不同仪器烈度算法在四川地区 历次地震中的比较应用

强震观测资料包括强震动时程记录资料和宏观震害调查资料两大类, 前者是定量的微观数据, 后者则是定性的宏观指标. 本文明晰给出了微观仪器烈度与宏观仪器烈度、 微观考察烈度与宏观考察烈度的概念, 并在此基础上提出了只有在宏观仪器烈度与宏观考察烈度之间进行比较才具有实质性的意义;同时对国内外常见的仪器烈度算法进行了比较性研究, 得出了袁一凡仪器烈度算法可靠性更高的结论;最后以四川地区历年来重要震例的强震动记录为依据, 对修正的袁一凡仪器烈度算法的可靠性进行了比较应用. 结果表明, 对袁一凡仪器烈度算法修正与扩展的应用是可行的, 同时也验证了将微观仪器烈度与宏观考察烈度直接进行比较会存在较大的差距.      

长春地震台宽频带数字地震波形频谱特性的初步分析

依据长春地震台数字测震资料,计算了不同震中距地震波形的振幅谱,并对主要震相的频率特性进行了初步分析。     

汶川地震反应谱研究

20世纪30年代M.A.Biot提出反应谱理论,至20世纪50年代G.W.Housner给出第一条抗震设计反应谱.从此,反应谱方法在世界范围内被广泛接受,这也标志着地震工程学的发展进入了反应谱理论阶段,工程界对反应谱的研究也一直持续到今天.目前,世界上多数国家均采用抗震设计反应谱作为抗震设计中确定地震动输入的主要依据.通常,归一化的抗震设计反应谱其形状由几个特征参数确定,其中最重要的是反应谱平台值和特征周期,反应谱的研究中大量的工作是如何科学地确定这两个特征参数.场地条件是影响反应谱特征参数的重要因素,但我国抗震设计规范只考虑了场地条件对反应谱特征周期的影响而没有考虑场地条件对反应谱平台值的影响,其重要原因之一是缺少有场地条件的强震记录.     

SH波斜入射下水平成层场地地震动特性研究

基于位移场理论和传递矩阵法,建立SH波斜入射下水平成层场地非线性地震反应等效线性化求解方法,研究SH波不同角度入射下场地地表峰值加速度放大系数及反应谱谱比变化规律。研究结果表明,地震波入射角度对场地地表峰值加速度影响明显,在大多数情况下,地震波斜入射下地表峰值加速度大于垂直入射;地震波斜入射下反应谱特性变化明显,入射角度对高频段反应谱的放大效应显著,且入射角度对不同类型场地的影响周期范围不同,入射角度对Ⅲ类场地周期影响范围明显宽于Ⅱ类场地。     

液化场地强震记录的频谱特征

为研究液化场地上建筑物承受地震作用的特性,本文利用11组液化场地实测记录,对液化场地的地震动特征进行了分析。结果显示,场地液化后,地表加速度幅值减小,长周期成分显著增多,记录中出现明显的 “尖刺” 。对比国内外抗震规范设计反应谱与液化场地实测加速度反应谱,分析得出:在短周期T＜0.3 s,规范设计反应谱值与实测记录反应谱基本一致;在中长周期段0.3 s＜T＜1.5 s,规范反应谱值明显低于实测记录反应谱值;在长周期段T＞1.5 s,规范设计谱较实测记录反应谱值略低。基于5种数值方法模拟的液化场地地震动结果显示:周期T＜1.0 s时,数值计算的反应谱值基本高于液化场地实测反应谱值,或与之吻合;而周期T＞1.0 s时,数值计算的反应谱值均低于液化场地实测反应谱值。      

近场地震动频谱特征周期研究

基于999条具有完整信息的欧洲及其毗邻地区的近场强震动记录,对反映地震动频谱特性的不同特征周期参数(反应谱卓越周期T。、平滑化反应谱卓越周期T_o、傅氏幅值谱平均周期T_m)进行了研究,分析了场地条件、地震震级等因素对近场水平向及竖向地震动频谱特征周期的影响,并探讨了我国现行规范中设计反应谱特征周期T_g取值的合理性问题。统计结果表明:在近场区域场地和震中距仍是影响地震动频谱特征周期的重要因素,因为近场地震动的复杂性,震级对地震动频谱特征周期的影响不是很明显;近场区域竖向与水平向地震动的频谱特征周期有明显差别,且场地越软竖向与水平向地震动频谱特征周期的比值越小;我国现行抗震规范中设计反应谱的特征周期取值偏低,可能是偏于不安全的。     

场地相关设计反应谱特征周期的统计分析

利用近年来的工程场地地震安全性评价和地震小区划工作的成果，对上述工作中得到的场地相关反应谱的特征周期取值进行统计分析，并收集现有的强震记录计算其反应谱，将上述两个结果同两个版本的抗震设计规范(GBJ11-89和GB50011-2001)中的规定进行比较。发现上述两本规范中的特征周期取值在不同程度上小于实际场地情况的统计平均值。其中，虽然GB50011-2001规范相对于GBJ11-89规范更加接近实际场地的情况，但仍然在一些情况下取值偏小。     

强震地面运动频谱特性的统计分析

本文利用国内外56次地震的147个重要地面运动加速度记录进行统计回归分析,得到反映强震地面运动加速度富氏振幅谱和伪速度反应谱与地震震级、震中距和记录场地条件的统计关系。这些记录中7级以上大震、震中距小于20公里的近场记录和基岩场地上的记录占有一定比例,统计样本各类数据的分布比较合理。采用场地等效固有周期(以下简称场地固有周期)代替常用的场地分类形式进行统计,在一定程度上克服了场地分类标准不明确的缺点。场地固有周期依据地质钻探资料计算,从而能比较准确地反映与场地特征有关的强震地面运动的频谱特征随震级、震中距和场地固有周期的变化规律,为实际工程应用和抗震理论研究提供可靠的经验公式。     

地铁车站对临近场地地震反应谱影响分析

考虑土—结构相互作用影响,分析在不同的地震波作用下不同结构形式地铁车站对临近场地地震动响应的影响规律。经过两次反演得到地铁车站所在深度的EL-Centro波,将此波形与生成的人工波分别作用于自由场地与包含地铁车站的两种地层结构,将得到的场地反应谱特性与自由场地表反应谱进行对比。由对比结果可知:在短周期部分地铁车站的存在使得地表加速度反应谱谱值变大,而在长周期部分,地表加速度反应谱谱值变化相对而言较小,即地铁车站的存在对地表加速度反应谱的长周期部分基本不影响;在不同地震波作用下,不同地铁车站结构对临近场地土反应谱的变化影响度因子曲线均呈倒"S"型,有唯一拐点;地铁车站结构的跨度与高度越大,其对周围场地土反应谱带来的影响越大。     

黄土高原地区场地设计反应谱特征周期研究

基于黄土高原强震动记录数据库,选取144个强震台站记录的1 209条强震动数据,采用单纯形算法进行反应谱标定,探究黄土高原地区场地设计反应谱特征周期与震中距、震级的变化关系。结果表明:(1)Ⅱ类场地类别下,设计反应谱特征周期与震中距的关系较为复杂,水平向特征周期整体具有随震中距增大而逐渐增加的趋势,竖向特征周期则几乎不随震中距的变化而变化(震级不大于6.5时);(2)Ⅱ类场地类别下,水平向设计反应谱的特征周期与震级(4.0＜M＜7.0)整体呈正相关的变化关系,震中距为[90,150) km时,特征周期与震级的关系可用T_g=0.054M-0.017(EW向)、T_g=0.066M-0.085(NS向)来表征;(3)与建筑抗震设计规程(DB 62/T 3055—2020)表3.2.3中的场地基本地震动加速度反应谱特征周期值相比,文章给出的黄土高原地区Ⅱ类场地设计反应谱特征周期较设计地震分组第一组、第二组的规定值小,但当震级大于6.0时,则较设计地震分组第三组的规定值大。研究结论可为黄土高原地区工程场地设计反应谱特征周期的确定提供参考。     

几种仪器烈度算法在汶川地震与芦山地震中的可靠性比较

破坏性地震发生后, 特别是在通信中断的情况下, 利用仪器烈度快速估计地震动强度(烈度)的分布情况, 可为开展最有效的地震应急救援提供决策依据. 该文介绍了现有的几种仪器烈度算法, 并利用汶川地震与芦山地震中获得的强震加速度记录对各种算法的可靠性进行了比较. 结果表明, 在这两次地震中只利用地震动峰值参数确定仪器烈度的算法可靠性较低, 而考虑反应谱特性的算法可靠性更高. 在未得到更多强震数据的检验前, 建议采用袁一凡提出的仪器烈度算法, 或利用谱烈度值确定仪器烈度的算法, 或利用加速度反应谱值确定仪器烈度的算法.     

盈江M_S5.9地震强震动谱烈度研究

2008年8月21日,云南省盈江县北部发生M_S5.9地震.架设在周边的数字强震动同定台和3个地震应急流动台获得了这次地震的记录.根据这些记求计算了各观测点的谱烈度,并与宏观烈度进行了比较,讨论了相关问题.     

汶川8.0级地震仪器烈度与宏观烈度对比分析

利用2008年汶川M8.0地震获得的强震动记录数据,根据《仪器地震烈度计算暂行规程》计算得到各台站处的仪器地震烈度值,分析仪器地震烈度与宏观地震烈度的对应关系,研究该仪器烈度计算方法的适用性。结果表明,利用该算法所得的仪器烈度值与宏观烈度完全吻合的比率为47.5%,偏差±1度以内的比率为89.1%,说明二者对应情况较为理想,仪器烈度可在一定程度上客观反映实际的震害情况;在各宏观烈度区内仪器烈度值虽然具有一定的离散性,但其均值与宏观烈度区值的偏差相对较小,均控制在±0.3度以内。另外,文中还绘制了汶川地震仪器烈度分布图,虽然与宏观烈度在整体分布上具有一定的对应关系,但受多种因素的影响,仪器烈度分布与宏观烈度分布不可能完全一致。仪器烈度与宏观烈度的概念和属性有所差异,发挥的作用也不尽相同,不应混淆和相互替代。     

地表/井下加速度反应谱比值与地脉动HVSR相关性研究

尽管地脉动水平/竖向傅里叶幅值谱比(HVSR)法尚存在基础理论欠缺,但已被广泛应用于场地条件参数估计与地震动场地效应研究中。对地脉动HVSR予以改进,建立用之估计地震动作用下地表/井下加速度反应谱比值(SBSRa)的经验方法,可使利用地脉动现场观测数据估计地震动放大系数成为可能,进而为地震动场地效应研究提供基础数据。基于日本KiK-net台网中699个台站的296 958组强震动加速度记录,利用地震P波到时之前的地脉动数据,提取出稳定的地脉动HVSR,统计其与地震动强度较小时SBSRa之间的相关性,发现二者形状相似、卓越频率相近;采用频率归一化方法获得分类型的地脉动HVSR经验修正系数,并据此提出一种利用地脉动HVSR预测地震动SBSRa的建议方法。可靠性分析结果表明,该建议方法所预测的地震动SBSRa具有工程可接受的精度,超75%台站的地震动SBSRa预测值与实测值之间的Jaccard相似系数在0.58以上,验证了利用地脉动HVSR粗略估计地震动强度较小时SBSRa的有效性。     

云南景谷MS6.6地震地震动特征分析

2014年8月3日云南省鲁甸发生MS6.5地震后,10月7日云南省内再次发生景谷MS6.6地震。对我国数字强震台网捕获的39组主震记录进行处理后,分析幅值参数、Arias强度以及持时参数的衰减特征,发现两次地震触发台站远场记录的地震动参数均显著低于预测方程,鲁甸地震的近场地震动参数略高于景谷地震;而鲁甸地震地震动参数衰减快于景谷地震,这可能与云南东部地区Q值低于西部地区的区域差异性特征相关。分析结果可以为研究该区域6.5级左右地震动衰减特征提供参考。     

芦山7.0级地震强震动记录及其震害相关性

2013年4月20日芦山地震中的强震动记录是我国自2008年汶川地震后再一次比较全面地获得的高质量的数字强震动记录.国家数字强震动台网共获得3分量自由场记录114组,成都地震烈度速报台网获得63组.文章对强震动记录进行了常规处理,统计了强震动记录随断层距的数量分布情况,绘制了空间地震动加速度等值线图.结合芦山地震震源机制解和破裂过程研究成果,选取典型记录,分析加速度、速度时程的波形、振幅等特征,识别了此次地震滑冲现象,估算了竖向最大永久位移.通过利用观测数据与国外的地震动预测公式对比,分析了不同周期反应谱地震动幅值及加速度反应谱衰减规律,阐明了此次地震的地震动在近场高频成分较卓越的特点.震后现场考察了3个典型强震动台站附近建筑物震害,分析了地震动与工程震害的相关性,地震烈度的评定反映了地震破坏的程度.     

伽师强震群地震动特点与震源机制关系的研究

1997年1至4月,新疆维吾尔自治区伽师县境内发生了7次6级以上强震群.在此期间布设了由4个临时台站组成的地面加速度观测台网,共得到6级以上强震记录57条.本文给出这次强震群的烈度分布图和震源机制,研究了这批强震记录的相关谱特性及其与震源机制的关系.此外,还研究了这些地震的地震动与宏观烈度的对应关系以及地震动随震中距的衰减曲线.     

基于实测记录分析场地因素对海底地震动特性影响

目前基于海底实测记录的分析发现海底与陆地地震动特性存在明显差异,但难以进一步确定海底地震动特性的影响因素.在以往研究的基础上对比同次地震中相邻海底台站间地震动特性的差异,并分析造成差异的原因.以日本K-NET地震台网中6个海底强震台站及其相邻不同场地条件陆地台站监测的8次强震记录为研究对象,通过分析强震记录的峰值加速度...     

基于强震监测记录的冶勒大坝动力反应特性初步分析

冶勒沥青混凝土心墙堆石坝最大坝高为124.5m,坝址区地震烈度高,地质条件复杂。大坝上布设了9台强震仪组成的强震监测台阵,自2005年12月开始投入运行至2014年12月底共获得有效记录57次,其中包括汶川地震、攀枝花地震和芦山地震记录。对典型强震记录进行时域分析和频谱分析,初步总结了冶勒大坝的动力反应特性。研究结果表明,大坝坝顶部位的动力反应主要以放大为主,并且随着底部PGA的减小,坝体放大倍数明显增大;由于地震动本身震源特性、传播途径的差异,大坝在不同地震中动力反应的频谱特性明显不同,但多次记录均显示土石坝体有较为明显的滤波作用。