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区域土壤地震液化预测简化方法

地球物理学报 2020年第5期63卷 2084-2095页

作者：李程程李兆焱袁晓铭中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080

利用可大范围获取的空间参数给出区域土壤液化的评估方法,可预估震前各地区土壤液化可能性,可快速评估震后震区土壤液化情况,对预防减轻地震灾害以及地震快速响应救援都具有重要意义的.本文以我国1976唐山大地震液化调查资料为背景,提... 详细信息

利用可大范围获取的空间参数给出区域土壤液化的评估方法,可预估震前各地区土壤液化可能性,可快速评估震后震区土壤液化情况,对预防减轻地震灾害以及地震快速响应救援都具有重要意义的.本文以我国1976唐山大地震液化调查资料为背景,提出了区域土壤液化预测的四参数简化评估方法,并用2011年新西兰基督城地震进行了检验.选取场地平均剪切波速V s30、复合地形指数CTI、场地到河流的距离DR以及地面峰值加速度PGA,分别代表土壤密实程度、饱水状态、地质年代和遭遇的地震作用大小,并基于我国唐山地震液化区域调查资料生成的样本,运用经典二元Logistic回归方法,建立了区域土壤液化预测模型和评估公式,回归检验结果良好,整体回判成功率为77%,非液化和液化区域成功率分别为73%和78%.将公式应用于评估2011年新西兰基督城地震液化情况,区域液化和非液化成功率分别为82%和88%,总体成功率为84%.以上结果表明本文模型可靠,方法正确,可用于区域土壤液化震前预估以及土壤液化震后快速评估.

关键词：液化预测简化方法区划震后快速评估

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液化判别临界曲线的变化模式与一般规律

岩土力学 2019年第9期40卷 3603-3609,3617页

作者：李兆焱袁晓铭孙锐中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室

液化临界值与砂层深度的关系是液化判别方法的基本表征,但对比分析表明,现有液化判别方法的临界曲线有不同的表现模式,甚至定性相反。以Seed-Idriss模型为基础,推导出了砂层埋深对液化势影响的理论解答,提出了砂层埋深与液化临界值的普... 详细信息

液化临界值与砂层深度的关系是液化判别方法的基本表征,但对比分析表明,现有液化判别方法的临界曲线有不同的表现模式,甚至定性相反。以Seed-Idriss模型为基础,推导出了砂层埋深对液化势影响的理论解答,提出了砂层埋深与液化临界值的普遍关系,得到了液化判别临界曲线的变化模式和一般规律。结果表明:一般而言,随砂层深度增加,水平地震剪应力和土体抗液化强度同时增大,但前者增大速率大于后者,液化势及液化临界值与砂层深度呈正相关关系;液化临界值与砂层深度呈非线性递增关系,浅埋处饱和砂层液化势递增较为剧烈,深埋处趋于平缓;我国规范CPT液化判别公式的液化临界值与砂层深度呈递减关系,存在定性错误,需要纠正;现有一些液化判别公式中,液化临界值与砂层深度呈线性递增关系,定性正确但模型需要改进。所得结果可为液化判别方法正确发展提供理论基础和借鉴。

关键词：液化临界曲线砂层深度液化判别公式静力触探测试标准贯入测试

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2023年土耳其7.8级地震灾害特征

世界地震工程 2023年第3期39卷 45-55页

作者：张升李兆焱张思宇袁晓铭中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 河北省地震灾害防御与风险评价重点实验室河北三河065201

北京时间2023年2月6日9时17分土耳其发生7.8级地震,震中位于北纬37.17°,东经37.08°,震源深度20 km,约9小时后,同一地区又发生了一次7.5级地震,土耳其出现了极为罕见的“双震”,土耳其和叙利亚两国共计至少53565人死亡、129794人受伤... 详细信息

北京时间2023年2月6日9时17分土耳其发生7.8级地震,震中位于北纬37.17°,东经37.08°,震源深度20 km,约9小时后,同一地区又发生了一次7.5级地震,土耳其出现了极为罕见的“双震”,土耳其和叙利亚两国共计至少53565人死亡、129794人受伤。此次地震震级高并且强度大,震害极为严重,具体表现为:大量房屋倾倒或受损严重,建筑物的结构破坏为主要形式,内部的水管泄漏和柜体倾覆;建筑外部非结构破坏以填充墙、楼体贴面、装饰和玻璃等构件的破坏为主;生命线系统破坏中桥梁损坏数量较大但程度较为轻微,主要破坏形式为桥台变形、支座失效及桥墩损坏等;公路破坏形式为路面隆起、龟裂和扭曲,多个地区产生了严重的拥堵现象;铁路系统受到了严重破坏,主要破坏形式为轨道发生严重弯曲和断裂;场地效应主要表现形式为土壤液化、山体滑坡和地面变形等,其中土壤液化现象较为广泛,且存在土壤液化导致附近的建筑物地基失效、房屋倾倒和生命线毁坏等破坏现象。震害调查表明:此次地震灾害分布集中在近震中地区,震害主要体现在建筑物、工程场地和生命线系统等方面。地震后土耳其根据欧洲ESRM20模型给出了明显过低的人口伤亡评估结果;美国地质调查局(USGS)第一时间给出了人员伤亡和经济损失等过于保守的灾害预测,不利于震害评估和灾害救援。需要完善和发展更加合理的地震灾害预测方法,震害资料不断累积后,2023年2月19日美国地质调查局给出了趋于准确的预测的结果,为了更合理的进行地震应急救援和灾后快速重建评估工作,需要发展新的灾害预测评估方法。

关键词：土耳其7.8级地震建筑物破坏生命线破坏场地破坏震害预测方法

2016年台湾高雄地震场地效应及砂土液化破坏概述

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地震工程与工程振动 2016年第3期36卷 1-7页

作者：李兆焱袁晓铭中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

2016年2月6日高雄发生了里氏6.7级地震,造成了基础设施和房屋建筑重大损失,本文对现有成果进行了初步分析和总结。结果表明:虽然地震发生在高雄市,但台南地区震害严重,其主要原因是场地效应和砂土液化的影响;台南地区所处的嘉南平原土... 详细信息

2016年2月6日高雄发生了里氏6.7级地震,造成了基础设施和房屋建筑重大损失,本文对现有成果进行了初步分析和总结。结果表明:虽然地震发生在高雄市,但台南地区震害严重,其主要原因是场地效应和砂土液化的影响;台南地区所处的嘉南平原土层偏软、偏厚,地震后场址放大效应影响显著,增加了震度等级;嘉南平原是台湾最大的冲积平原,此次地震液化区域就集中在这一地区;液化不仅会造成显著震陷引起房屋破坏,而且可能引起长周期地震波放大效应加重结构振动破坏;此次地震震出了全台湾土壤液化危机,台湾地区不得不紧急出台液化潜势区划图,这对我国大陆地区液化区划技术的发展和应用是一个很好的警示。台南地区晃动时间由高雄震中1.74 s显著变长到8.16 s,专家分析认为是由于软土场地和土壤液化共同作用导致的,其具体现象和机理值得深入研究。

关键词： 2016高雄地震场地效应砂土液化液化区划

不同地区数据下CPT液化判别公式的差异性与互用可行性研究

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土木工程学报 2022年第S1期55卷 241-249页

作者：邱香袁晓铭李鑫洋汪云龙李兆焱张思宇中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

理论上液化判别公式应具有区域性,但以往对此尚少研究,导致液化判别方法研究和应用上出现了矛盾与混乱。本文采用经典的Logistic回归理论,利用四个不同地区CPT液化数据得到各自地区的液化判别公式,解析了四个公式的差异性与互用可行性... 详细信息

理论上液化判别公式应具有区域性,但以往对此尚少研究,导致液化判别方法研究和应用上出现了矛盾与混乱。本文采用经典的Logistic回归理论,利用四个不同地区CPT液化数据得到各自地区的液化判别公式,解析了四个公式的差异性与互用可行性。研究表明:采用四个地区数据库构建的判别公式均具有可靠性,可以用于各自地区的液化判别;四个地区的判别公式,模型形式相同但参数大多存在较大差别;四个地区构成的6对数据库中,t检验下有3对表现为有极其显著差异,占50%,有2对表现为有很显著差异,占33%,仅有1对无显著差异;用一个地区公式预测其他地区的液化,预测结果易偏于保守或危险,且程度大多为严重或极其严重,需十分谨慎。本文首次利用实测数据明确证明了液化判别公式具有区域性的理论猜测,并给出了定量评价结果,对场地液化震害风险预测与防御技术的研究发展和工程应用具有重要意义。

关键词：液化判别公式区域性差异性互用性 CPT

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海底盾构隧道结构端部效应及抗减震措施研究

振动与冲击 2022年第16期41卷 33-42页

作者：赵凯卢艺静王彦臻李兆焱陈国兴中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 南京工业大学岩土工程研究所南京210009

海底盾构隧道-竖井连接部位的刚度突变会使隧道结构受到差异位移的作用,形成复杂的空间效应,即隧道结构的端部效应。考虑海床土体的动力非线性特性、盾构隧道管环间纵向螺栓连接以及盾构隧道-竖井柔性接头等因素,建立了苏埃海底隧道工... 详细信息

海底盾构隧道-竖井连接部位的刚度突变会使隧道结构受到差异位移的作用,形成复杂的空间效应,即隧道结构的端部效应。考虑海床土体的动力非线性特性、盾构隧道管环间纵向螺栓连接以及盾构隧道-竖井柔性接头等因素,建立了苏埃海底隧道工程盾构隧道-竖井连接区段三维精细化有限元模型,研究了海底盾构隧道结构端部效应及抗减震措施。结果表明,在地震作用下,盾构隧道-竖井节点环缝张开量约为常规隧道段的2~5倍,端部效应影响范围约为1.5D(D为隧道直径),隧道结构端部效应随地震动强度的增大而呈非线性增大趋势,低频发育的Darfield波作用比中高频发育的Iwate波作用时引起更大的环缝张开量。盾构隧道端部效应影响范围与盾构隧道-竖井节点自身结构特性相关,受地震波类型及幅值影响较小。增加盾构隧道-竖井节点环缝连接螺栓数量可以有效降低盾构隧道端部环缝张开量,却加剧竖井端墙和盾构隧道结构的地震损伤。增设盾构隧道-竖井柔性连接可将地震波传播引起的结构变形诱导至预设的柔性接头上,减轻盾构隧道端部地震损伤的同时牺牲的是柔性接头处抗震安全性,柔性接头设计能满足预期的地震变形要求。

关键词：海底盾构隧道隧道-竖井节点端部效应抗减震措施地震响应

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中等强度地震下季冻区场地响应

岩土工程学报 2013年第S1期35卷 406-411页

作者：陈卓识李兆焱孙锐中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

《建筑抗震设计规范》(GB50 011—2010)将工程场地分为四类。目前的抗震设计工作还缺乏针对每类场地的季冻区反应谱分析。设计时只对夏季反应谱进行了计算,缺乏对冬季含冻土场地的数据验算。冻土场地地表响应计算参数多为定性分析,大部... 详细信息

《建筑抗震设计规范》(GB50 011—2010)将工程场地分为四类。目前的抗震设计工作还缺乏针对每类场地的季冻区反应谱分析。设计时只对夏季反应谱进行了计算,缺乏对冬季含冻土场地的数据验算。冻土场地地表响应计算参数多为定性分析,大部分缺乏工程实测数据,同时计算采用的模型缺乏通用性。针对不同类别的场地与不同冻土深度和多种剪切波速组合的工况进行计算,得到了季冻区场地在中等强度地震下的地表反应谱。笔者认为:在一、二类场地中的场地较薄、波速较高的情况下,冬季发生冰冻的反应谱峰值要明显大于夏季未冰冻的反应谱峰值,需要对含冻土的反应谱进行单独计算。三、四类场地中,冬季和夏季反应谱重合,不需要进行单独计算。

关键词：季节性冻土反应谱场地响应

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基于多元自回归样条的液化侧移灾害评估模型

地震工程学报 2019年第5期41卷 1355-1360页

作者：李程程李兆焱袁晓铭中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室

为了将液化侧移计算方法本土化,本文基于Youd等人收集的液化侧移数据库,采用擅长处理复杂参数维度问题的多元自适应样条回归法(MARS)建立液化侧移计算模型。经验证,该方法建立的模型精度和可靠性都可以通过检验。本文主要内容包括:(1)... 详细信息

为了将液化侧移计算方法本土化,本文基于Youd等人收集的液化侧移数据库,采用擅长处理复杂参数维度问题的多元自适应样条回归法(MARS)建立液化侧移计算模型。经验证,该方法建立的模型精度和可靠性都可以通过检验。本文主要内容包括:(1)在本土化过程中,本文选取峰值加速度PGA作为地震动参数,替代现有模型中的M和R,计算结果并未影响液化侧移计算精度;(2)在MARS方法进行建模过程中,对临空和缓坡两种情况的影响因素进行重要性程度计算和筛选;(3)建立两种情况下的液化侧移计算模型,并用F检验法和t检验以及新西兰2010—2011年系列地震中液化侧移数据进行检验,证明本文方法的合理性和可靠性。本文的结果能满足我国相关规范、工程师以及岩土地震工程防灾减灾等方面的需求,还可为地震液化侧移灾害小区划提供理论基础。

关键词：液化侧移多元样条自回归模型影响参数可靠性检验

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适用于新疆巴楚地区的CPT液化判别新方法

岩土工程学报 2013年第S1期35卷 140-145页

作者：李兆焱王永志袁晓铭地震工程与工程振动重点实验室中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

以2003年新疆巴楚—伽师地区Ms6.8级地震大规模砂土液化为背景,通过对地震液化场地的详细勘察,获取了39个场地的静力触探勘察数据,根据现有国内外静力触探液化判别方法均不适合于新疆巴楚地区的情况,依据实测数据建立了含锥尖阻力基准... 详细信息

以2003年新疆巴楚—伽师地区Ms6.8级地震大规模砂土液化为背景,通过对地震液化场地的详细勘察,获取了39个场地的静力触探勘察数据,根据现有国内外静力触探液化判别方法均不适合于新疆巴楚地区的情况,依据实测数据建立了含锥尖阻力基准值、地下水位、砂层埋深、地震烈度等常规参数的液化判别新公式。建立的液化判别方法分为初判和复判两部分,初判条件以特征深度表示;复判公式对液化场地和非液化场地的回判别成功率均在95%左右,可靠度较高。提出的公式形式与中国工程上最常用的液化判别公式一致,可为新疆地区液化判别及相关地区性规范制订提供技术支持。

关键词：新疆地区静力触探测试砂土液化判别方法