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设定地震作用下三峡库区黄土坡滑坡稳定性分析

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设定地震作用下三峡库区黄土坡滑坡稳定性分析

作者：孟庆筱中国地震局地震研究所

学位级别：硕士

地震作用下边坡的稳定性问题是当前岩土工程学研究的热点问题。位于湖北省巴东县的黄土坡滑坡是长江三峡库区的大型滑坡之一,是三峡库区重大地质灾害体。面对三峡库区存在构造地震与水库诱发地震双重危险性，本文采用设定地震方法对黄... 详细信息

地震作用下边坡的稳定性问题是当前岩土工程学研究的热点问题。位于湖北省巴东县的黄土坡滑坡是长江三峡库区的大型滑坡之一,是三峡库区重大地质灾害体。面对三峡库区存在构造地震与水库诱发地震双重危险性，本文采用设定地震方法对黄土坡滑坡的稳定性进行了分析和研究。在研究过程中，本文主要做了以下几个方面的工作： (1)阐述了黄土坡滑坡区的地质环境条件和滑坡体的基本特征，黄土坡滑坡是一个在特定环境地质条件下由临江崩滑堆积体、变电站滑坡、园艺场滑坡及近期发生的小滑坡多期次崩滑形成的复合变形体。 (2)在全面分析国内外设定地震研究发展现状的基础上，提出研究区内构造地震及水库诱发地震的设定方法。 (3)采用二维数值模拟对自然状态下及设定地震作用下的黄土坡滑坡抗滑稳定性进行了时程分析，使用MATLAB对计算结果进行后处理，得到安全系数时程。 (4)对比分析构造地震及水库诱发地震作用下黄土坡滑坡安全系数时程，使用设定地震方法对库区地震进行危险性评估。本文主要创新点: (1)对三峡库首区已发生水库诱发地震地震目录进行研究,提出三峡库首区水库诱发地震的设定方法。 (2)对黄土坡滑坡设定地震作用下安全系数时程进行细致区分,对比分析构造地震与水库诱发地震导致黄土坡滑坡失稳的危险性。本文通过上述探索性研究，得到如下初步结论：设定地震类型对于滑坡安全系数影响明显，设定地震震中位置对于黄土坡滑坡稳定性具有重要影响。构造地震方面，研究区内主要活动断裂附近均存在致使黄土坡滑坡失稳的地震危险性;水库诱发地震方面，高桥、周家山—牛口断裂附近存在致使黄土坡滑坡失稳的地震危险性。

关键词：设定地震水库地震安全系数黄土坡滑坡三峡库区

基于二维有限单元法的芦山M7.0地震近场强地面运动模拟

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大地测量与地球动力学 2019年第2期39卷 131-136页

作者：孟庆筱吕健景鹏旭中国地震局第一监测中心天津市耐火路7号300180 中国地震局地球物理研究所北京市民族大学南路5号100081 中国地震局地震研究所武汉市洪山侧路40号430071 中国地震应急搜救中心北京市玉泉西街1号100049

基于2013年芦山M7.0地震近场区域深反射剖面和P波、S波层析成像资料,使用接触单元模拟断层非线性破裂过程,利用二维有限元法模拟芦山地震强地面运动。在信度检验的基础上研究震源应力降和粘聚力参数对于水平向基岩地震动参数的影响。研... 详细信息

基于2013年芦山M7.0地震近场区域深反射剖面和P波、S波层析成像资料,使用接触单元模拟断层非线性破裂过程,利用二维有限元法模拟芦山地震强地面运动。在信度检验的基础上研究震源应力降和粘聚力参数对于水平向基岩地震动参数的影响。研究发现,芦山地震上盘场址处水平地震动峰值加速度明显大于下盘场址处结果,且衰减速度更慢,呈现上下盘效应特征;应力降和粘聚力对地表水平向基岩地震动均具较为明显的正向影响作用,其中应力降对0.05～1.00s短周期成分作用明显,粘聚力则对1.00～6.00s中长周期成分具有显著影响。

关键词：有限元近场强地面运动芦山地震上下盘效应震源参数

GPS约束下九寨沟地区断裂带现今运动速率的非连续接触模拟研究

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地震研究 2018年第3期41卷 390-397页

作者：孟庆筱党学会中国地震局第一监测中心天津300180 中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局地震研究所湖北武汉430071

以中国地壳运动观测网络2009—2013年GPS观测数据为边界条件,使用非连续接触有限元技术构建九寨沟地区二维有限元模型,在不确定性分析的基础之上,计算区内主要断裂带现今运动速率。研究结果表明:在巴颜喀拉块体整体近于NE向的推挤过程中... 详细信息

以中国地壳运动观测网络2009—2013年GPS观测数据为边界条件,使用非连续接触有限元技术构建九寨沟地区二维有限元模型,在不确定性分析的基础之上,计算区内主要断裂带现今运动速率。研究结果表明:在巴颜喀拉块体整体近于NE向的推挤过程中,九寨沟地区的塔藏断裂、虎牙断裂、树正断裂均呈现为较高的左旋走滑兼具挤压的现今运动特征;岷江断裂、龙日坝断裂和龙门山断裂则呈现为右旋走滑兼有挤压的运动特性。结合区域主应变率计算结果,发现九寨沟地区仍然具有较高的应变积累背景。树正断裂作为2017年8月8日九寨沟M7.0地震的发震断层,其现今左旋滑动速率为3.0 mm/a,与东昆仑断裂带玛沁—玛曲段附近的左旋走滑速率4.1mm/a基本匹配,说明该断裂可能是东昆仑断裂带东端分支断裂之一,而东昆仑断裂与虎牙断裂之间的历史地震空区可能已被九寨沟地震事件贯通。

关键词：九寨沟地震 GPS 有限元接触单元树正断裂

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巴东黄土坡滑坡稳定性分析

大地测量与地球动力学 2012年第6期32卷 65-70页

作者：孟庆筱姚运生胡国新冯光钰中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室) 武汉430071 中国地震局第一监测中心天津300180 中国地震局地壳应力研究所武汉科技创新基地武汉430071

提出采用设定地震方法对三峡库区地震进行了危险性评估,其条件为水库诱发地震与构造地震同时存在。研究结果表明:设定地震类型对于滑坡安全系数各类特征值影响明显,设定地震位置对于黄土坡滑坡稳定性具有重要影响。

关键词：设定地震水库地震安全系数黄土坡滑坡三峡库区

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水库诱发地震作用下三峡库区基岩地震动模拟

大地测量与地球动力学 2015年第1期35卷 150-153页

作者：游姗孟庆筱景鹏旭武昌工学院武汉市白沙洲大道110号430065 中国地震局第一监测中心天津市河东区耐火路7号300180 中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室) 武汉市洪山侧路40号430071 中国地震局地壳应力研究所武汉科技创新基地武汉市洪山侧路40号430071

使用接触单元建立三峡库首区断裂展布有限元模型,使用确定性的设定地震方法,为时程分析提供合理的水库地震动输入。二维有限元水平基岩地震动模拟结果表明,九畹溪断裂发生M5.5级构造型水库地震时,三峡大坝场址水平向基岩PGA为175Gal;而... 详细信息

使用接触单元建立三峡库首区断裂展布有限元模型,使用确定性的设定地震方法,为时程分析提供合理的水库地震动输入。二维有限元水平基岩地震动模拟结果表明,九畹溪断裂发生M5.5级构造型水库地震时,三峡大坝场址水平向基岩PGA为175Gal;而高桥断裂发生M5.5级地震时,巴东县城场址水平向基岩PGA为303Gal。断裂带两侧PGA出现明显的不连续特征,场址基岩地震动参数的计算有必要考虑该影响。

关键词：水库诱发地震三峡库区基岩地震动接触算法

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唐山断裂带三维构造应力场的数值模拟

大地测量与地球动力学 2014年第1期34卷 38-42页

作者：孟庆筱王太松吕健董彦知郭宝震中国地震局第一监测中心天津300180 中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室) 武汉430071 中国地震局地壳应力研究所武汉科技创新基地武汉430071

基于跨唐山断裂带两条深地震物探剖面,建立精细的唐山断裂带三维构造应力场有限元模型,利用GPS及地应力观测结果进行约束;与区域M≥5.0地震震源机制解比对,以检验有限元模拟结果可靠性。对唐山断裂带等效应力场及XY平面剪切应力场的分... 详细信息

基于跨唐山断裂带两条深地震物探剖面,建立精细的唐山断裂带三维构造应力场有限元模型,利用GPS及地应力观测结果进行约束;与区域M≥5.0地震震源机制解比对,以检验有限元模拟结果可靠性。对唐山断裂带等效应力场及XY平面剪切应力场的分析认为,唐山断裂带的深部断裂存在孕育较强地震的可能性,唐山断裂带北东段可能继续破裂。

关键词：唐山断裂带三维构造应力场震源机制解数值模拟地震

GPS约束下陇西地区断裂带现今滑动速率的非连续接触模拟研究

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大地测量与地球动力学 2018年第12期38卷 1227-1231页

作者：孟庆筱景鹏旭何申海党学会中国地震局第一监测中心天津市耐火路7号300180 中国地震局地球物理研究所北京市民族大学南路5号100081 中国地震局地震研究所武汉市洪山侧路40号430071 中国地震应急搜救中心北京市玉泉西街1号100049 广州市南沙区基本建设办公室广州市环市大道中15号511458

以中国地壳运动观测网络1999、2001、2004和2007年4期GPS观测数据为边界条件,使用非连续接触有限元技术构建陇西块体二维有限元模型,在摩擦系数不确定性分析基础上,计算区内主要断裂带滑动速率。结果表明,现今地壳形变运动状态下陇西块... 详细信息

以中国地壳运动观测网络1999、2001、2004和2007年4期GPS观测数据为边界条件,使用非连续接触有限元技术构建陇西块体二维有限元模型,在摩擦系数不确定性分析基础上,计算区内主要断裂带滑动速率。结果表明,现今地壳形变运动状态下陇西块体的北东向运动在海原断裂附近受到鄂尔多斯块体、阿拉善块体阻碍,陇西块体周缘的海原断裂带、老虎山断裂、西秦岭北缘断裂呈现左旋走滑特征,滑动速率为3.5mm/a、2.2mm/a和1.9mm/a,说明在青藏高原推挤作用下以上关键部位正在进行快速的构造应变积累。

关键词：陇西块体 GPS有限元接触单元海原断裂带

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天津地区覆盖层土动力学参数统计分析

地震工程学报 2015年第1期37卷 48-54页

作者：夏峰宋成科孟庆筱郭保正中国地震局第一监测中心天津300180

收集天津地区近年来有代表性的具有完整土动力学参数作为实验数据的地震安全性评价报告66份,用两种统计方法按不同深度统计分析粉质黏土、黏土、粉土、砂土、淤泥质土等的实测土动力学参数,给出动剪切模量比和阻尼比平均值。选取2个典... 详细信息

收集天津地区近年来有代表性的具有完整土动力学参数作为实验数据的地震安全性评价报告66份,用两种统计方法按不同深度统计分析粉质黏土、黏土、粉土、砂土、淤泥质土等的实测土动力学参数,给出动剪切模量比和阻尼比平均值。选取2个典型工程场地,构建土层分析模型,进行土层地震反应分析计算。结果表明,本文得到的统计2值在天津地区具有一定的代表性和适用性,与实测值结果更为接近。对于获得原状土样困难的场地,特别是对于较薄的夹层土,可参照统计2结果进行分析计算。

关键词：天津地区土动力学参数土层地震反应统计分析地表反应

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Ⅳ类场地某医院隔震结构抗震设防参数确定

地震研究 2015年第4期38卷 643-651,698页

作者：夏峰宋成科孟庆筱管见中国地震局第一监测中心天津300180

针对隔震技术在Ⅳ类场地应用抗震设防参数不明确问题,以天津塘沽某医院工程场地抗震设防参数确定为例,在充分考虑了工程场地的地震环境和地质条件的基础上进行土层反应分析,给出了场地相关反应谱,按当前的法律法规标定场地相关反应谱给... 详细信息

针对隔震技术在Ⅳ类场地应用抗震设防参数不明确问题,以天津塘沽某医院工程场地抗震设防参数确定为例,在充分考虑了工程场地的地震环境和地质条件的基础上进行土层反应分析,给出了场地相关反应谱,按当前的法律法规标定场地相关反应谱给出了场地设计谱,再以场地设计谱为目标谱拟合给出了地表设计地震动时程(包括人造地震动时程和调整后天然时程),满足了隔震结构抗震设计对抗震设防要求,有利于隔震技术在Ⅳ类场地建筑结构中的应用推广。

关键词：隔震结构设计反应谱地震动时程抗震设防参数 IV类场地