云南地震区工程选址与活动断层运动特性

云南地区地震频发、断裂构造发育,查明断层的运动特性,是粘滑断层还是蠕滑断层,这对选择合理的避让距离非常关键。是粘滑断层就严格按照规范要求．选择合理、安全的避让距离．是蠕滑断层则适当减小避让距离．甚至在无法避开时采用特殊结构措施跨越．也能保证建筑安全。因此在场址选择时查明断层准确位置、活动时代、运动特性及活动方式．选择合理的避让距离,非常必要．既能达到保证工程的安全,又能有效利用场地。     

某工程边坡蠕滑机理与监测资料分析

某坑口电站因山坡蠕滑变形，导致电厂建筑物变形开裂破坏。经工程治理后，缓解了蠕滑变形，但近几年的监测资料表明，累积变形仍将严重影响电厂的安全运行。通过分析其蠕滑机理和现场监测资料提出了今后防治该山坡蠕滑宜采取的措施。     

攀枝花机场垃圾处理场滑坡稳定性分析

攀枝花机场垃圾处理场滑坡严重威胁周边建筑环境的安全。经过深入勘察分析,认为该滑坡为受控于地形地貌、岩土体特征、降雨条件及人类工程活动的蠕滑拉裂式滑坡,滑坡在天然状态下及地震作用下均主要处于不稳定状态,应进行全面整治。     

南水北调西线一期工程区断层活动性及其对工程的影响分析

基于对南水北调西线一期工程区活动断层及其工程效应和遥感解译的2次现场考察工作，提出如下初步认识：(1)工程区NW向断层的活动方式以左旋走滑为主；近SN向的横向断层较为发育，并多为右旋运动。(2)由于马尔康基底隆起和年保花岗岩体的遏制作用，断层的活动性表现出自NW向SE减弱的趋势。清水河北断层等区域性断层活动性及其对工程的影响为向区内减弱或趋于终止。(3)断层活动性对工程的影响主要表现为断层及断层带的变形、断层活动构造应力场对深埋长隧洞的影响，以及对水库诱发地震的影响。     

颗粒断层黏滑运动特征及水对其影响的试验研究

研究模拟断层黏滑运动中断层剪切位移、厚度和摩擦因数的演化特征对于理解地震周期的全过程有深刻的意义。采用钠钙细研磨球型玻璃珠,研究模拟断层在双直剪仪器下产生的黏滑现象。结果表明,每个黏滑周期中,断层首先经历一段弹性加载,之后加载逐渐转变为非弹性,直到摩擦因数达到临界值,断层发生滑动破坏,并在破坏之后开始进入下一黏滑周期。研究采用变速度步方法,在同一试验中采用3～300μm/s的速度步,得出该模拟断层的速率和状态相关摩擦参数A-B为-0.005～-0.006,确为速度弱化。研究采用50%和100%的环境湿度进行对比试验,结果表明较高湿度对黏滑幅度和重现时间存在等比放大的作用,即湿度越高,黏滑段摩擦因数的增落幅值越大,黏滑周期越长。研究对进入稳定蠕滑状态的断层进行蒸馏水注入试验,发现对于处在黏滑与蠕滑临界态的颗粒断层,水的注入可以将断层滑动模式由稳定的蠕滑改变为非稳定的黏滑。     

走滑断层错动下山岭隧道关键断面变形及损伤演化

山岭隧道受选线制约大多要穿越活动断裂带,而活动断裂带的运动会对与之相交的隧道结构的安全产生影响。为此,对穿越走滑断层的隧道在地震中所遭受的破坏展开调研具有现实意义。以滇中引水工程香炉山隧洞为背景,建立隧道-断层三维有限元分析模型,研究走滑断层错动下隧道关键断面的变形特征。基于所建立的有限元模型,采用相对位移法对断层错动量、断层破碎带宽度和穿越角度的影响进行参数分析。研究结果表明：穿越角度为45°时,截面的变形模式为水平椭圆,而穿越角度为135°时,截面的变形模式为直立椭圆;随着断层破碎带宽度的增加,位于断层中间位置处的隧道截面的变形程度减小;走滑断层错动下,隧道截面变形最为严重的区域出现在拱顶和拱底,在进行山岭隧道的设计时需要重点关注。     

太谷县城区地裂缝特征及成因分析

对太谷县城区地裂缝情况进行了大概描述,并通过槽探和高密度电法勘探,分析了该地区地裂缝的特征及成因,指出该地区两条地裂缝均位于断层之上,主地裂缝与断层相接,在地表的变形和破裂实际上是地表以下断裂活动的反映,是活动断层蠕滑活动的一种表现形式。     

跨活断层隧道断错灾变与防控技术研究现状和展望

跨活断层隧道/隧洞近年来在水利、公路、铁路、地铁等工程中不断出现，然而其断错灾变机制与防控技术的研究并没有跟上工程建设的发展。为此，搜集国内外已建跨活断层隧道/隧洞工程案例和遭遇地震断错破坏的案例，分析隧道在蠕滑、黏滑错动作用下的破坏过程与破坏特征，回顾隧道断错灾变机制研究所采用的工程地质模型、力学模型、错动位移模式，以及所采用的解析方法、数值模拟与物理模拟方法，并对已有断错防控措施及其设防原理进行总结。在上述研究的基础上，分别针对断错工程问题、断错灾变机制与断错防控措施进行讨论和展望，提出跨活断层铁路隧道断错防控不仅应考虑隧道结构安全，还应考虑围岩、路轨、线路和列车的安全，初步评估蠕滑、黏滑和近断层地震动对上述铁路隧道相关研究对象所产生的风险大小，认为应加强断层围岩错动力学性质演化、黏滑断错动力学模拟和线路断错曲线半径影响的研究，并分别给出铁路隧道设计和运营阶段应考虑的设计原则。研究结果对于跨活断层隧道/隧洞工程的设计、施工、运营、维护具有一定的参考价值。     

跨倾滑正断层桥梁地震响应数值模拟

为揭示跨倾滑正断层桥梁的地震响应规律，以海文大桥跨断层引桥为研究对象，根据地震震级和断层参数间的关系构建了铺前-清澜断层的物理模型，并基于空间随机场模型生成该断层滑动的空间非均匀分布；采用基于断层破裂物理过程的地震动混合模拟方法生成断层两侧可能发生的最大永久位移地震动；同时，采用OpenSees建立了全桥三维动力有限元模型，分析了永久位移地震动频带、桥梁与断层相对位置、竖向地震动及减隔震方法对该桥地震响应的影响规律。研究结果表明：所采用的地震动模拟方法可以合理考虑断层断裂的复杂性，生成地震动的反应谱在短周期段和设计反应谱吻合良好，在长周期段具有显著的滑冲效应特征，可有效模拟断层两侧的永久位移地震动;在跨断层桥梁地震响应分析方面，断层错位和高频带地震动对跨断层桥梁地震响应均有较大的贡献，跨断层桥梁地震响应分析须采用具有永久位移的宽频带地震动作为地震动输入，仅采用高频带地震动或者采用断层错位进行静力分析均会低估桥墩的地震响应；而位于断层同侧的桥梁主要受高频地震动的影响，跨断层桥梁的地震响应远大于断层同侧桥梁的响应；不考虑竖向地震动会低估跨倾滑断层桥梁纵桥向的地震响应，且跨径越小竖向地震动的影响越大，在进行跨倾滑断层桥梁抗震设计时，应选取较大跨径的简支梁桥来减轻竖向地震动的影响。同时，合理的限位拉索设计可利用桥墩的抗震能力明显改善跨断层桥梁的支座变形，减小因断层错位引起的桥梁损伤。     

门源地震对跨冷龙岭断层的大梁隧道结构变形特征和地表裂缝分布规律研究

为探究走滑断层错动下隧道结构的变形特征及受力机制，明晰走滑断层的性质及受力模式，采用现场调查、地质力学配套分析及数值模拟等方法，分析地震影响下大梁隧道产生的地表裂缝分布规律。研究结果表明：(1)确定了断层走向NW60°，与区域上冷龙岭断裂位置一致，属全新世活断层。隧道中断层面产状为195°∠79°，破碎带宽约100 m，地表裂缝错移3 m；距大梁隧道出口南侧约700 m处水平错移2.8～3.0 m，逆冲错动位移0.91m，具有逆冲走滑运动特征。(2)地震破坏力学模式为NE-SW60°主应力单向挤压、纯剪共同作用；结合主裂缝带边界逆冲地表变形特征，地表裂缝具有逆冲断裂造山式花状形态；(3)通过地质力学配套分析，在断层受单向力和力偶作用下，地表产生裂缝分布规律与现场调查裂缝分布规律一致。(4)大梁隧道变形破坏模式，在门源地震之前主要受区域的主应力的作用，以SW60°挤压作用为主；在门源地震以后，主要以剪切挤压为主，隧道结构受主应力NESW60°挤压和NW60°冷龙岭断裂的走滑剪切作用。本次调查分析结果为穿越活动断层高铁隧道的工程设计提供参考。     

考虑蠕变、地震效应的土工格栅砂性土加筋挡墙弹塑性有限元分析

土工合成材料加筋土挡土墙具有优良的抗震性能,但是由于加筋用的土工合成材料具有显著的蠕变及应力松弛特性,需要深入研究加筋土挡墙在经历蠕变后的地震动力行为及震后的进一步蠕变以理解其全面的静动力学性能。在已有研究的基础上,应用笔者提出的土工合成材料循环受载、蠕变和应力松弛统一本构模型模拟土工格栅的力学行为,考虑到土工格栅加筋土挡土墙的填土一般为砂性土,而砂性土一般蠕变变形较小,本文应用可以模拟砂土述砂性土非线性静动力性能的广义塑性模型模拟填土,未考虑其蠕变变形。结果表明,在正常加筋长度和密度情况下,加筋土挡墙在经受地震前的蠕变变形会趋于稳定,但筋材内力重分布明显;地震作用使得加筋土挡墙产生较大变形,加筋内力出现较大增长,但结构并未破坏;地震后加筋土挡墙蠕变变形继续发展,而土工格栅加筋会出现内力松弛现象。     

冀宁输气管道穿越活动断裂的抗震分析与设计

本文采用壳有限元方法分析了输气管道穿越活动断裂的实际变形反应。针对活动断裂两侧场地相异和两侧场地相同以及中间含有破裂带等情况建立了相应的壳有限元分析模型。通过对比冀宁高压输气管道穿越苍尼断裂和沂沭断裂的不同情况,比较了管道在断裂两侧场地相异和两侧场地相同两种情况下的反应。对于断裂场地相异的情况,管道易发生较大的变形,不宜采用现有管道抗震规范中的方法,需建立有限元模型进行分析。虽然管道在断层两侧的变形情况不同,但是管道在两侧的滑动长度却几乎相等。在活动断裂附近建立地震监测和警报系统并采取必要的抗震辅助措施,对保障输气管道的安全运行非常重要。     

Wide-area land subsidence caused by “the 2011 Off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake”

This paper gives an overview of the crustal deformation caused by “the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake” (hereinafter: “the Tohoku Earthquake”) as detected by the GPS Earth Observation Network (GEONET), a GPS continuous observation system operated by the Geospatial Information Authority of Japan (GSI), and of ground deformation resulting from liquefaction triggered by the earthquake motion as determined by a leveling survey. A very large part of the Japanese archipelago was affected by the crustal deformation caused by the mainshock. The subsidence in the Pacific coastal area of the Tohoku region is especially remarkable. Based on a resurvey after the earthquake, the GSI revised the coordinates and heights of survey marks, including the Origin of the Japanese Horizontal Control Network and the Origin of the Japanese Vertical Control Network. We estimated the geometry of the seismogenic fault of the Tohoku Earthquake, as well as a slip model for the boundary between the Pacific Plate and the North American Plate, based on crustal deformation data. Postseismic crustal deformation was also observed by GEONET. Even though the area that coseismicaly subsided is undergoing partial uplift from postseismic deformation, such uplift is not rapid enough to make up for the coseismic subsidence within the next several years.The earthquake caused liquefaction in large parts of the Kanto Region, especially on the Tokyo Bay side and at the lower reaches of the Tone River. Liquefaction was concentrated in areas of land reclamation and former river channels, where it is easy to recognize using time-series geospatial information such as olden topographic maps and olden aerial photographs. To determine the amount of land subsidence (cm) due to liquefaction in Urayasu City, the GSI carried out a leveling survey and compared the differences between pre- and post-earthquake LIDAR survey data with the relative subsidence obtained by leveling.     

雅安地震区吴家山滑坡变形及稳定性分析

雅安地震引发昊家山地区老滑坡体发生失稳现象，安置GPS监测系统对该地区进行了变形监测。在区域地质条件基础上，运用极限平衡法分析坡体稳定性；利用FLAC3D三维显式有限差分程序建立模型，输入地震波分析地震作用下坡体的变形情况，并结合实际GPS监测结果，探讨变形规律。稳定性分析表明地震作用导致边坡稳定性大幅下降，引起了此次边坡变形失稳；同一地震作用下不同土层的动响应程度不同，老滑坡体对地震作用更加敏感；数值模拟结果揭示了地震作用下坡体的变形情况，与实际监测结果进行了对比分析，对研究坡体变形有借鉴意义。     

滨海软土非线性蠕变特性的试验研究

 合理描述滨海软土的蠕变规律对于软土地区各类建(构)筑物的长期稳定性和运行安全性是十分重要的。利用单向固结仪和改进的直剪蠕变仪,开展不同加荷方式下滨海软土的蠕变试验,获得应变与应力和时间的关系,分析其蠕变性状的结构性效应和影响因素,建立相应的蠕变模型。试验结果表明,天津滨海软土具有明显的非线性蠕变特性,其蠕变变形演化特征受其结构性制约和影响。在低应力水平条件下,软土蠕变量非常低,双对数应变–时间关系曲线存在明显的转折点;在高应力水平条件下,蠕变速率较高且产生很大的瞬时蠕变量;实施预压荷载作用不仅降低了软土最终的蠕变量,同时也影响到主、次固结的分界特性。采用修正的对数型表达式能较好地拟合滨海软土的瞬时弹性应变、衰减蠕变和稳定蠕变阶段。滨海软土的剪切蠕变变形在低应力水平下呈现出折线特性,而高应力条件下可近似为线性特性,其剪切模量随时间呈现减小趋势,随应力呈现先增大后减小的趋势,而黏滞系数随时间和应力呈现线性增大趋势。     

一种新的岩石流变模型

根据岩石加速蠕变阶段的力学特性,提出了一种非牛顿流体粘滞阻尼元件,将该阻尼元件与描述岩石减速蠕变和等速蠕变特性的传统模型结合,构成了新的综合流变力学模型,并应用于描述某大型水电工程坝区断层岩蠕变特性,效果良好。     

基于随机有限断层法的坝址地震动参数#br# 综合评价方法

对于受多条发震构造影响的大坝场址,合理估计坝址地震动输入是实现近场地震作用下不溃坝目标的前提条件。文章主要目标是对地震地质环境复杂的场址建立适合于工程应用的地震动参数评价方法。首先对随机有限断层法模拟近场大震的适用性进行分析,结果表明该方法不仅可以描述断层破裂源,考虑地震波路径、场地衰减等因素,而且计算效率高,能够解决地震动模拟中复杂震源设置与计算效率的问题,可用于大坝场址地震动参数估计;然后基于对随机有限断层法参数的不确定性分析,建立一套能够考虑多个发震构造对坝址影响的地震动参数综合评价体系,包括设置震源、路径及场地条件参数的取值范围及水平、设计多方案(多权重)地震动模拟方案、各参数取值的权重系数计算原则与方法;最后获得能够表征不同地震危险性的参数估计方法。该文建立的方法能够考虑坝址发震构造的复杂性,给出多层次、多风险水平的评价结果,为近场大震作用下大坝抗震安全评价提供合理的地震动参数。     

土石坝试验新技术研究与应用

研制的多功能静动力大型三轴试验系统是中国首台能够测量堆石料动态体变过程的大型三轴试验设备,构建了国内外70多座重要高土石坝筑坝堆石料静动力学性质试验数据库,揭示了静动荷载作用下堆石料的颗粒破碎规律及其影响因素、强度与剪胀(缩)非线性变化规律、地震残余变形发展规律、流变规律和饱和砂砾石料地震液化规律等。创建了高土石坝离心机振动台模型试验技术与试验结果分析方法,成功应用于高面板堆石坝与心墙堆石坝地震破坏机理和抗震加固方案有效性验证,得出的高土石坝地震加速度反应和地震残余变形定性与定量分布规律、高土石坝地震破坏机理结果得到了汶川地震后紫坪铺面板堆石坝和碧口心墙坝震害资料的证实。较好解决了目前高土石坝地面振动台模型试验与原型应力水平相差过大,常规离心机振动台模型试验因模型箱尺寸和振动台功率限制无法进行与原型应力水平一致的模型试验的难题。创建了土石坝溃坝离心模型试验技术与试验结果分析方法;研发了离心机大流量水流控制系统,实现了水流在地面普通重力场和超重力场之间的平稳过渡;研发了将模型布置和模型测量两部分有机融合为一体的专用溃坝模型箱,有效解决了管道流量计在坝体溃口流量变幅大和泥石流下无法正常工作的难题,实现了土石坝溃坝全过程溃口洪水流量的测量。上述研究成果为进一步提升高土石坝灾害预测与防控水平提供了重要技术支撑。     

天津滨海重塑软黏土一维固结蠕变特性研究

软黏土蠕变产生的长期变形严重影响建筑物及地基的安全性和稳定性,故通过设置不同预压条件模拟软黏土的初始受力状态,对重塑软黏土进行一维固结蠕变试验。研究表明:不同预压条件下,重塑软黏土一维固结蠕变历时曲线的瞬时变形较大,随着加载时间的增长,土体产生缓慢的蠕变,变形量逐渐减小,最终趋于稳定;此外,软黏土一维固结蠕变等时曲线中应变随应力水平的增大而增大,曲线延伸方向逐渐向应变轴靠拢,非线性愈加明显。基于上述研究,引入时间参量t,建立了软黏土一维固结蠕变预测公式,并对公式的准确性和适用性进行验证。该公式可对软黏土地基因蠕变产生的长期变形进行预测分析,为实际工程的设计、施工提供理论指导。     

基于IDA的高面板堆石坝抗震性能评价

抗震性能分析能够有效估计结构在地震作用下的危险性,逐渐成为抗震安全性评价的重要方法,但由于结构的复杂性,该方法在面板堆石坝方面的应用还处于起步阶段。随着强震区大量高面板堆石坝的建设,这些高坝的安全性是必须要考虑的重大问题,因此对大坝进行抗震性能分析至关重要。增量动力分析(IDA)法作为一种抗震性能分析方法,能够全面、深入地分析在不同强度地震作用下结构性能的变化。将IDA法引入到高面板堆石坝安全评价领域,建立了高面板堆石坝地震破坏性能评价方法。根据场地条件选取了15条不同的强震动记录,以地震峰值加速度PGA为地震动参数,采用坝体地震震后变形、坝坡稳定性、面板防渗体安全为抗震性能评价指标,选取合适的性能参数,建议了高面板堆石坝各评价指标的破坏等级划分标准,通过大量非线性有限元计算,得到各性能参数的地震易损性曲线,分析了大坝在不同强度地震作用下发生破坏的概率,成果可为高面板堆石坝抗震性能设计和安全风险评估提供参考和依据。