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石碑塬饱和黄土地震液化机制探讨

岩石力学与工程学报 2014年第A2期33卷 4168-4173页

作者：王谦王峻王兰民王平钟秀梅中国地震局黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000

通过对石碑塬黄土进行室内动三轴液化试验,研究不同动荷载水平下不同层位黄土的动应变和孔隙水压力发展特征,分析海原地震中石碑塬黄土地震液化的机制,并根据黄土所具有的特殊性质,探讨饱和黄土液化的判别标准。结果表明:饱和黄土液化... 详细信息

通过对石碑塬黄土进行室内动三轴液化试验,研究不同动荷载水平下不同层位黄土的动应变和孔隙水压力发展特征,分析海原地震中石碑塬黄土地震液化的机制,并根据黄土所具有的特殊性质,探讨饱和黄土液化的判别标准。结果表明:饱和黄土液化时孔隙水压力发展受动荷载、颗粒组成和塑性指数等多因素的影响,相对于动残余应变的发展具有滞后性,因此往往达不到有效围压;而动残余应变的发展特征主要受初始孔隙比的影响,且当其超过3%后急剧增大,因此可选取该应变作为饱和黄土液化破坏的判别标准。

关键词：土力学饱和黄土液化动应变孔隙水压力判别标准

Characteristics and application test of long period microtremor in China

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Characteristics and application test of long period microtre...

2014年中国地球科学联合学术年会——国际专题（2）Microseismic Monitoring and Inversion

作者： Shaokong Feng Ailan Che lanmin wang Zhijian Wu Hiroaki Yamanaka Shanghai Jiaotong Univ. Lanzhou Institute of Seismology China Earthquake Administration Tokyo Institute of Technology

As a simple, quick and inexpensive method for site characterization and deep geological survey, array microtremor survey as well as H/V observation is expected to play important roles in China’s earthquake disaster prevention program, especially in the vast, economically delayed inland area. We started a co-study program on the characteristics and applications of long period microtremor in China continent from 2008. We have made microtremor observations from the coast cities like Shanghai and Tianjin through Beijing, Xi’an, to the far inland cities Lanzhou and Tianshui over the continent using long period seismometers. We also carried out some field test of applications for structure survey. The observation shows that the level of power spectrum of long period microtremor in the coast area is the same as in Japan. From the coast to the inland area, the level reduced rapidly, but even in Tianshui, which is over 1500 kilometers from the coast, with careful observation, it is still possible to use for geological survey.

关键词： Long period microtremor Array microtremor H/V observation Power spectrum Site characterization Earthquake engineering

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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不同设防水准下场地液化震害风险差异性研究

岩石力学与工程学报 2023年第1期42卷 246-260页

作者：袁近远王兰民汪云龙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 黑龙江科技大学黑龙江哈尔滨150027 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000

设防水准是决定液化灾害防御效果的重要因素,但目前不同设防水准下场地液化震害风险差异性认识尚少,以至于我国建(构)筑、公路、铁路、水运、电力等工程领域的抗震规范迄今仍采用基本(中震)地震动作为场地液化震害的设防指标。建立简化... 详细信息

设防水准是决定液化灾害防御效果的重要因素,但目前不同设防水准下场地液化震害风险差异性认识尚少,以至于我国建(构)筑、公路、铁路、水运、电力等工程领域的抗震规范迄今仍采用基本(中震)地震动作为场地液化震害的设防指标。建立简化模型,以较为成熟和工程上能够接受的场地液化分析方法为基础,推导出基本(中震)地震动、罕遇(大震)地震动和极罕遇(巨震)地震动下场地液化震害风险计算公式,讨论3种设防水准下场地液化震害风险的差异性,并通过2021年我国青海玛多7.4级地震中液化震害现象的对比分析,论证了对场地液化进行大震设防的必要性。研究表明:3种不同设防水准下场地液化震害风险变化显著,随地震动作用水平增大,震害风险明显增强;就我国分布广泛的七度区和八度区内的工程场地来说,以最不利为原则,对于中震作用下接近液化、轻微液化和中等液化的场地,当考虑大震和巨震地震动作用时,场地的液化指数及其概率水平都有大幅提升,液化等级至少提高一级,大部分会提升两级,部分提高三级,发生概率则提高20%~30%,且达到高和极高风险水平;2021年玛多7.4级地震中,液化设防的地震动水平、实际遭受的地震动强度、场地液化部位和程度以及桥梁破坏部位和程度这四者之间存在良好对应关系,表明了该理论推导的正确性和液化大震设防的必要性。从“大震不倒”和抗震韧性设防目标的一致性出发,我国相关工程抗震设计规范中场地液化设防地震动不仅要采用基本峰值加速度,而且应将大震峰值加速度作为场地液化变形控制的设防值。

关键词：土力学地震动水平液化震害风险玛多7.4级地震基本地震动设防液化大震设防

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地震作用下黄土边坡动态滑动位移研究

地震工程学报 2022年第5期44卷 1067-1073页

作者：尹小军王兰民嘉应学院土木工程学院广东梅州514015 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000

提出在地震作用下黄土边坡滑动的新模型,该模型由一个四边形块体和一个扇形块体构成。根据牛顿第二定律,分析该边坡在地震作用下两滑动块体的受力状态,推导任一时刻滑动块体的加速度。从而给出该边坡模型的临界地震加速度系数表达式并... 详细信息

提出在地震作用下黄土边坡滑动的新模型,该模型由一个四边形块体和一个扇形块体构成。根据牛顿第二定律,分析该边坡在地震作用下两滑动块体的受力状态,推导任一时刻滑动块体的加速度。从而给出该边坡模型的临界地震加速度系数表达式并计算不同参数下,临界地震加速度系数的值。对已推导边坡块体加速度积分,解得任一时刻滑动块体的位移表达式,计算此时滑动块体的位移特解,并根据给定的三种实例,计算不同参数下滑动块体的位移。结果表明:块体交界面的倾角对临界地震加速度系数和块体滑动位移有显著的影响,当块体交界面倾角为正时,滑体越大,则临界地震加速度系数越小;当块体交界面的倾角为负时,滑体越小,则临界地震加速度系数越小;当块体交界面的倾角相等、持时相同时,滑块越大,位移越小。研究结果可为相关边坡的抗震设计及地震滑坡位移计算提供新的参考。

关键词：临界地震加速度系数黄土边坡滑动位移地震作用

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周期温度边界条件下一维融化固结特性研究

冰川冻土 2014年第4期36卷 895-901页

作者：王文丽王兰民王谦兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000

在周期温度边界条件下,冻土呈现出与常温边界不同的融化固结特性.基于融化固结理论提出了一种适用于周期温度边界条件下融化固结计算的数值模拟方法,并通过试验验证了该方法的有效性.通过对比分析试验及数值结果表明,提出的数值方法能... 详细信息

在周期温度边界条件下,冻土呈现出与常温边界不同的融化固结特性.基于融化固结理论提出了一种适用于周期温度边界条件下融化固结计算的数值模拟方法,并通过试验验证了该方法的有效性.通过对比分析试验及数值结果表明,提出的数值方法能够很好地描述周期温度边界条件下冻土的融化固结特性.同时,融化深度和变形均随时间呈现出阶梯型的变化趋势.这是周期温度边界下土体融化固结行为最显著的特点.随着冻融次数的增加,融化深度和变形均趋近于常温边界条件下的结果,这表明若干个冻融循环后周期温度边界对融化固结行为的影响将逐渐消失.

关键词：周期温度边界融化固结行为数值方法

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原状黄土遇水及饱和后软化特征研究

水文地质工程地质 2016年第3期43卷 148-152页

作者：董林王兰民夏坤王峻中国地震局(甘肃省)黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

黄土由于特殊的结构性导致其水敏性,以往相关研究多采用室内试验的方法。文章以动三轴弯曲元试验系统对原状黄土和饱和黄土在各级围压下的剪切波速与轴向变形进行了测试,并对兰州市西固区某饱和黄土场地进行了现场钻孔及原位试验。室内... 详细信息

黄土由于特殊的结构性导致其水敏性,以往相关研究多采用室内试验的方法。文章以动三轴弯曲元试验系统对原状黄土和饱和黄土在各级围压下的剪切波速与轴向变形进行了测试,并对兰州市西固区某饱和黄土场地进行了现场钻孔及原位试验。室内及现场试验结果表明,黄土遇水模量软化,饱和黄土更具有触变性。进一步对比饱和粉土与砂土的剪切波速与标贯击数统计关系,发现饱和粉土由于触变性导致标贯击数较小,而剪切波速为小应变无损测试,最终表现为剪切波速相同的饱和粉土与砂土,粉土标贯击数显著小于砂土。

关键词：黄土水敏性触变性剪切波速标贯击数

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黄土液化微细观特性试验研究

地震工程学报 2018年第4期40卷 752-758页

作者：安亮邓津王兰民中国地震局兰州地震研究所黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 中国地震局兰州地震研究所中国地震局地震预测研究所兰州创新基地甘肃兰州730000 甘肃省岩土防灾工程技术研究中心甘肃兰州730000

黄土液化演化过程的微观机理分析是液化防御的科学问题之一。通过微细观及动力学试验探索黄土液化的本质和影响因素。首先用CT细观扫描实验探索黄土渗透液化的细观变化,研究表明土体液面上升的根本原因是弱碱性盐类胶结物的吸水作用导... 详细信息

黄土液化演化过程的微观机理分析是液化防御的科学问题之一。通过微细观及动力学试验探索黄土液化的本质和影响因素。首先用CT细观扫描实验探索黄土渗透液化的细观变化,研究表明土体液面上升的根本原因是弱碱性盐类胶结物的吸水作用导致土样含水面整体上升;试样达到高饱和度,大孔隙周围颗粒间胶结物质破坏后有效应力为零,土层液化。粉土的孔隙尺寸和特殊的胶结物质导致高饱和度。土样微观结构的差异也会影响土的液面上升和破坏强度。针对低黏性粉土、粉质砂土及粉质黏土的三类黄土液化实验分析表明,低黏性粉土动荷加载时间更短,更易于液化,即低粘性粉土液化最为严重,粉质砂土为中等液化,粉质黏土相比其他黄土类别不易液化。电镜扫描土样微观结构参数分析表明,土颗粒周围胶结物质的化学元素比值(Ca/Fe),以及土颗粒粒径分布和孔隙尺寸(孔隙与颗粒比)均影响液化等级,可初步判断液化的强弱。

关键词：黄土黄土液化微观结构 CT裂隙扫描微结构参数

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地震与降雨耦合作用下区域滑坡灾害评价方法

岩石力学与工程学报 2011年第4期30卷 752-760页

作者：孙军杰王兰民龙鹏伟陈光齐中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000 西北电力设计院陕西西安710075 九州大学土木工程与结构学院

基于莫尔–库仑破坏准则,通过引入地震动惯性力和地下水位系数,推导地震与降雨耦合作用下的滑坡安全系数计算公式。提出应用滑坡体物性、几何参数频度分析和蒙特卡罗模拟联合求算滑坡滑动概率的思路,建立综合坡度、土体类别、地震动强... 详细信息

基于莫尔–库仑破坏准则,通过引入地震动惯性力和地下水位系数,推导地震与降雨耦合作用下的滑坡安全系数计算公式。提出应用滑坡体物性、几何参数频度分析和蒙特卡罗模拟联合求算滑坡滑动概率的思路,建立综合坡度、土体类别、地震动强度和地下水位系数等因素的滑坡滑动概率理论判定矩阵。利用计算获得的特定研究区内不同强度地震动的重现概率,可将该矩阵转化为不同复发年限内实际地震发生条件下滑坡滑动概率的理论判定矩阵。依据2类理论判定矩阵,结合GIS技术、数字地质图和高精度DEM数据,即可实现地震与降雨耦合作用下区域滑坡灾害的概率性评价;以日本北九州市为例,给出应用该方法评价区域滑坡灾害的概率性预测结果。

关键词：边坡工程地震降雨滑坡滑动概率区域灾害图

非饱和黄土动残余应变关键影响参量与量值估算

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岩石力学与工程学报 2012年第2期31卷 382-391页

作者：孙军杰徐舜华王兰民王峻田文通中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000 中国地震局黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 甘肃省岩土防灾工程技术研究中心甘肃兰州730000

通过分析非饱和黄土动残余应变的物理过程与力学机制,研究影响动残余应变的关键参量;结合室内动(静)三轴试验数据,提出应用关键影响参量求算该动残余应变的分布拆解方法。结果表明,非饱和黄土动残余应变实质上是土体广义固相介质响应外... 详细信息

通过分析非饱和黄土动残余应变的物理过程与力学机制,研究影响动残余应变的关键参量;结合室内动(静)三轴试验数据,提出应用关键影响参量求算该动残余应变的分布拆解方法。结果表明,非饱和黄土动残余应变实质上是土体广义固相介质响应外部动荷载作用的再固结过程,其关键影响参量可归纳为土体广义固相介质的强度、体积特征和外部动荷载特征。强度特征对应土体抵御外部荷载的能力,可用室内土工测试获取的黏聚力与内摩擦角宏观表征;体积特征反映土体潜在的再固结性态,可用表征土体欠压密程度的孔隙比描述。基于非饱和土三相概念的分布拆解方法,其求算过程具备较为明确的物理含义,对建立合理、实用的非饱和黄土动(静)塑性形变本构关系具有理论意义。

关键词：土力学非饱和黄土动残余应变物理过程力学机制影响参量估算方法