虹口高原大桥的破坏机制分析

摘要：基于汶川地震现场考察资料,分析了都江堰市虹口乡高原大桥的破坏机制。分析表明: 大桥的破坏模式与震区大部分梁式桥因强烈的震动而破坏不同,场地效应表现更为明显,大桥地基与上部结构之间存在明显的刚度差,两者在地震作用下的位移不协调则是大桥被破坏的主要原因。地震期间桥面向右岸整体移位1.8 m。鉴于龙门山地区断层活动主要以逆冲压缩为主,灾后重建过程中桥址的选择尽量避开场地地质效应突出的区域,在桥梁结构类型的选择应因地制宜,简支梁桥应有必要的防落梁构造装置,以增强桥梁的容灾性。     

基于地质力学模型试验的高原大桥落梁破坏机理研究

摘要：汶川地震给交通运输基础设施带来了严重破坏,造成了大量桥梁的破坏甚至倒塌,其中以近断层处的桥梁震损破坏最为严重,给灾后救援和重建带来极大不便。通过对高原大桥进行地质力学相似模型试验,研究了水平荷载作用下近断层处场地变形对简支梁桥破坏的影响。结果表明,近断层处的场地集中变形导致桥梁结构破坏主要集中于桥面系及近断层一侧桥台,与高桥大桥的实际震害非常相似;地震中断层的错动对其附近场地产生较大的影响,造成桥面系与场地之间的变形不协调;断层的存在对附近场地的压缩变形有明显的放大作用;地震中场地变形,特别是近断层处的集中变形是造成简支梁桥落梁破坏的主要原因之一。     

灾后重建专刊-非连续逆断层引起地表破裂和桥梁破坏的模型试验

通过地质力学模型试验研究了共线型和阶梯型两种非连续逆断层的运动引起上覆松散沉积层的破裂特征、沉积层与断层基岩之间的相瓦关系,并以汶川地震中受损的高原大桥为背景,通过改变桥梁与以上两种断层之间的布置关系研究了断层运动引起桥梁破坏的原因.引进数字散斑相关方法和高速摄像系统进行观测和记录试验过程.试验结果表明,非连续逆断层的破坏过程可分为4个不同的阶段,依次为弹性变形阶段、贯通阶段、滑移阶段和破坏阶段;结合观测系统解释说明了上述变化过程;分析了断层倾角和运动速度对断层基岩破坏形态和地表破裂带的影响;统计了地表破裂带宽度、断层基岩和沉积层抬升高度的关系,对比结果发现:共线型断层在破坏前聚集的能量较大、其地表破裂带宽度和抬升高度均大于阶梯型断层的;沉积层的抬升高度小于基岩的抬升高度;当桥梁模型垂直断层走向布置时均发生破坏,而平行断层走向布置时并没有破坏.     

汶川大地震钢筋混凝土框架结构震害调查

通过对四川汶川地震灾区钢筋混凝土框架结构建筑物震后破坏形态的调研,可将破坏形态分为结构性损害和非结构性损害两类。结构性损害又可分为倒塌、框架底层破坏、局部垮塌、柱端破坏、错层短柱破坏、柱子中间破坏以及鞭稍效应和施工不良引起的破坏。框架柱柱端在地震作用下出现塑性铰是框架破坏、垮塌和倾斜的主要原因。非结构破坏主要包括围护结构和填充墙的开裂、错位和倒塌。增设拉接筋、构造柱和水平系梁等措施可有效防止非结构破坏。     

汶川大地震钢筋混凝土框架结构震害调查

通过对四川汶川地震灾区钢筋混凝土框架结构建筑物震后破坏形态的调研,可将破坏形态分为结构性损害和非结构性损害两类。结构性损害又可分为倒塌、框架底层破坏、局部垮塌、柱端破坏、错层短柱破坏、柱子中间破坏以及鞭稍效应和施工不良引起的破坏。框架柱柱端在地震作用下出现塑性铰是框架破坏、垮塌和倾斜的主要原因。非结构破坏主要包括围护结构和填充墙的开裂、错位和倒塌。增设拉接筋、构造柱和水平系梁等措施可有效防止非结构破坏。     

横断层作用下汶川地震与芦山地震发震机制新探

在分析龙门山断裂带区域构造背景、青藏高原东缘新构造运动特征的基础上,阐述龙门山断裂带的构造格局,并利用横断层对龙门山断裂带进行分段;同时,对汶川地震与芦山地震的发震机制及其相互关系进行探讨,并对未来强震危险区进行预测.结果表明:汶川地震具有深部构造的控震作用,其深部孕震机制十分复杂,而芦山地震没有明显的地表破裂带,为一次盲逆断层型地震;卧龙—怀远一线为地壳物质运动方向和主断裂走滑方向发生反向的转换带,发生在其两侧的地震是各自独立的,即汶川地震与芦山地震相互独立;汶川地震与芦山地震发震时,龙门山断裂带中未活动的区域存在较高的地震危险性,尤其是卧龙—怀远和小金横断层之间的断块为强震危险区,虎牙断裂与主断裂交汇处也是强震较危险区。     

汶川地震钢混框排架主厂房反应特性分析

在对比El Centro波、Taft波、汶川-江油波等不同强震主厂房反应特性的基础上,直接采用不同峰值的汶川-江油波开展动力弹塑性时程分析,探究主厂房这类典型结构在汶川这类特殊地震动下的响应特性和震损机理．结果表明:汶川-江油波作用下结构的响应偏小,但变化更不规律;主厂房能够抵御远超设防烈度的汶川-江油地震作用而不发生严重的失效破坏;结构扭转效应显著,煤斗层始终为结构薄弱层;框架部分刚度衰退快于排架部分,排架部分承担总地震作用比例先提高后不变,总体比例处于较低水平,无法成为结构的第二道抗震防线;虽汽机房网架屋面不会因杆件强度破坏而垮塌,但由于支座处承受剪力巨大且变形过大,支座的率先破坏将引发屋盖系统的失稳破坏;主厂房率先进入塑性的构件主要集中在底层和煤斗层,表现为明显的“强梁弱柱”特点．     

塔里木盆地玉北三维区撕裂断层特征及形成机制

为了确定玉北三维区撕裂断层的形成机制,利用构造要素相关性分析及构造解析方法,通过三维地震资料解释,揭示了玉北三维区撕裂断层的构造变形特征,确定了研究区撕裂断层的形成演化模式.结果表明:玉北三维区发育的撕裂断层在地震剖面上表现为高陡断裂带,具有明显的花状构造特征.根据撕裂断层两侧断块运动方向和断块间的相对运动方向,可以将玉北三维区发育的撕裂断层分为单侧逆冲型和同向差异逆冲型两种类型.这些撕裂断层的形成演化明显受基底断层和区域挤压应力的控制.先存基底断层控制后期撕裂断层的发育位置和展布方向,区域挤压应力在基底断层两侧造成的位移变形量差异为撕裂断层的形成提供了动力来源.     

近断层地震下连续梁桥随机振动与易损性分析

由于桥梁建设场地难免会靠近地震活动断层,为了评定近断层地震动作用下连续梁桥的地震安全性水平以及提高抗震性能,亟待发展连续梁桥非线性随机地震动力响应与易损性分析的统一、准确方法。考虑到近断层地震动是典型的随机过程激励,本文提出了基于直接概率积分法的连续梁桥结构非线性随机振动响应与地震易损性准确、通用分析的新框架。发展直接概率积分法,准确高效地计算连续梁桥结构的随机振动响应;结合连续梁桥多种失效状态,根据动力可靠度的首次超越破坏准则,利用直接概率积分法对连续梁桥进行了地震易损性分析。最后,展示了近断层随机地震动激励作用下四跨非线性连续梁桥算例结果,验证了直接概率积分法的准确性特点。比较了近断层脉冲型和无脉冲地震动对非线性连续梁桥地震易损性曲线的影响。结果表明：近断层地震动的速度脉冲显著加剧了连续梁桥结构受到的地震破坏,增大了桥梁结构进入不同破坏状态的超越概率。     

塔里木盆地玛扎塔格断裂带构造特征及其油气地质意义

根据最新地震资料精细解释成果,建立塔里木盆地玛扎塔格断裂带断裂发育模式,并对断裂活动时代和构造演化过程展开分析。玛扎塔格断裂带具有明显的分层构造特征,同时又具有分段差异性:深层铲式逆冲断裂主要发育在断裂带中、西段,走滑-逆冲断裂沿断裂走向自西向东转换为走滑-逆冲断裂;浅层铲式逆冲断裂各构造段均有发育。断裂带主要经历了4个构造变形阶段:晚奥陶世—泥盆纪铲式逆冲断裂、二叠纪末—三叠纪继承活动性铲式逆冲断裂、古近纪末逆冲-走滑断裂（或走滑-逆冲断裂）、上新世末—全新世浅层铲式逆冲断裂。玛扎塔格断裂带在晚奥陶世—泥盆纪和二叠纪末—三叠纪向下滑脱于中寒武统,对烃源岩和储层的沟通作用有限,且对古油气藏具有破坏作用;古近纪末期演化为巴楚隆起的南侧边界断裂,成为天然气运移的有利通道,断裂带中、西段形成较好的断垒构造圈闭,与喜马拉雅期主成藏期具有良好的时空配置关系。     

汶川大地震的深部构造特征

利用卫星重力图来了解汶川地震的深部构造的特征。2—180低阶的卫星重力异常图可以反映场源深度为36km的密度分布特征;2—360高阶的卫星重力异常图可以反映场源深度为18km的深部构造特征。卫星重力异常显示了青藏高原板块深部的塑性物质向上流动。龙门山逆冲滑脱断裂带向四川盆地的逆冲推覆,由此引发了汶川地震。     

地震动强度及近断层速度脉冲峰值对简支板桥地震响应影响

地震动强度和近断层速度脉冲峰值均为导致桥梁结构震害的主要原因。与其他桥型相比,简支板桥在地震中更容易发生破坏和损毁。作者以在2008年汶川地震中出现严重破坏的高原大桥（预应力混凝土简支空心板桥）为研究背景,探讨大桥所处场地的人工边界分别为自由边界、固定边界、黏弹性边界和黏弹性+阻尼层边界时对计算结果精度、计算效率等的影响。通过ABAQUS建立包含高原大桥及其场地的整体有限元模型,人工边界采用黏弹性+阻尼层边界,并以地震波加速度峰值作为地震动强度指标和人工合成近断层速度脉冲型地震波,分析地震动强度、近断层速度脉冲峰值对简支板桥地震响应影响程度。结果表明：人工边界为黏弹性+阻尼层边界时,可有效减弱边界处的反射效应,计算结果精度基本能满足要求;近断层速度脉冲峰值对结构地震响应的影响比地震动强度更为显著;场地表面加速度峰值随地震动强度提高而增加;近河岸和存在基岩分界面易导致简支板桥局部结构的地震响应加剧;随地震动强度或近断层速度脉冲峰值或地震波位移峰值的增加,跨径变化峰值、相对滑移量和滑移峰值变大;近断层速度脉冲型地震波对桥梁的影响比无脉冲型地震波更为不利。     

汶川Ms8.0级地震的水系响应

2008年5月12日龙门山汶川8.0级地震导致了映秀-北川断裂、彭县-灌县断裂、小鱼洞断裂和擂鼓断裂发生了地表破裂,在平面上显示为两条近于平行的北东向逆冲-走滑型断层,在剖面上显示为叠瓦状.汶川地震的地震破裂和同震变形在瞬间就改变了地形坡度,并导敛地貌和河流体系产生相应的变化和调整,记录了整个区域的位移情况,为探索地震与水系之间的关系提供了关键信息.在整合汶川地震所导致的地表破裂、地形和水系变化相关数据的基础上,描述了汶川地震驱动的逆冲作用和右旋走滑作用引发的河道垂向位错和水平位错,标定了汶川地震导敛的河道坡折点和河道转折点,刻画了映秀-北川断裂和彭县-灌县断裂和小鱼洞断裂等活动断裂对河床剖面、河道走向、河道分段性和不规则水系样式等方面的控制作用,探讨了汶川地震驱动了隆升作用对河流剖面的影响与调整,建立了汶川地震的水系响应及其识别标志.研究结果表明:汶川地震驱动的构造作用对该区水系的河道走向、河道坡折点、河道流转折点和河床剖面具有明显的控制作用,为重塑龙门山晚新生代构造-地貌-水系演化提供一个范例和定量约束条件.     

南盘江坳陷东缘南丹-都安断裂带分析

通过对南丹-都安断裂带分段构造特征和其控盆作用的分析,推断出该断裂带的运动学模式为:在后期挤压应力场的作用下,盆地内早期的地层与台地型地层之间发生大规模的挤压运动,控陷正断层发生构造反转,盆地内地层块体向上、向前逆冲运动;台地型地层沿滑脱面发生拆离,顺滑脱面产生反向逆冲.     

汶川地震重灾区典型钢筋混凝土框架结构震害现象

介绍了5·12四川汶川地震近震源区钢筋混凝土框架结构的震害现象,从房屋整体跨塌、房屋整体严重歪斜、房屋部分集中垮塌、房屋部分楼层垮塌、房屋底层侧移过大等方面总结了震害现象,从剪切、剪压、压屈、压弯、塑性铰等破坏方面分析了梁柱震害现象.从结构平立面布置、结构体系和结构构件等方面初步分析了钢筋混土框架结构破坏的主要原因.     

华北聚煤区南缘（豫皖）逆冲推覆构造带

华北聚煤区南缘发育一条由叠瓦扇分支断层和逆冲岩席组成的逆冲推覆构造带,其成因与秦岭——大别山碰撞型造山带紧密相关,属造山带北麓燕山期逆冲断裂系的前锋部分。逆冲推覆作用破坏改造了聚煤区的原始沉积边界,在逆冲推覆构造带的前缘逆冲岩席中和缓波状起伏的主滑脱面下,可望找到新的含煤块段。     

汶川地震灾区滑坡的成因及典型实例分析

滑坡是汶川地震灾区最主要的次生地质灾害类型,在灾区分布广泛,数量众多,破坏强度大,造成了大量的人员伤亡和安全隐患.首先,从地形地貌、坡体地质结构、地层岩性、地震动、坡体的稳定状态、风化作用和河流作用等方面对汶川地震灾区滑坡形成原因进行研究,断裂带附近强地震动和坡体地质结构是大量滑坡形成的主要原因;其次,对典型实例王家岩...     

绵九高速穿越龙门山断裂带方案研究

高速公路跨越地震断裂带一项复杂而艰巨的工程,"汶川地震"后,人们开始了解地震对公路的破坏作用,为了使高速公路能够较安全的情况下跨越地震断裂带也成为亟需解决的难题。针对就绵九高速公路穿越汶川地震三条断裂带中的主震断裂带(龙门山中央断裂带)中遇到的问题,并作出解决的方案。     

龙门山唐王寨地区逆冲推覆体构造特征

推覆构造体系是由几条逆冲断裂带及其逆冲席、逆冲片组成,主干断层与次级断层组成叠瓦式构造。本文对研究这四条主干道冲断裂带及其间的逆冲席、前缘区的特征进行了详细描述,并通过野外观察和室内泥。模拟试验研完了推覆构造的发展演变及形成机制,指出其前缘三角区是最有利的油气勘探区。     

钢筋混凝土梁式桥地震安全性分析及评价

针对桥梁的地震安全性问题,依据可靠度理论,考虑对结构抗力有重要影响的材料强度随机性和计算模式的不确定性,本文分析了桥梁的破坏机理,使用响应面法计算了梁式桥的桥墩、支座、上部结构和基础在多遇地震、偶遇地震和罕遇地震下的失效概率。得到了构件在设计基准期内不同破坏等级的地震可靠度,研究并给出了钢筋混凝土梁式桥重要构件及桥梁系统的安全等级划分,以此评价桥梁的地震安全性水平。建立了钢筋混凝土梁式桥模型,给出了该桥的安全等级,判别了其地震安全性水平。结果表明:该桥在设计基准期内地震作用下的安全水平较高。