发震断裂为柳菱断裂。

循环加载频率对砂土抗剪能力的影响试验研究

王瑞琦, 许成顺, 徐佳琳

本文针对相对密实度为35%、55%、75%的钙质砂和石英砂，开展了系列不排水单调和循环扭剪试验，重点探讨了循环加载频率为0.1、0.5、1、2 Hz作用下的砂土抗剪能力差异和静动力剪切特性的相关性。试验表明，无论是石英砂还是钙质砂，循环加载频率对其动应力-应变的影响十分显著，高频作用下，砂土液化后呈现抗剪能力衰减特性。低频荷载作用下，应重点关注砂土变形失稳问题，高频荷载作用下，则应重点考虑砂土抗剪能力失稳问题；循环荷载和单调加载下的相变应力比不同，当有效剪应力比(q/p')超过单调加载下的相变应力比时，砂土呈现变形快速发展特征；不同循环加载频率下，砂土的循环加载破坏线和单调加载破坏线基本相近。

不同减震性能需求驱动下的调谐惯容阻尼器解析优化

张若愚, 曹枚根

相较传统的调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper, TMD），调谐惯容阻尼器（Tuned Inerter Damper, TID）在较高的表观质量下具有更好的减震效率和耗能效果。为进一步揭示调谐惯容阻尼器的耗能减震机理，本文首先基于H_∞和H₂优化理论，建立了TID名义阻尼比和刚度比的最优解模型；其次提出了基于性能需求的全局优化设计方法；最后通过地震响应分析验证了优化效果。研究表明，在随机地震激励条件下，以随机响应为目标函数进行参数优化能够获得更合理的TID参数组合。基于性能需求的优化方法可有效实现TID的全局优化设计，当预设目标位移减振系数后，本文提出的4组优化参数均可精确控制结构位移响应。以速度指标确定的优化参数能最大化惯容单元的变形增效效应，其阻尼单元行程为传统黏滞阻尼器（Viscous Damper, VD）的2～3倍。在相同名义阻尼比条件下，TID的耗能能力显著优于VD。值得注意的是，随着名义阻尼比取值的增大，TID阻尼单元的变形增效效应会逐渐减弱。当TID目标位移减振比为0.5时，采用大阻尼比（0.0105）的总耗能最少（54.68 kJ），TID的耗能也最少（41.60 kJ），耗能占比为76.09%；采用小阻尼比（0.007 7）的总耗能为60.94 kJ，但TID的耗能为47.47 kJ，耗能占比为77.90%。小阻尼能够充分发挥惯容单元的变形增效优势，采用较低成本达到更好的耗能减震效果。

近断层软弱地基下单塔斜拉桥减震体系研究

李晓莉, 周世豪, 李焱

为研究近断层软弱地基下单塔斜拉桥的合理减震体系，以天津某单塔斜拉桥为工程背景，采用有限元软件建立动力分析模型，利用非线性动力时程分析法分析了近断层地震动地震响应及软弱地基条件下不同结构体系的地震响应。分别采用铅芯橡胶支座与超高阻尼隔震橡胶支座，通过改变支座参数，对比分析减震效果。结果表明，近断层软弱地基下，刚构体系相较于半漂浮体系，在主梁跨中位移减小7.37%，超高阻尼隔震橡胶支座的半漂浮体系相较于刚构体系在主梁跨中弯矩减小18.75%，效果最佳。支座的初始水平刚度会影响桥梁的整体刚度，使结构地震位移响应减小，因此当桥梁需要控制位移时，应选择初始水平刚度较大的支座。

我国民用核燃料循环设施的设备抗震设防要求及其与国际相关标准的比较

方庆贤, 路燕, 侯春林, 戴志军

经过60多年研制与发展，我国已基本建立了完整的核燃料循环体系及相应的工厂和设施。但在这一领域尚缺少设备抗震分级的统一标准，为核燃料循环设施的设备设计、制造、监管和过程控制带来隐患，这也成为我国核燃料循环设施发展的瓶颈，因此目前亟须为核燃料循环设施物项（机械设备、电气设备）建立统一的设备抗震分级标准，以此来规范安全级物项的设计、制造、质保和监管。本文通过详细调研我国各设计院的抗震设计情况，总结提出了基于我国国情的抗震分级及设防要求，为相关研究提供参考。

考虑地震动非相干性的时域土-结相互作用分析

崔华杰, 陈少林, 孙晓颖

目前核电领域考虑地震动非相干性的土-结相互作用分析主要为频域方法，其在考虑土体强非线性和接触非线性方面存在不足。本文考虑时域分析方法，首先采用相干效应分解和多尺度方案对采用Cholesky分解的非相干地震动条件模拟方法进行了改进，使其可稳定高效地模拟大规模非相干地震动场；然后以非相干地震动场作为输入，采用PASSI方法进行土-结相互作用分析。采用上述时域方法，以CAP1400核电结构模型为例，分析了地震动非相干性对其反应的影响。算例结果表明：（1）本文提出的条件模拟改进方法可以用于大规模非相干地震动场的模拟，模拟结果可以反映所采用的相干模型特性；（2）地震动非相干性加大了核电结构位移反应峰值，在控制点地震动主要频段范围，地震动非相干性略微增加了低频加速度反应谱值，减小了中高频反应谱值。

穿越多破裂面断层隧道动力模型箱设计及振动台试验验证

王浩鱇, 申玉生, 常铭宇, 张昕阳, 潘笑海, 张熙

振动台模型试验是研究工程结构动力响应的重要手段，模型箱作为隧道工程振动台模型试验的关键因素，其设计的合理性成为确保振动台试验准确的关键。本文依托某高烈度地震区穿越大型断裂带隧道工程，以穿越多破裂面断层隧道为对象，根据多破裂断层相互作用力学机理，基于弹性地基理论构建了集中质量力学模型，并设计了针对穿越多破裂面断层隧道的动力模型箱。利用有限元软件对模型箱进行模态频响分析，得出模型箱-围岩-衬砌在地震动作用下不发生共振，各阶振型之间不会产生影响。运用该模型箱进行振动台试验并验证合理性，结果表明，围岩纵向范围同高度处，破碎带与上下盘交界处附近土体加速度峰值最大，显示出在地震作用下穿越多破裂面断层隧道与围岩的加速度响应特性；隧道衬砌共轭45°相对位移及围岩-衬砌拱顶接触应力峰值最大值出现在破碎带与上下盘交界处附近，最小值出现在破碎带内部破裂面处，破碎带边缘所受地震力最大；力学模型理论与试验的应力释放量相对差值仅为6.7%、0.5%，位移相差均在10%以内，验证了模型箱能较好地模拟穿越多破裂面断层隧道的错震特性；采用2-范数偏差μ对边界效应进行量化，μ总体小于0.2，并随着PGA的增大先增加后减小并趋于稳定，说明模型箱边界效应影响较小，能够模拟地震时多破裂面断层运动特性，验证了试验结果的可靠性，研究结果可为此类模型箱设计提供参考。

外廊式教学楼自振周期测试与分析

阿拉塔, 郭迅, 罗若帆, 董孝曜, 王波

根据现有的抗震设计方法，结构基本周期是确定设计地震力大小的关键因素。中小学外廊式教学楼在历次地震中均表现出较严重的震害。为研究教学楼实际自振周期与结构设计模型的差异，本文选取4栋典型的外廊式教学楼，采用脉动法测试结构一阶平动和扭转的固有周期，并根据原设计图纸复现了结构计算模型。测试和分析结果表明：实测纵横向自振周期较经验公式估算的周期小，相差范围在8.9%～28.0%，且经验公式估算的周期介于实测值与结构分析软件计算值之间。填充墙的数量和布置形式会对结构3个方向的自振周期产生不同程度的影响，填充墙对横向的刚度作用远大于纵向，同时横墙也使结构抗扭刚度得到极大的提高。不考虑填充墙的计算模型和经验公式均无法同时准确评估3个方向的自振周期。结构整体的抗震性能与填充墙的分布形式和连接方式都有重要的联系，设计中应充分考虑填充墙的布置及参与工作状态，才能准确评估结构抗震设计及结构承载力。

典型架空输油管道地震破坏特征数值模拟分析

张亮超, 郭恩栋, 杨斐, 贺冰, 闫培雷, 于天洋

近年来国内外时常发生地震对石油天然气管道的破坏事件，而架空管道是油气管线输送工程的薄弱环节，为保证架空管道在地震作用下的安全性，采用数值模拟方法建立架空输油管道有限元模型，研究架空管道地震破坏特征，分析架空管道典型破坏模式。研究结果表明，在地震作用下，较高的活动支架可能会发生倒塌，管道弯折处为较易发生破坏的部位。管道与管架之间的相对滑动也可能造成管道掉落，设计时应同时考虑管道及管架抗震问题。

考虑材料劣化的钢筋混凝土重力式桥墩抗震性能及易损性研究

王勇

为系统研究材料性能劣化对钢筋混凝土桥墩抗震性能及地震易损性的影响，确保其合理的抗震设计，首先建立了钢筋混凝土铁路重力式桥墩有限元模型，分析了材料性能劣化对重力式桥墩抗震性能的影响规律；其次在验证了有限元建模方法正确性的基础上，对钢筋混凝土重力式桥墩进行了IDA时程分析，并对96条地震波作用下桥墩地震反应的平均值进行线性回归分析，通过建立易损性曲线得到桥梁在不同服役时间桥墩的地震破坏概率。结果表明，材料性能劣化将显著减小钢筋混凝土重力式桥墩的水平承载力、等效刚度和耗能能力，但是会增大桥墩的位移延性系数；随着桥梁服役时间和地震动强度的增大，桥墩的地震响应及地震破坏概率均呈增加趋势，尤其是严重破坏和完全破坏的概率增幅较大。因此，在对特殊复杂环境中钢筋混凝土桥梁进行抗震设计时，应充分考虑材料性能劣化对其抗震性能产生的不利影响。

地铁系统地震次生火灾应急疏散研究

高惠瑛, 刘兴利

破坏性地震常伴随地震次生灾害，后果严重。地铁系统作为城市重要通行设施，研究其在地震次生灾害下的应急疏散十分必要。本文以地震次生火灾为例，基于地震次生火灾特点，深入探讨地铁站人员疏散情况。利用Pyrosim软件建立地震次生火灾模型，分析地铁站内部温度、CO浓度、能见度等因素的变化，确定影响人员疏散的关键因素。在此基础上，使用Pathfinder软件建立人员疏散模型，研究关键因素人员疏散速度的影响，从而获得更准确的疏散动态。研究结果表明，能见度是影响人员疏散的关键因素；此外，楼/扶梯处能见度下降导致疏散速度降低，尤其是在靠近火源位置的楼/扶梯上，滞留时间显著增加。

考虑边缘效应的电容式地震加速度传感器输出特性

王福谦

为研究考虑边缘效应的电容式地震加速度传感器输出特性，将理论分析与计算机数值模拟相结合，利用保角变换法、格林函数法和MATLAB软件，对考虑边缘效应的平行板电容器电场和电容进行讨论，并研究电容式地震加速度传感器的输出特性，分析了传感器误差随参数的变化情况，讨论了影响其输出特性的因素，给出了传感器参数的取值范围，明确了改善地震加速度传感器输出特性的途径，并通过变压器桥式电路实现了对地震加速度的测量。